4.3.Тепловой баланс

Конечная температура воды t_К, °С находится по формуле [2]:

где: tН - начальная температура воды, tН=20 °С;

М- мольный расход диоксида серы кмоль SO2/с;

Ф - дифференциальная теплота растворения SO₂ в воде; Ф =32000 кДж/кмоль [2];

с - удельная теплоемкость; с = 4,186 кДж/кг· К [2];

- средний расход абсорбента кгН₂О/с;

. (24)

Пересчет не требуется.

4.4. Определение общего числа единиц переноса.

Данные для определения общего числа единиц переноса ищем по приложению 1. и заполняем таблицу 2.

Данные дляопределения общего числа единиц переноса Таблица 2.

X	Y	Y*	Y-Y*	1/( Y-Y*)
0	0,0075	0	0,0075	133,3
0,0001	0,013	0,0036	0,0094	106,4
0,0005	0,037	0,018	0,019	55
0,001	0,059	0,037	0,022	46
0,0013	0,075	0,048	0,027	37

М етодом трапеций по подсчитываем площадь S, численно равную общему числу единиц переноса n_oy [2]:

(25)

где: Y - относительная мольная концентрация абсорбтива кмоль SO₂/кмоль _Г.С.;

Y*-равновесная мольная концентрация SO₂/кмоль _Г.С.;

=n_oy=4,4121

4.5. Расчёт скорости газа и диаметра абсорбера

Найдем предельную скорость газа в насадочном абсорбере, каторой является скорость в точке захлебывания ω_З, м/с, она находится по формуле [2]:

где: α-удельная поверхность насадки, м²/м³; α=90 м²/м³ [3];

ρ_Ж- плотность абсорбента при t=20°С, кг/м³; ρ_Ж=998, кг/м³ [1];

μ_Ж- вязкость абсорбента при t=20°С, мПа·с; μ_Ж=1 мПа·с [1];

g- ускорение свободного падения, м/с²; g= 9,8 м/с² [1];

- средний расход абсорбента кгН₂О/с;

- средний расход газа кг/с;

А, В - постоянные, применяемые в случае насадки внавал в виде колец; А=0,022; В=1,75 [3];

ε- свободный объем насадки, м³/м³; ε=0,785 м³/м³ [3];

ρ_Г - средняя плотность газа, кг/м³;

ωз=1,3744 м/с

Вычислим рабочую скорость газа ω, м/с по формуле [2]:

ω=0,9· ωз, (27)

где: ωз - скорость в точке захлебывания, м/с;

ω=0,9· 1,3744=1,237 м/с

Диаметр абсорбера D, м, вычисляется по формуле [2]:

где: ε- свободный объем насадки, м³/м³; ε=0,785 м³/м³ [3];

ω-рабочая скорость газа м/с;

V_СР - средний объемный расход газа м³/с;

Примем диаметр абсорбера D=0,8 м. в соответствии с нормальным рядом диаметров колонных аппаратов [4];

где: V_СР - средний объемный расход газа м³/с;

ε- свободный объем насадки, м³/м³; ε=0,785 м³/м³ [3];

D-диаметр аппарата, м; D=0,8 м. [4];

4.6 Определение плотности орошения и активной поверхности насадки

Плотность орошения U м³/м²·с рассчитывается по формуле [2]:

где: - средний расход абсорбента кгН₂О/с;

ρ_Ж- плотность абсорбента при t=20°С, кг/м³; ρ_Ж=998 кг/м³ [1];

S - площадь поперечного сечения абсорбера м²;

Минимальная эффективная плотность орошения Umin, м/с, определяется по формуле [2]:

(31)

где: α - удельная поверхность насадки, м²/м³; α=90 м²/м³ [3];

- эффективная линейная плотность орошения,м²/с. Для колец Рашига размером менее 50 мм. q_ЭФФ=0,022·10^-3 м²/с [2];

В проектированном абсорбенте плотность орошения U выше U_min (0,0093>0,00198), поэтому в данном случае коэффициент смачиваемости насадки [2].

Доля активной поверхности насадки может быть найдена по формуле [2]:

(32)

где: p^' и q - коэффициенты, зависящие от типа насадки, для колец Рашига в навал размером 50 мм, p^'=0,0194; q=0,0086 [3];

α - удельная поверхность насадки, м²/м³; α=90 м²/м³ [3];

U - плотность орошения м³/м²·с;

Величина >1, следовательно, вся смоченная поверхность насадки является активной [2].