Определение диаметра абсорбера

Диаметр абсорбционной колонны определяется по формуле:

D_K = (2.12.,4;с.12)

где V_г – расход газа, проходящего через колонну, м/с;

W₀ – фиктивная скорость газа, то есть скорость газа, отнесенная ко всему сечению аппарата, м/с.

W₀ = (0,85÷0,95)W₀' (2.13.,2;с.613)

где W₀' – скорость, соответствующая режиму захлебывания, м/с

Принимается: W₀ = 0,95 •W₀'

Скорость, соответствующая режиму захлебывания, определяется по формуле:

W₀' =(Re' • f •µ_г)/4 • ρ_г (2.14.,2;с.612)

где f – удельная поверхность колец насадки, м²/м³;

µ_г – вязкость газа, Па•с;

ρ_г – плотность газа, кг/м³;

Re' – значение критерия Рейнольдса, соответствующее началу захлебывания колонны.

Критерий Рейнольдса определяется по формуле:

Re' = 0,07 • Аr^0,57 • (W_г/W_ж)^0,43 = 0,07 • Аr^0,57 • (G/L)^0,43 (2.15.,2;с.610)

где W_г – массовая скорость газа;

W_ж – массовая скорость жидкости;

отношение W_г/W_ж численно равно отношению массовых расходов газа и

жидкости G/L;

Аr – величина критерия Архимеда для двух фаз (газ – жидкость) с различными плотностями.

Критерий Архимеда определяется по формуле:

Аr = g • d_экв³ • ρ_г •(ρ_ж – ρ_г)/ µ_г² (2.16.,2;с.611)

где g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с;

d_экв – эквивалентный диаметр насадки, м;

ρ_г – плотность газа, кг/м³;

ρ_ж – плотность жидкости, кг/м³, равная для воды при 40 ⁰С 992;

µ_г – вязкость газа (воздуха), Па • с, равная 0,0189•10^–3.

d_экв³ = 4 • ε/f, м (2.17.,2;с.611)

где ε – свободный объем насадки, м/м, равный 0,735; (2;с.598)

f – удельная поверхность насадки, м²/м³, равная 110 (2;с.598)

d_экв = 4•0,735/110 = 0,027 м

По уравнению Менделеева – Клапейрона определим ρ_г по формуле:

ρ_г = ρ₀•Т₀•Р/Т•Р₀ (2.18.,1;с.Ю)

где ρ₀ = М/22,4 = 29/22,4 = 1,295 кг/м³ – плотность воздуха (2.19.,1;с.ЛО)

Т₀ = 273К;

Т – средняя температура в абсорбере, К, равная 273+40=313К

Р₀ = 1,013 · 10⁵ Па; Р = 1,013 · 10⁵ Па

ρ_г = 1,295 · 273 · 1,013 ·10⁵/313 · 1,013·10⁵= 1,130 кг/м³

G_г = V_г · ρ_г =6800 · 1,130 = 7684 кг/ч

Ar = 9,81· (0,027)³ · 1,130 · (992 – 1,130) / (0,0189·10^–3)² = 6,15 · 10⁸

Re'_г = 0,07 · (6,15 ·10⁸)^0,57 · (7684/10645,2)^0,43 = 6219,81

W₀' = (6219,81 · 110 · 0,0189·10^–3) / (4 · 1,130) = 2,86 м/с

Определение значения W₀:

W₀ = 0,95 · 2,86 = 2,72 м/с

D = = 0, 94 м

Принимаем к установке абсорбер диаметром 1000мм (ближайший диаметр к расчетному).

Фактическая скорость а абсорбере:

W_ф = 6800/(3600 · 0,785 · 1,0²) = 2,41 м/с