1238

по формуле:

H nh

(16)

ски и методом графического интегрирования.

Аналитически ЧЕП находят по формуле

n Yн Yк

ср

(17)

где ср – среднелогар фмическая движущая сила.

С

ср

1 2

(18)

2,3lg

1

сорбера

2

где 1 – дв жущая с ла внизу а

, 2 – движущая сила вверху аб-

исорбера. 1 2 определяются по Y-X-диаграмме

1

Y

н

Y

н

2

Y

к

Y

Для

определения ЧЕП

к

Y

графическим методом Y-X-

YН

диаграмме проводят линию MN

(рис. 4),

Д

делящую пополам от-

резки ординат,

Азаключенные

между рабочей линией и лини-

ей равновесия. Эти отрезки ор-

динат равны (Y— Y*) и выра-

YК

–У

жают движущую силу процес-

са. Затем через точку В на ра-

*

У

бочей линии, соответствующую

Х

состоянию фазы G на выходе из

Рис

4

Графическое

определение числа

аппарата,

проводят горизон-

единиц переноса: ОС – линия равнове-

таль. Эту горизонталь, пересе-

сия; АВ – рабочая линия; MN – линия, де-

лящая пополамИотрезки ординат между

кающуюся с линией MN в точке

рабочей линией и линией равновесия.

D, продолжают до точки Е,

причем отрезок BE равен удвоенному отрезку BD.

з точки Е проводят

вертикаль ЕF до пересечения с рабочей линией.

Yн

dY

n

Y Y

Y

к

вой, осью Y

верт калями, проведенными через точки,

абсциссы кото-

ограниченная2

рых равны Yк

YН . Эта площадь и равна искомому интегралу, т. е. числу

Седин ц переноса. При расчете необходимо учитывать масштабы по-

строен я. Если по оси

сцисс взят масштаб т1 (единиц в 1 см), а по оси

ординат - масштаб т2

(единиц в 1 см), то число единиц переноса равно:

бА

(19)

где f — площадь,

п = fт1 т2

кривой и соответствующими абсцисса-

ми, см .

Высоту ед н цы переноса определяют по формуле

h h

k

h

2

(20)

1

l

k Yн Yк Xк Xн

ВЕП для газовой фазы можно определить по формуле

A

0,25

И

h

ReДPr

(21)

1

a

г

г

Reг

4Wг

(22)

a г

Wг G 3600S

(23)

Критерий Прандтля определяют по формуле

Prг г

гDг

(24)

где Dг – коэффициент диффузии газа в воздухе, м2/с.

ВЕП для жидкой фазы рассчитывают по формуле

0,25

0,5

(25)

h2 119 прив Reж Prж

где пр в – пр веденная толщина пленки,

м; Reж , Pr ж – критерии Рей-

нольдса

Прандтля для жидкости.

Пр веденная толщина пленки вычисляется по формуле

С

прив ж2

ж2

g 1 3

(26)

Кр тер

Reж

Pr ж можно определить по формулам (22) и (24),

но вместо

плотности носителя (воздуха) нужно подставить

значен

я вязкости

плотности абсорбента, а вместо массовой скорости

Гидравлическое сопротивление абсорберов [4]. При расчете

А

гидравлического сопротивления абсорбера предварительно определяют

сопротивление сухой насадки Р по известному выражению

рсух H dэкв 02 г 2

(27)

где -коэффициент сопротивления, учитывающий суммарные потери

Д

dэкв -

давления на трение и местные сопротивления насадки;

эквивалентный диаметр насадки.

Значения обычно определяют по эмпирическим уравнениям.

Для кольцевой насадки, загруженной внавал, коэффициент сопро-

тивления определяют по следующим зависимостямИ:

при Rer < 40

(ламинарный режим)

(28)

140 Reг

при Rer > 40

(турбулентный режим)

16 Re0,2

(29)

Для правильно уложенных насадок

а Re0г,375

(30)

a 3,12 17

d

экв

t

1,37

(31)

h

t s

ментами насадочных тел и увеличении при этом скорости газа).

опрот влен

орошаемой насадки при плотности орошения ме-

нее 50 м3/м2 ч, пр бл женно можно определить по формуле

С

сух 1 kU

(32)

где U –

плотность

, м3/м2 ч; k – опытный коэффициент (для

беспорядочно засыпанных хордовых насадок k = 0,06, для правильно

уложенных кольцевых насадок k = 0,04).

