2. Порядок расчета
1. Начальная относительная мольная концентрация поглощаемого компонента газовой фазы при входе в абсорбер
=0,538
2. Конечная относительная мольная концентрация поглощаемого компонента газовой фазы при выходе из абсорбера
=0,027
3. Начальная относительная мольная концентрация поглощаемого компонента в абсорбенте при входе в абсорбер:
Мпк = 44 СО2
Ма = 18 Вода
Мнг = 29 Воздух
=0 %
4. Конечная относительная мольная концентрация поглощаемого компонента в абсорбенте при выходе из абсорбера
=0,002 %
5. Объемный расход инертной составляющей газовой фазы (норм.усл.)
=8450
6. Мольный расход поглощаемого компонента
=193
7. Мольный расход абсорбента (инертной составляющей жидкой фазы)
=95793,9
8. Молекулярный вес газовой фазы
=34,25
9; Плотность газовой фазы
= 14,246 кг/м3
10. Объемный расход газовой фазы, входящей в абсорбционную колонну
=0,336
11. Мольный расход газовой фазы, поступающей в абсорбционную колонну
=503,8
12. Определяется диаметр колонны
Предельно допустимая скорость газовой фазы (условие превышения 10% уноса жидкой фазы с газовой) рассчитывается для ситчатых тарелок как
=0,419
wг- рабочая скорость газовой фазы в свободном сечении колонны, которая составляет
=0,335
=1,131 м.
Принимаем Dk=1,2 м
Выбираем материал Сталь Ст3.
При температуре 20 °С:
у=140 МПа [3, стр. 394, таб. 13,1]
Коэффициент прочности сварных швов:
Ш=1 [3, стр. 395, таб. 13,3]
Толщина стенки аппарата:
=4,357 мм
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.
=2,175 мм
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
=3,351
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
=0,113 м2
15. Скорость жидкой фазы в переливном устройстве:
=4,237
16. Гидравлическое сопротивление тарелки от сил поверхностного натяжения:
у = 0,0728 [4, стр. 501, таб. XXII]
=44,8 Па
17. Статическое сопротивление слоя жидкости
=191,3 Па
18. Высота статического слоя жидкости
=0,02 м
19. Сопротивление сухой тарелки о = 1,5 для сетчатых тарелок [ 3, стр. 210]
=120 Па
20. Общее сопротивление тарелки
=356 Па
21. Высота жидкости в переливном устройстве
=0,066 м
22. Минимальное расстояние между тарелками, обеспечивающее гидрозатвор в сливном патрубке
=0,045 м
Выбираем Hмт =500
23. Вязкость газовой фазы
мпк = 1,46 ·10-5 Па · с
миг = 1,84 ·10-5 Па · с [4, стр. 530, номогр. VI]
=1.647 · 10-5 Па · с
24. Кинетические коэффициенты процесса :
=5651.9
D = 13.8 ·10-6 [1, стр. 71, табл. 11-2]
=1,53 · 10-6
=0,7535
=0,0195
=3445
=0,117
=6534,9
D = 1.8 ·10-9 [1, стр. 71, табл. 11-2]
=555,6
=118560,8
=0,249
25. Рабочая площадь тарелки без учета площади двух переливов
=0,904 м2
26. Величина отношения рабочей площади тарелки к поперечному сечению колонны
=0,8
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.
;
l=255.5 ;
;
a=0.972 [1, стр. 604]
;
;
при хcp i ;
b=0.08724
28. Разбивается интервал изменения рабочих концентраций в колонне на участки, в пределах которых равновесную зависимость можно считать прямолинейной. Для каждого участка изменения концентраций определяется тангенс угла наклона равновесной линии
29. Рассчитывается коэффициент массопередачи для каждого участка изменения концентраций
x |
y |
p |
Mpx |
y* |
Ap |
Kyf |
My |
Cy |
Xcp |
BC |
yk |
x |
|
0,00200 |
0,53800 |
0,545 |
134,674 |
0,266 |
|||||||||
0,00189 |
0,50964 |
0,516 |
134,310 |
0,250 |
139,063 |
0,00171 |
0,00976 |
1,00981 |
0,00194 |
0,25667 |
0,50712 |
0,00194 |
|
0,00178 |
0,48128 |
0,488 |
133,948 |
0,235 |
138,313 |
0,00172 |
0,00981 |
1,00986 |
0,00183 |
0,24377 |
0,47888 |
0,00183 |
|
0,00167 |
0,45292 |
0,459 |
133,587 |
0,220 |
137,569 |
0,00173 |
0,00986 |
1,00991 |
0,00172 |
0,23080 |
0,45063 |
0,00172 |
|
0,00156 |
0,42456 |
0,430 |
133,229 |
0,205 |
136,831 |
0,00174 |
0,00992 |
1,00997 |
0,00161 |
0,21774 |
0,42239 |
0,00161 |
|
0,00145 |
0,39620 |
0,401 |
132,873 |
0,190 |
136,099 |
0,00175 |
0,00997 |
1,01002 |
0,00150 |
0,20461 |
0,39415 |
0,00150 |
|
0,00133 |
0,36784 |
0,373 |
132,518 |
0,175 |
135,373 |
0,00176 |
0,01002 |
1,01007 |
0,00139 |
0,19140 |
0,36591 |
0,00139 |
|
0,00122 |
0,33948 |
0,344 |
132,166 |
0,160 |
134,653 |
0,00177 |
0,01007 |
1,01012 |
0,00128 |
0,17811 |
0,33767 |
0,00128 |
|
0,00111 |
0,31112 |
0,315 |
131,815 |
0,145 |
133,938 |
0,00178 |
0,01013 |
1,01018 |
0,00117 |
0,16474 |
0,30944 |
0,00117 |
|
0,00100 |
0,28276 |
0,286 |
131,466 |
0,130 |
133,229 |
0,00179 |
0,01018 |
1,01023 |
0,00106 |
0,15130 |
0,28121 |
0,00106 |
|
0,00089 |
0,25440 |
0,258 |
131,119 |
0,115 |
132,526 |
0,00180 |
0,01023 |
1,01028 |
0,00095 |
0,13778 |
0,25298 |
0,00095 |
|
0,00078 |
0,22603 |
0,229 |
130,774 |
0,101 |
131,828 |
0,00181 |
0,01029 |
1,01034 |
0,00083 |
0,12419 |
0,22475 |
0,00083 |
|
0,00067 |
0,19767 |
0,200 |
130,431 |
0,086 |
131,136 |
0,00182 |
0,01034 |
1,01039 |
0,00072 |
0,11052 |
0,19653 |
0,00072 |
|
0,00056 |
0,16931 |
0,172 |
130,089 |
0,072 |
130,449 |
0,00183 |
0,01039 |
1,01045 |
0,00061 |
0,09677 |
0,16830 |
0,00061 |
|
0,00045 |
0,14095 |
0,143 |
129,749 |
0,057 |
129,767 |
0,00184 |
0,01045 |
1,01050 |
0,00050 |
0,08296 |
0,14008 |
0,00050 |
|
0,00034 |
0,11259 |
0,114 |
129,411 |
0,043 |
129,091 |
0,00185 |
0,01050 |
1,01056 |
0,00039 |
0,06907 |
0,11186 |
0,00039 |
|
0,00022 |
0,08423 |
0,085 |
129,075 |
0,029 |
128,42 |
0,00185 |
0,01055 |
1,01061 |
0,00028 |
0,05511 |
0,08365 |
0,00028 |
|
0,00011 |
0,05587 |
0,057 |
128,740 |
0,014 |
127,755 |
0,00186 |
0,01061 |
1,01066 |
0,00017 |
0,04107 |
0,05543 |
0,00017 |
|
0,00000 |
0,02700 |
0,027 |
128,402 |
0,000 |
127,088 |
0,00187 |
0,01066 |
1,01072 |
0,00006 |
0,02671 |
0,02671 |
0,00006 |
|
Па |
Па |
30. Находятся числа единиц переноса для этих же участков изменения концентраций
31. Для найденных значений чисел единиц переноса вычисляют значение величины Сyi
32. Вычисляется среднее значение концентрации абсорбируемого компонента в абсорбенте для каждого участка
33. Для средних значений концентраций xср,i строится ряд прямых линий A1 C1; А2С2 ; A3C3 и т.д., параллельных оси ординат.
34. Рабочая концентрация газа на тарелке над жидкостью состава xср,i будет всегда меньше равновесной. Этим концентрациям будут соответствовать точки В1 ; B2 ; В3 и т.д., лежащие на отрезках A1 C1; А2С2 ; A3C3 , ниже точек А1 ;A2 ;A3 и т.д. Положения этих точек определяются из выражения
35. На диаграмме y-x от точек С на кривой равновесия откладываются найденные отрезки BC и через полученные точки В1;В2 ; В3 и т.д. наносится кривая, являющаяся кинетической линией процесса.
36. Между найденной кинетической и рабочей линиями проводится ступенчатое построение ломаной линии в пределах концентраций Хн и Хк . Число ступеней этой ломаной линии дает число тарелок абсорбционной колонны Nобщ
37. Общее сопротивление тарелок в колонне
38. Расчет числа люков:
Разместим люки через каждые 6 тарелок:
n=5.667
Принимаем 6 люков (1 люк над 34-й тарелкой)
38. Общая высота колонны определяется
мм
- Тарельчатый абсорбер
- 1.4 Выбор типа абсорбера и абсорбента
- 1.4.2 Другие типы абсорберов
- Тарельчатый абсорбер
- 3.2.2. Абсорберы тарельчатого типа
- 3.1.2. Тарельчатые абсорберы
- 3.Барботажные (тарельчатые) абсорберы.
- Барботажные (тарельчатые) абсорберы
- 1.4. Сравнение данных расчета насадочного и тарельчатого абсорберов
- Тарельчатые абсорберы