4.7. Расчёт высоты единиц переноса для газовой фазы

Высота единицы переноса для газовой фазы h_y м в случае беспорядочных насадок рассчитывается по формуле[2]:

(33)

где: - эквивалентный диаметр насадки, м.;

- критерий Рейнольдса для газа;

Pr' - критерий Прандтля;

Эквивалентный диаметр насадки, , м, находится по формуле [2]:

(34)

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

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

Критерий Рейнольдса для газа, находится по формуле [2]:

(35)

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

ρ_Г - средняя плотность газа, кг/м³;

ω_ф - фиктивная скорость газа в абсорбере, м/с ;

-вязкость газовой смеси Па·с при t=20°С;

Вязкость газовой смеси , Па·с, при t=20°С, находится по формуле [2]:

(36)

где: С - постоянная Сатерленда С=114 [2];

Т₀ -начальная температура Т₀=273 К [1];

Т- температура поступающего газа Т=20°С;

- вязкость газа Па·с, при t=0°С ;

Вязкость газа, , Па·с, при t=0°С рассчитывается по формуле [2]:

(37)

где: М_Г - молярная масса газа, поступающего в абсорбер, кг/кмоль, рассчитывается по формуле (16);

μ_i - вязкость i-того компонента газовой смеси, Па·с;

μ_возд.- вязкость воздуха, Па·с, μ_возд=17,4·10^-6 Па·с [1];

μ_SO2- вязкость диоксида серы, Па·с, μ _SO2=17,4·10^-6 Па·с [1];

М_возд. - молярная масса воздуха кг/кмоль, М_возд.=29 кг/кмоль [1];

М _SO2. - молярная масса диоксида серы кг/кмоль, М _SO2=64 кг/кмоль [1];

y_возд. - относительная мольная концентрация воздуха в поступающей газовой смеси кмоль возд./кмоль _Г.С. y _SO2= 93,5% кмоль SO₂/кмоль _Г.С.

y _SO2 - относительная мольная концентрация диоксида серы в поступающей газовой смеси кмоль SO₂/кмоль _Г.С. y _SO2= 6,5% кмоль SO₂/кмоль _Г.С.

=12,3826 10^-6 Па с

Критерий Прандтля Pr' вычисляется по формуле [2]:

(38)

- коэффициент диффузии диоксида серы в воздухе м²/с, =10,3 10^-6м²/с [2];

-вязкость газовой смеси Па·с при t=20°С;

ρ_Г - средняя плотность газа, кг/м³;

4.8. Расчёт высоты единиц переноса в жидкой фазе

Высота единиц переноса в жидкой фазе h_х, м, рассчитывается по уравнению [2]:

(39)

где: -приведенная толщина жидкой пленки, м.;

-критерий Рейнольдса для воды;

-критерий Прандтля для воды;

Приведенная толщина жидкой пленки , м., находится по следующей формуле [2]:

(40)

где: 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];

Критерий Рейнольдса для воды Re_Ж, рассчитывается по формуле [2]:

(41)

где: - средний расход абсорбента кгН₂О/с;

S - площадь поперечного сечения абсорбера м²;

Критерий Прандтля для воды , рассчитывается по формуле [2]:

(42)

Где: -коэффициент диффузии диоксида серы в воде м²/с, = м²/с [2]

4.9. Расчёт высоты единицы переноса и высоты насадки

Высота единицы переноса рассчитывается по следующей формуле [2]:

(43)

где: h_y - высота единицы переноса для газовой фазы, м;

m - среднее значение константы фазового равновесия;

- удельный расход абсорбента;

h_х - высота единиц переноса в жидкой фазе, м;

Значение константы фазового равновесия m, определяется по формуле [2]:

(44)

где: Y_i*-равновесная мольная концентрация кмоль SO₂/кмоль возд (Таблица 2);

Х_i - относительная мольная концентрация кмоль SO₂/кмоль H₂O(Таблица 2);

m=35,8

Удельный расход абсорбента , находится по формуле [2]:

(45)

где: - средний расход абсорбента кгН₂О/с;

- средний расход газа кг/с;

Для расчёта высоты насадки , м, используем следующая формула [2]:

(46)