В качестве исходных данных задаются следующие величины:
1. Объемный расход поступающей газовой фазы в колонну: Vг=16000 Нм3/ч
2. Содержание поглощаемого компонента в поступающем газе: ун = 30 %
3. Степень извлечения: α = 95 %
4. Начальное содержание поглощаемого компонента в абсорбенте массовая доля: xвн = 0 %
5. Конечное содержание поглощаемого компонента в абсорбенте массовая доля xвк = 0,45 %
6. Температура поступающей газовой смеси в колонну t = 20 ° С
7. Давление в колонне Р = 1.013 МПа
В результате расчета определяются: La, Dk, Noбщ, ΔРт, Нмт.
2. Порядок расчета
1. Начальная относительная мольная концентрация поглощаемого компонента газовой фазы при входе в абсорбер
2. Конечная относительная мольная концентрация поглощаемого компонента газовой фазы при выходе из абсорбера
3. Начальная относительная мольная концентрация поглощаемого компонента в абсорбенте при входе в абсорбер:
Мпк = 44
Ма = 18
Мнг = 29
4. Конечная относительная мольная концентрация поглощаемого компонента в абсорбенте при выходе из абсорбера
5. Объемный расход инертной составляющей газовой фазы (норм.усл.)
6. Мольный расход поглощаемого компонента
7. Мольный расход абсорбента (инертной составляющей жидкой фазы)
8. Молекулярный вес газовой фазы
9; Плотность газовой фазы
10. Объемный расход газовой фазы, входящей в абсорбционную колонну
11. Мольный расход газовой фазы, поступающей в абсорбционную колонну
12. Определяется диаметр колонны
Предельно допустимая скорость газовой фазы (условие превышения 10% уноса жидкой фазы с газовой) рассчитывается для ситчатых тарелок как
wг- рабочая скорость газовой фазы в свободном сечении колонны, которая составляет
Принимаем Dk=1,2 м
Выбираем материал Сталь Ст3.
При температуре 20 °С:
σ=140 МПа [3, стр. 394, таб. 13,1]
Коэффициент прочности сварных швов:
Ψ=1 [3, стр. 395, таб. 13,3]
Толщина стенки аппарата:
Принимаем с запасом толщину стенки s=10 мм [3, стр. 211]
Найдем толщину эллиптического приварного днища, при R=D, H=0.25D, где: R – радиус кривизны днища. D – диаметр аппарата, H – высота днища без учета цилиндрической отбортовки.
Принимаем толщину днища равную толщине аппарата s=10 мм.
13. По принятой площади свободного сечений отверстий fотв = 10 выраженной в % от общей площади свободного сечения аппарата, рассчитывается скорость газа в отверстиях тарелки
14. Принимается отношение площади свободного сечения сегмента перешивного устройства к площади тарелки 10%, т.е. R=0,1 и определяется площадь свободного сечения переливного устройства
15. Скорость жидкой фазы в переливном устройстве:
16. Гидравлическое сопротивление тарелки от сил поверхностного натяжения:
σ = 0,0728 [4, стр. 501, таб. XXII]
17. Статическое сопротивление слоя жидкости
18. Высота статического слоя жидкости
19. Сопротивление сухой тарелки ξ = 1,5 для сетчатых тарелок [ 3, стр. 210]
20. Общее сопротивление тарелки
21. Высота жидкости в переливном устройстве
22. Минимальное расстояние между тарелками, обеспечивающее гидрозатвор в сливном патрубке
Выбираем Hмт =500
23. Вязкость газовой фазы
μпк = 1,46 ·10-5 Па · с
μиг = 1,84 ·10-5 Па · с [4, стр. 530, номогр. VI]
24. Кинетические коэффициенты процесса :
D = 13.8 ·10-6
D = 1.8 ·10-9
25. Рабочая площадь тарелки без учета площади двух переливов
26. Величина отношения рабочей площади тарелки к поперечному сечению колонны
27. По справочным или расчетным данным в координатах y-x строится график равновесной зависимости yp= f(x) , выражающей связь концентраций поглощаемого компонента в газовой и жидкой фазах, находящихся в равновесии. Здесь же наносится прямая рабочая линия процесса абсорбции, выражающая связь рабочих концентраций, по 2 точкам прямой [т.1 ( у мн, хмк), т.2 ( умк , Хмн )] . Примечание: у, х - относительные, мольные концентрации.
a=0.972 [1, стр. 604]