1.2.5. Плотность орошения и активная поверхность насадки

Плотность орошения (скорость жидкости) рассчитывают по формуле:

(1.11)

где S – площадь поперечного сечения абсорбера, м².

Подставив численные значения, получим:

.

При недостаточной плотности орошения и неправильной организации подачи жидкости [3] поверхность насадки может быть смочена не полностью. Но даже часть смоченной поверхности практически не участвует в процессе массопередачи ввиду наличия застойных зон жидкости (особенно в абсорберах с нерегулярной насадкой) или неравномерного распределения газа по сечению колонны.

Существует некоторая минимальная эффективная плотность орошения , выше которой всю поверхность насадки можно считать смоченной.

Для пленочных абсорберов ее находят по формуле:

(1.12)

Здесь:

(1.13)

где – минимальная линейная плотность орошения, кг/(м.с); – поверхностное натяжение, мН/м.

Тогда

.

Отсюда

В проектируемом абсорбере плотность орошения U выше , поэтому в данном случае коэффициент смачиваемости насадки =1.

Для насадочных абсорберов минимальную эффективную плотность орошения находят по соотношению [3]:

(1.14)

где – эффективная линейная плотность орошения, м²/с.

Для колец Рашига размером 75 мм и хордовых насадок с шагом более 50 мм м²/с; для всех остальных насадок м²/с.

Коэффициент смачиваемости насадки для колец Рашига при заполнении колонны внавал можно определить из следующего эмпирического уравнения [7]:

(1.15)

где – диаметр насадки;

При абсорбции водой и водными растворами хорошо растворимых газов, смоченная поверхность насадки уменьшается [3]. Поэтому полная смачиваемость достигается при более высоких значениях Г. Для таких систем значение может быть рассчитано по уравнению:

(1.16)

где коэффициент А зависит от краевого угла смачивания и изменяется в пределах 0,12–0,17; – разница между поверхностным натяжением жидкости, подаваемой на орошение колонны, и жидкости, вытекающей из нее.

Доля активной поверхности насадки может быть найдена по формуле [3]

(1.17)

где p и q – коэффициенты, зависящие от типа насадки [3].

Подставив численные значения, получим:

Как видим, не вся смоченная поверхность является активной. Наибольшая активная поверхность насадки достигается при таком способе подачи орошения, который обеспечивает требуемое число точек орошения и на 1 м² поперечного сечения колонны. Это число точек орошения и определяет выбор типа распределительного устройства [3].