1.3.2. Коэффициент массопередачи

Обычно расчеты тарельчатых абсорберов проводят по модифицированному уравнению массопередачи, в котором коэффициенты массопередачи для жидкой и газовой фаз относят к единице рабочей площади тарелки:

(1.36)

где М – масса передаваемого через поверхность в единицу времени массопередачи вещества, кг/с; F – суммарная рабочая площадь тарелок в абсорбере, м².

Необходимое число тарелок F определяют делением суммарной площади тарелок F на рабочую площадь одной тарелки f

(1.37)

Коэффициенты массопередачи определяют по уравнениям аддитивности фазовых диффузионных сопротивлений:

(1.38)

где и – коэффициенты массоотдачи, отнесенные к единице рабочей площади тарелки соответственно для жидкой и газовой фаз, кг/(м²·с).

В литературе приводится ряд зависимостей для определения коэффициентов массоотдачи. На основании сопоставительных расчетов рекомендуем использовать обобщенное критериальное уравнение [13], применимое для различных конструкций барботажных тарелок:

(1.39)

При этом для жидкой фазы:

для газовой фазы:

где А – коэффициент; , – коэффициенты молекулярной диффузии распределяемого компонента соответственно в жидкости и газе, м²/с; – средние скорости жидкости и газа в барботажном слое, м/с; – газосодержание барботажного слоя, м³/м³; – критерий гидравлического сопротивления, характеризующий относительную величину удельной поверхности массопередачи на тарелке; – гидравлическое сопротивление барботажного газожидкостного слоя (пены) на тарелке, Па; – высота слоя светлой (неаэрированной) жидкости на тарелке, м; l – характерный линейный размер, равный среднему диаметру пузырька или газовой струи в барботажном слое, м.

В интенсивных гидродинамических режимах характерный линейный размер становится, по данным ряда авторов [13], практически постоянной величиной, мало зависящей от скоростей фаз и их физических свойств. В этом случае критериальные уравнения, решенные относительно коэффициентов массоотдачи, приводятся к удобному для расчетов виду:

(1.40)

(1.41)