Технологический расчет абсорбера для очистки углеводородного газа от сероводорода регенерированным (стр. 6 из 7)

В результате расчета работоспособности наиболее нагруженной по газу и жидкости нижней тарелки абсорбера была подтверждена правильность выбора диаметра аппарата равным

.

2. Высота абсорбера

Рабочая высота абсорбера равна, м:

где

- высота верхней камеры; - высота части аппарата, занятой тарелками; - высота нижней камеры.

. (Принимаем).

где

- число рабочих тарелок.

Число рабочих тарелок равно:

,

где

- число теоретических тарелок, η – коэффициент полезного действия тарелки.

Применим в абсорбере клапанные тарелки, к.п.д. которых при хемосорбции

и находятся в пределах 10 . Учитывая, что отсутствует, примем η = 35%.

Рассчитываем число теоретических тарелок, необходимое для обеспечения заданного коэффициента извлечения

в абсорбере при постоянном среднем коэффициенте его извлечения на каждой тарелке:

,

где

– коэффициент извлечения в абсорбере; - средний коэффициент извлечения на тарелках.

Коэффициент извлечения

в абсорбере равен:

.

Рассчитываем средний коэффициент извлечения на тарелках:

где

- коэффициент массопередачи при хемосорбции, м/ч; а – удельная поверхность контакта фаз, – высота газожидкостного слоя, м; - приведенная скорость газа при рабочих условиях в нижней части аппарата, м/с.

Коэффициент массопередачи при хемосорбции рассчитывается через коэффициенты массоотдачи при физической абсорбции по формуле:

– коэффициенты массотдачи в газовой и жидкой фазах, м/ч; - константа фазового равновесия при физической абсорбции с поправкой на ионную силу раствора, полученного в результате хемосорбции.

Коэффициент массоотдачи в газовой фазе:

- коэффициент массоотдачи в газовой фазе, отнесенный к единице рабочей площади

тарелки.

Находим:

(А = 41700, m = 1, n = 0.5 – коэффициенты,

Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе равен:

- коэффициент массоотдачи в жидкой фазе, отнесенный к единице рабочей площади

тарелки.

Находим:

(А = 240, m = 0,35, n = 0.58 – коэффициенты,

Найдем константу фазового равновесия с поправкой на ионную силу раствора ДЭА:

,

где

– константа фазового равновесия для ; , и - поправочные коэффициенты на присутствие отрицательных, положительных ионов и растворенного газа; , - количества положительных и отрицательных ионов; С – концентрация абсорбента, кмоль/м3.

Константу фазового равновесия

рассчитаем по формуле:

где

- константа фазового равновесия для водного раствора при температуре ; и - средняя мольная масса и плотность абсорбента в нижней части аппарата; T = 52 + 273 = 325 К – абсолютная температура газа.

.

В водном растворе ДЭА в результате хемосорбции содержатся следующие положительные и отрицательные ионы:

,

,

.

Поправочные коэффициенты и заряды ионов приведены в таблице 16.

Таблица 16 - Поправочные коэффициенты

Ион, молекула	Ион-аналог	Число ионов		Поправочный коэффициент
		3				0,07
			2		0,2
			3		0,05
				0,2

Рассчитываем концентрацию абсорбента:

Тогда

Коэффициент массопередачи равен:

Рассчитываем удельную поверхность контакта для клапанных тарелок:

,

где

– критерий Вебера; - газосодержание; , - вязкость водного раствора ДЭА и воды при 52℃; Fr – критерий Фруда, рассчитываемый по приведенной скорости газа:

0,25

Критерий Вебера:

Рассчитываем газосодержание:

Тогда удельная поверхность контакта будет равна:

Число теоретических тарелок:

Число рабочих тарелок:

.

Рабочая высота абсорбера равна:

Расчет диаметров штуцеров аппарата.

Внутренние диаметры штуцеров аппарата рассчитываются по формуле: