Массовый расход инертной части газа может быть определён из выражения
где
где
Объёмная массовая концентрация сероводорода в газе на входе в абсорбер
Тогда
Производительность абсорбера по поглощаемому компоненту
Определим материальные потоки процесса.
Расход поглотителя (воды) равен
Тогда отношение расходов фаз или удельный расход поглотителя определяется
Расходы поглощающей смеси на входе и выходе абсорбера, соответственно
Расходы газовой смеси на выходе и входе абсорбера, соответственно
В насадочном абсорбере жидкая и газовая фазы движутся противотоком, при этом контакт фаз близок к непрерывному. Учитывая, что данный процесс абсорбции - изотермический (линия равновесия является прямой линией), расходы фаз постоянны (G=constи L=const), т.е. и рабочая линия является прямой.
Предполагая, что потоки фаз равномерно распределены по поперечному сечению аппарата, перемешивание отсутствует, и все частицы каждой фазы движутся с одинаковыми скоростями, при этом концентрации фаз постоянны по поперечному сечению аппарата и изменяются только по его высоте, т.е. принимая модель идеального вытеснения, средняя движущая сила определяется по формуле
где:
где:
Определим большую и меньшую движущие силы на входе потоков в абсорбер и выходе из него:
Определим среднюю движущую силу
Коэффициент массопередачи находят по уравнению аддитивности фазовых диффузионных сопротивлений [1]:
где
Для расчета коэффициентов массоотдачи необходимо выбрать тип насадки и рассчитать скорости потоков в абсорбере.
При выборе типа насадки для проведения массообменных процессов руководствуются следующими соображениями [1,3]:
Во-первых, конкретными условиями проведения процесса -- нагрузки по пару и жидкости, различиями в физических свойствах систем, наличием в потоках жидкости и газа механических примесей, поверхностью контакта фаз в единице объема аппарата и т.д.
Во-вторых, особыми требованиями к технологическому процессу -- необходимостью обеспечить небольшой перепад давления в колонне, широкий интервал изменения устойчивости работы, малое время пребывания жидкости в аппарате и т.д.
В-третьих, основными требованиями к аппаратурному оформлению -- создание единичного или серийного выпускаемого аппарата малой или большой единичной мощности, обеспечение возможности работы в условиях сильно коррозионной среды, создание условий повышенной надежности и т.д.
В данном курсовом проекте была выбрана насадка типа "Керамические сёдла "Инталокс" размером 50 мм", поскольку процесс абсорбции сероводорода водой происходит сравнительно легко, исходное сырьё не загрязнено механическими примесями. Насадка имеет следующие характеристики:
Удельная поверхность - 118 м2/м3;
Свободный объём - 0,79 м3/м3;
Насыпная плотность - 530 кг/м3.
Выбор рабочей скорости газа обусловлен многими факторами. В общем случае её находят путём технико-экономического расчета для каждого конкретного процесса. Рабочая скорость газа является функцией скорости захлёбывания - предельной фиктивной скорости газа в сечении колоны. Как правило, для абсорберов, работающих в плёночном режиме, рабочую скорость газа принимают равной 0,75~0,9 от предельной.
где