орошения

3.2. Расчет ар отажных абсорберов

Расход а сор ента

[4]. Количество поглотителя L на проведение

процесса

ции для

ар отажных абсорберов определяют также как

0 а g ж г l 0,5

(33)

где а – коэффициент, равный 1 для колпачковых тарелок и 0,67

для ситчатых тарелок; g – ускорение силы тяжести, м/с2; - коэффици-

ент сопротивления; ж, г – плотность жидкости и газа, кг/м3; l – высота

прорези (для колпачковых тарелок) или высота слоя жидкости на та-

релке (для с тчатых тарелок), м.

Коэфф ц ент сопротивления имеет значения, приведенные в

Стабл. 5

Таблица 5

Коэффициент сопротивления,

Тарелки

Колпачковые

4,5 – 5

Ситчатые:

1,8

= 0,07 - 0,1

= 0,15 – 0,2

1,45

Провальные:

дырчатые

2,1

решетчатые

1,4 – 1,5

трубчато-решетчатые

0,9 – 1

бА

Скорость газа в свободном сечении колонны 0 в зависимости от

скорости газа 0 в прорезях и отверстиях, составляет:

0 0

(34)

2

W

1 4

1 8

0

г

0,16

Иж г

lgZ lg

ж

(35)

gd 2

ж

Wг

ж

Значение пред для тарелок с круглыми колпачками можно при-

С

близительно определить по графику (рис. 6) в зависимости от расстоя-

ния между тарелками и отношения плотностей газа и жидкости. Для та-

релок друг х конструкций значение пред , найденное по графику сле-

дует умнож ть на соответствующий поправочный коэффициент. Для

ситчатых

тарелок

прямоугольными колпачками коэффициент равен 0,7, для

– 1,35, для провальных – 1,5.

Рекомендуется принимать ра-

бочую скорость газа

бА

0 = (0,8 0,9) пред.

В аппаратах, ра отающих при

атмосферном давлении скорости

практ чески составляют 0,5 – 2 м/с,

в аппаратах, ра отающих при раз-

ряжении,

принимают олее высо-

лением – более низкие.

Рис. 6. График для определения предель-

ной скорости пред в свободном сечении

Д

Высота абсорбера [4]. Высо-

при различном расстоянии Н между та-

релками.

личину hн принимают равной 1-1,5 D. Величина hв зависит от конструк-

ции оросителей и брызгоуловителей.

И

газа.

Для расчета величины уноса с различных тарелок предложено

следующее уравнение

Hсn.п.

е Аf 0m

(37)

С

т

п

Тарелки

А

Провальные

1,4 10-4

2,56

2,56

Клапанные и балластные

6,5 10-5

2,15

2,5

Высоту пены hп на провальных тарелках можно определить по-

при

средством следующ х уравнений:

В 2,95

Fr

г

C0,067 3,25 10 3

(38)

ж

бА

В 2,95 10

Fr

г

C0,067

1,1 10 3В

(39)

ж

при В 10

Fr

г

C0,067 11 10 3

(40)

ж

где Fr – критерий Фруда, рассчитанный по скорости газа в отверстиях

0 (м/с) и высоте пены hп (м)

Fr 0 2

ghп

(41)

С – безразмерная величина:

Д

U6 ж2

ж

(42)

C

g 3

где U – плотность орошения, которую можно найти как U

Wж

, м3/м2с;

ж

- поверхностное натяжение, Н/м.

И

Уравнения (38)-(40) применимы при d = 3 мм.

ля тарелок при од-

дующего условия:

p

Hm 1,8

(43)

ж g

1

1

k

1

(44)

п0

l

n2

п1

где k – тангенс угла наклона линии равновесия; l – удельный расход по-

глотителя.

С

и

п2

можно найти по формулам:

Значения п1

n

1770h

0,7

Dг

(45)

1

п

0

других

5

1,4

S

Dж

(46)

п

2

1,26 10

h

n

U

Высоту пены на провальных тарелках можно определить

по фор-

мулам (38)-(42). Для

типов тарелок п1 и п2 определяют по фор-

мулам:

бА

для колпачковых тарелок

п

0,01 0,32 р

т

(47)

ж S

1

0

0,73

п2 0,61 10 4

0

рж

(48)

U

для ситчатых тарелок

n

0,00683

pж

Sm

(49)

1

Д

00,24

S

рж

(50)

п2 69200 0

14500 U

где рж – сопротивление жидкости на тарелке, Н/м2; Sт - рабочая пло-

И

щадь тарелки, м2; S - площадь сечения колонны, м2; U - плотность оро-

3

2

шения, м /м с; 0 - скорость газа в свободном сечении колонны, м/с.

По п0

определяем относительный коэффициент извлечения Е по

формуле

п0 2,3lg 1 E

(51)

Число действительных тарелок находим графически.