Розр т насадочного абсорбера

Розрахунок насадочного абсорбера
Завдання:
В насадок абсорбері чистою водою поглинається цільовий компонент з його суміші з повітрям при тиску П і температурі t. Витрата газу V _c (при нормальних умовах: 0 ° С, 760 мм. Рт. Ст.), Початковий зміст А в газі y _н, ступінь вилучення А дорівнює η _П. Коефіцієнт надлишку зрошення φ, коефіцієнт змочування ψ, коефіцієнт массопередачи К. Визначити витрату води, діаметр абсорбера і висоту насадки. Прийняти робочу швидкість газу ω = 0,8 ω _з, де ω _з - швидкість газу в точці захлебиванія.

Розмір насадки, мм	Цільовий компонент А	П, МПа	t, ° С	V _c, м ³ / год	у _зв, %	η _П, %	φ	ψ	К · 10 ^6,
Сталеві кільця 35Ч35Ч2.5	сірководень Н ₂ S	0,8	10	1000	10	93	1,4	0,88	1

Розрахунок процесу абсорбції ведуть, або в відносних мольних, або в відносних масових частках концентрації.

Рівноважна залежність системи газ-рідина визначається законом Генрі і наслідком із закону Дальтона

,
де

- Коефіцієнт розподілу
Е = 0,278 · 10 ⁶ мм. рт. ст. = 37,06 МПа - коефіцієнт Генрі для сірководню при t = 10 ° С.

Рівняння математичного балансу має вигляд

,
де М - кількість розподіленого компонента А,
G - витрата інертного газу (повітря),
L - витрата поглинача (вода).

при Х _н = 0;

Визначимо середню рушійну силу:

,
де

Визначимо число одиниць переносу.
Для лінійної рівноважної залежності можна використовувати аналітичний метод,

і графічний (побудова ламаної)

Визначимо діаметр абсорбера.

,
де V _p - витрата газової суміші при робочих умовах

звідси отримуємо

,
де

- Щільність газу в робочих умовах.
Визначимо робочу швидкість газу в колоні.

,
де а = 170 м ² / м ³ - питома поверхня насадки,

- Порозность насадки,

- Щільність газу в робочих умовах,

- Щільність поглинача в робочих умовах,

- В'язкість поглинача в робочих умовах,

- В'язкість поглинача у нормальних умовах,
А = -0,49; У = 1,04 - коефіцієнти, які залежать від типу насадки,

- Масова витрата поглинача,

- Масова витрата газу.

Знаходимо з цього виразу

м / с.
Робочу швидкість газу в процесі беремо на 20% менше швидкості захлебиванія

м / с.
Тоді діаметр апарату дорівнює:

м
Вибираємо стандартний діаметр сталевого абсорбера D = 0,6 м.
Знаходимо висоту насадки.

м,
де

- Об'ємний коефіцієнт массопередачи,

м ²
Висновок:
У результаті проведених розрахунків отримуємо насадок абсорбери з діаметром кожуха в 0,6 метра, і висотою насадки 2,81 метра. Так як висота насадки лежить в межах (3-5) · D = (1,8-3) м, то насадку розбиваємо на шари:
h _сл.1 = 3 · D = 3 · 0,6 = 1,8 м
h _сл.2 = 2,81-1,8 = 1,1 м

