Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КП промэкологияcокращенная итог.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
1.29 Mб
Скачать

Последнюю величину можно определить по уравнению

,

(6.14)

где движущая сила в нижней зоне абсорбера, кмоль/кмоль

,

(6.15)

движущая сила в верхней зоне абсорбера, кмоль/кмоль

,

(6.16)

где – мольная доля улавливаемого компонента в газе при равновесном состоянии внизу абсорбера, найденная по закону Генри или закону Рауля, кмоль/кмоль; – то же вверху абсорбера, кмоль/кмоль.

При определенных допущениях (отсутствие диффузионного сопротивления при переходе компонента через поверхность раздела фаз, существование равновесия на этой поверхности, линейность уравнения равновесия (6.8)) получается следующая зависимость между коэффициентом массопередачи Kу и фазовыми коэффициентами для газовой и жидкой фаз y и x (кмоль/(м2с)):

.

(6.17)

Знаменатель уравнения (6.17) называется общим диффузионным сопротивлением, которое равно сумме диффузионных сопротивлений газовой и жидкой фаз.

Коэффициенты фаз y и x рассчитывается с помощью теории подобия. Ниже приведены критериальные уравнения для насадочных абсорберов с неупорядоченной насадкой (навалом) при пленочном режиме. Для газовой фазы:

Nu ,

(6.18)

где

Nu ;

(6.19)

;

(6.20)

,

(6.21)

где Reу – критерий Рейнольдса для газа; Nu и Pr – диффузионные критерии Нуссельта и Прандтля для газа; dэ – эквивалентный диаметр насадки, м; Dу – коэффициент молекулярной диффузии поглощаемого газа в газе-носителе, м2/с; у – динамический коэффициент вязкости газа при рабочих условиях, Пас.

Для жидкой фазы:

Nu ,

(6.22)

где

Nu ;

(6.23)

;

(6.24)

,

(6.25)

где Reх – критерий Рейнольдса для жидкости; Nu и Pr – диффузионные критерии Нуссельта и Прандтля для жидкости; Dх – коэффициент молекулярной диффузии поглощаемого газа в абсорбенте, м2/с; х – динамический коэффициент вязкости жидкости при рабочих условиях, Пас; пр – приведенная толщина жидкой пленки, м, равная:

.

(6.26)

Коэффициент диффузии Dу может быть вычислен по формуле:

,

(6.27)

где T – абсолютная температура системы, К; P – абсолютное давление, Па; Mс­ и Mу­ – мольные массы сорбента и газа-носителя, кг/кмоль; с и у – мольные объемы сорбтива и газа-носителя, см3/моль (см. табл. 6.3).

Таблица 6.3

Значения величин атомных и мольных объемов некоторых атомов и молекул

Атомный объем, см3/атом

Мольный объем, см3/моль

B

27,0

H2

14,3

C

14,8

O2

25,6

Cl

24,6

N2

31,2

H

3,7

Воздух

29,9

N в первичных аминах

10,5

CO

30,7

N во вторичных аминах

12,0

CO2

34,0

N с двумя насыщенными связями

15,6

SO2

44,8

O с двумя насыщенными связями

7,4

NO

23,6

O в альдегидах и кетонах

7,4

N2O

36,4

O в сложных эфирах

9,1

NH3

25,8

O в простых эфирах

9,9

H2O

18,9

O в высших простых и сложных эфирах

11,0

H2S

32,9

O в кислотах

12,6

COS

51,5

O в соединениях с S, P, N

8,3

Cl2

48,4

S

25,6

Br2

53,2

I

37,0

I2

71,5

Структурные постоянные

Бензольное кольцо

-15

Нафталиновое кольцо

-30

Антаценовое кольцо

-47,5

Примечание: для расчета мольного объема веществ необходимо сложить атомные объемы каждой составляющей и при необходимости прибавить структурную постоянную

Коэффициент диффузии газа в жидкости Dх можно вычислить по приближенной формуле:

,

(6.28)

где Мx – мольная масса абсорбента, кг/кмоль; х – динамический коэффициент вязкости абсорбента, мПа/с; параметр, учитывающий ассоциацию молекул растворителя равный для воды 2,6.

Гидравлическое сопротивление слоя насадки рассчитывается по формуле:

,

(6.29)

где – коэффициент сопротивления данной насадки (определяется по справочным данным, см. табл. 6.2).

При расчете общего гидравлического сопротивления абсорбера необходимо также учитывать потери давления на преодоление сопротивлений при поворотах соединительных газопроводах и при внезапных расширениях и сужениях при входе и выходе в аппарате.