
- •Кафедра Геоэкологии
- •280202 «Инженерная защита окружающей среды»
- •280102 «Безопасность технологических процессов и производств»
- •3. Расчет воздействия открытых горных работ на атмосферный воздух
- •3.1. Буровые работы
- •Удельное пылевыделение буровой станок сбш-250
- •3.2. Взрывные работы
- •3.3. Погрузка / разгрузка
- •3.4. Транспортирование горной массы
- •3.5. Пыление отвала
- •5.1. Расчет аппаратов газоочистки
- •5.1.1. Расчет фильтровальных аппаратов.
- •Значения констант для определения газовой нагрузки фильтра
- •5.1.2. Основы расчета электрофильтров
- •Расчет скруббера Вентури
- •5.1.4. Очистка промышленных выбросов от газообразных примесей
- •Расчет абсорберов
- •Последнюю величину можно определить по уравнению
- •5.2. Расчет аппаратов водоочистки
- •5.2.1. Удаление из сточных вод тяжелых минеральных примесей
- •5.2.2. Расчет параметров флотационной установки
- •5.2.3. Расчет параметров сооружений для ионообменной очистки сточной воды (по сНиП 2.04.03-850)
- •5.2.4. Расчет аэротенка
- •7. Контроль состояния окружающей среды на предприятии
- •Рекомендательный библиографический список
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.