logo
Пособие по ПиА ГО

3.2.5. Расчет основных размеров абсорберов.

Все массообменные колонные аппараты можно условно разделить нa две группы: с непрерывно и со ступенчато изменяющейся концентрацией веществ, участвующих в процессе массообмена. Целью расчета таких колонн является определение их диаметра и высоты. Диаметр колонны определяется объемным расходом и режимом движения сплошной фазы:

, (3.52)

где V0 = Gc / c — объемный расход сплошной фазы; Gс, с — соответственно массовый расход и плотность сплошной фазы; wс — скорость движения сплошной фазы в колонне.

Скорость движения сплошной фазы wс зависит от режима работы и конструктивных особенностей массообменного аппарата. Высоту массообменной части аппарата с непрерывно изменяющейся по его высоте концентрацией вещества можно рассчитать:

1) по основному уравнению массопередачи:

; (3.53)

2) по числу единиц переноса (Nox или Noy) и высоте единицы переноса (hox или hoy):

; (3.54)

3) по числу теоретических ступеней изменения концентраций (числу теоретических тарелок) Nт и высоте массообменной части аппарата, эквивалентной одной теоретической тарелке hэкв

. (3.55)

Теоретической тарелкой называют однократный контакт взаимодействующих потоков, завершающийся достижением фазового равновесия.

Высоту массообменной части аппарата со ступенчатым изменением концентрации веществ, участвующих в процессе массообмена, можно рассчитать по числу действительных ступеней изменения концентраций (числу действительных тарелок) Nт и расстоянию между тарелками h:

. (3.56)

Расстояние между тарелками h принимают или рассчитывают в соответствии с конкретным процессом массопередачи и типом конкретного контактного устройства.

Общая высота колонного аппарата составляет

, (3.57)

где Hв - расстояние от верхнего ряда контактных элементов до крышки колонны, м; Нн - расстояние от нижнего ряда контактных элементов до днища колонны, м.

Расстояние Нн обычно определяется минимальным объемом жидкости, необходимым для обеспечения стабильности процесса парообразования и равномерного распределения газа (пара) по поперечному сечению колонны. Это расстояние принимают равным (1,0... 1,5) Dк.

Расстояние Hв зависит от размеров распределительного устройства для орошения колонны жидкостью и от высоты сепарационного пространства, в котором устанавливают отбойные устройства для предотвращения брызгоуноса из колонны.

В зависимости от диаметра колонны Dк можно рекомендовать следующие высоты верхней Hв и нижней Нн частей колонны:

Dк, м 0,4 – 1,0 1,2 – 2,2 2,4 и больше

Hв, м 0,6 1,0 1,4

Hн, м 1,5 2,0 2,5