6 Програма для розрахунку насадочного абсорбера
Program Nasadki;
uses crt;
var
m, lm, l, Xc, Ypc, ys, ysp, xs, de, rog, arg, reg, vg, qv, dk, h1, h, dys, Dy, Yc, S, N, Xk, G, Ga,
Gk, Xkp, ae, mg, gn, p, Yn1, Xn1, Yk1, Ma, Ml, E1, S1, Rol, Vig, Vil, T, Yn, Yk, Xn, lam, uol, pc,
v0, dp, LB, Fi: real;
begin
clrscr;
writeln;
writeln ('ishodnie i spravochnie dannie');
writeln;
write ('Rashod gaza Vc:'); readln (V0); {m3/chas}
write ('Davlenie p:'); readln (p); {MPa}
write ('Yn:'); readln (Yn1); {abs.molnie}
write ('Yk:'); readln (Yk1); {abs.molnie}
write ('Xn:'); readln (Xn1); {abs.molnie}
write ('Molek. massa abs-go componenta Ma:'); readln (ma);
ml: = 18;
mg: = 29;
write ('Konstanta Genri E:'); readln (ae); {MPa}
write ('Poroznost `nasadki e1:'); readln (e1); {m3/m3}
write ('Udel `nay poverhnost` nasadki s1:'); readln (s1); {m2/m3}
Rol: = 1000;
write ('Vyzkost `vozduha Vig:'); readln (Vig);
write ('Vyzkost `vodi Vil:'); readln (Vil);
write ('Temperatura absorbcii T:'); readln (T); {^ C}
write ('Koefficient izbitka oroweniy Fi:'); readln (Fi);
clrscr;
De: = 4 * e1/s1;
Yn: = ma * yn1 / (mg * (1-yn1)); {Otnos. massovie}
Yk: = ma * yk1 / (mg * (1-yk1)); {%}
Xn: = ma * xn1 / (ml * (1-xn1));
gn: = v0 * 1.293 * (1-yn1) + v0 * 1.98 * yn1;
g: = v0 * 1.293 * (1-yn1);
ga: = g * (yn-yk); {kg / hr}
gk: = gn-ga;
m: = ae / p;
xkp: = ma * mg * yn / (ml * m * ma + m * mg * ml * yn-yn * mg * ml);
lm: = g * (yn-yk) / (xkp-xn);
l: = Fi * lm;
xk: = xn + g * (yn-yk) / l;
writeln;
writeln ('Raschetnie parametri');
writeln;
Writeln ('yn =', yn: 4:6, 'yk =', yk: 4:6, 'xn =', xn: 4:6, 'xk =', xk: 4:6);
Writeln ('g =', g: 4:6, 'ga =', ga: 4:6, 'lm =', lm: 4:6);
Writeln ('l =', l: 4:6, 'xkp =', xkp: 4:6, 'm =', m: 4:6);
Writeln;
n: = 50;
dy: = (yn-yk) / n;
yc: = yk + (dy / 2);
S: = 0;
repeat
xc: = xn + g * (yc-yk) / l;
ypc: = m * ml * ma * xc / (mg * (ml * xc + ma-m * ml * xc));
S: = s + dy / (yc-ypc);
Yc: = yc + dy;
until (yc> yn);
Dys: = (yn-yk) / s;
ys: = (yn + yk) / 2;
Ysp: = ys-dys;
xs: = ma * mg * ysp / (ml * (m * ma + mg * (m-1) * ysp));
Rog: = 1.293 * p * 273 / (0.1033 * (273 + t));
Vg: = sqrt ((9.81 * rol * e1 * e1 * e1 / (s1 * rog)) * exp (-0.16 * ln (vil) +5.07 e-2-4.03 * exp (0.25 * ln (L / g) +0.125 * ln (rog / rol ))));
Vg: = Vg * 0.8;
qv: = v0 * (273 + t) * 0.1033 / (3600 * 273 * p); {m ^ 3 / s}
Dk: = sqrt (4 * qv / (pi * vg));
h1: = 44.3 * e1 * (ln (L / (m * g)) / ln (10)) * exp (0.2 * ln (vg * rog) +0.342 * ln (g / L) +0.19 * ln (rol / rog) +
0.038 * ln (vig / vil)) / (exp (0.2 * ln (vig) +1.2 * ln (s1)) * (1-m * g / L));
H: = h1 * S;
Reg: = Vg * de * rog / (e1 * vig);
if reg> 40 then lam: = 16/exp (0.2 * ln (reg))
else lam: = 140/reg;
uol: = L / (rol * 0.785 * dk * dk * 3600);
pc: = lam * h * vg * vg * rog / (de * 2 * e1 * e1);
dp: = pc * exp (169 * uol) / ln (10);
Writeln ('s =', s: 4:6);
Writeln ('dys =', dys: 4:6);
Writeln ('ys =', ys: 4:6);
Writeln ('ysp =', ysp: 4:6);
Writeln ('xs =', xs: 4:6);
Writeln ('vg =', vg: 4:6);
Writeln ('dk =', dk: 4:6);
Writeln ('h1 =', h1: 4:6);
Writeln ('h =', h: 4:6);
Writeln ('pc =', pc: 4:6);
Writeln ('uol =', uol: 4:6);
Writeln ('dp =', dp: 4:6);
Readkey;
End.

7 Розрахунок утримуючої здатності насадки
Визначаємо площу перерізу колони:

мІ
Фактична швидкість газу в колоні:

м / с
Знаходимо еквівалентний діаметр насадки:

47
Простежимо зміна гідравлічного опору і швидкості зміни витрати рідини в залежності від зміни робочого діаметра насадки.
Приймаються коефіцієнт насадки 0,1.
Визначимо товщину стінки насадки: