1. Технологический расчет аппарата

1. Массовая доля NH₃ в газовой смеси на входе в аппарат

где молекулярные массы компонентов газовой смеси:

NH₃:

воздух:

2. Объемный и массовый расходы газовой смеси на входе в аппарат

где температура исходной газовой смеси: t_гн =15 ⁰С.

абсолютное давление в аппарате: Р_абс=0,5 МПа.

плотность газовой смеси на входе и выходе аппарата

3. Расход распределяемого компонента и инертного вещества газовой фазы на входе в аппарат

4. Масса распределяемого компонента, поглощаемая водой

5. Масса распределяемого компонента на выходе из аппарата

6. Расход газовой смеси на выходе из аппарата

;

7. Средний расход газовой смеси в аппарате

8. Концентрация распределяемого компонента на входе и выходе из аппарата в относительно массовых долях

9. Построение равновесной линии:

Уравнение равновесной линии (рис.2)

В виду малости значений концентраций выражением можно пренебречь и уравнение равновесной линии в примет вид:

где - константа Генри для аммиака:

При t =20 ⁰С:

- молекулярная масса воды .

Максимальное значение концентрации NH₃ в воде:

Уравнение равновесной линии:

Таблица 1

10. Построение рабочей линии.

Минимальный удельный расход абсорбента:

При по рис.2

Действительное значение удельного расхода абсорбента принимают на больше минимального, т.е.

Уравнение рабочей линии при (рис.2)

При ,

11. Расход инертной жидкой фазы.

12. Расход воды на входе и выходе аппарата.

13. Средняя плотность газовой фазы.

Плотность газовой фазы и ее мольная концентрация на выходе из аппарата

где мольная концентрация газовой фазы на выходе из аппарата

Рис.2. Равновесная и рабочая линии абсорбции

14. Скорость газовой фазы.

где: С=720 - коэффициент для ситчатых тарелок при расстоянии между тарелками ; [2] рис.3.4 с. 35.

Свойства жидкой фазы (воды) при , [1] с. 537

15. Диаметр аппарата (абсорбера).

Принимаем D_к=0,8 м=800 мм.

16. Уточнение рабочих скоростей паровой фазы

.

17. Динамический коэффициент вязкости газовой смеси

Средняя мольная доля NH₃ в газовой смеси

Молекулярная масса газовой фазы.

Динамический коэффициент вязкости газовой смеси при

, [1] рис. VI с. 557

18. Критерий Рейнольдса по газовой фазе

19. Коэффициент молекулярной диффузии NH₃ в воздухе.

,

где - коэффициент диффузии NH₃ в воздухе при нормальных условиях , [1] т. XLII с. 540

20. Коэффициент массоотдачи по газовой фазе

21. Коэффициент молекулярной диффузии NH₃ в воде.

- коэффициент молекулярной диффузии NH₃ в воде при t= 20⁰С.

22. Критерий Прандтля

Коэффициент массоотдачи по жидкой фазе.

23. Коэффициенты массопередачи (К_г) по газовой фазе.

,

где коэффициента распределения при равновесии определяется графически как тангенс угла наклона касательной линии к равновесной линии

.

24. Число единиц переноса тарелки.

;

где - площадь ситчатой тарелки типа ТС при диаметре колонны D_k=800 мм, [2] с.97.

25. К.П.Д. тарелки

Постоянная С

26. Действительное число тарелок в колонне

Коэффициент извлечения:

Принимаем .

Средняя движущая сила процесса абсорбции

,

где ;

При ,

, , (рис.1).

Поверхность массопереноса

м²

Число действительных тарелок

27. Высота тарельчатой и цилиндрической части колонны.

,

где: принимаем

- расстояние от крышки до верхней тарелки; - расстояние от нижней тарелки до днища.