6. Основы теплового расчёта противоточного скруббера.

Обычно, исходными данными для расчёта скруббера являются расход и параметры воздуха на входе ( L, t_Н, I_Н, d_Н ), как минимум температура воздуха на выходе t_К и начальная температура воды t_WН. Как и большинство техничес-ких расчётов, расчёт скруббера базируется на опыте эксплуатации подобных аппаратов. Т.о. расход охлаждающей воды G принмается из условий эксплуатации аппаратов с близкими температурами и расходом воздуха.

1.Строим процесс тепломассообмена на диаграмме i-d.

Принимаем температуру воды на выходе t_WК несколько ниже температуры мокрого термометра для начального состояния воздуха и перепад энтальпии на участке I. Далее определяем температуры воды для сечений по формуле

.

Расчёт ведётся до тех пор, пока температура очередного сечения не станет равной или близкой к температуре входной воды t_WН. Количество иттераций не должно быть менее 10. Если эти требования не выполняются, следует повто-рить расчёт, изменив t_WК (при отклонении температуры воды в последнем сечении от заданной t_WН ) или I (при недостаточном или слишком большом числе иттераций).

2. Зная температуры воды в сечениях и начальное состояние воздуха, можно построить процесс на диаграмме i-d. На конечном этапе построения температура воздуха на выходе должна равняться заданному значению t_К. В противном случае необходимо скорректировать G и повторить расчёт с п.1.

3. При правильно выполненных расчётах должен соблюдаться тепловой баланс по воздуху и воде ( расхождение не более 20 % ) :

.

4. Количество тепла, передаваемое в скруббере ( Q = Q_L или Q = Q_G ), определяет его полезный или активный объём ( для полого скрубера ):

,

для насадочного скруббера активный объём - это объём насадки:

,

где K_V – объёмный коэффициент теплопередачи, отнесённый к 1 м³ активного объёма аппарата, Вт/(м³ °C); К – коэффициент теплопередачи насадки, Вт/(м² °C); S – поверхность насадки в единице объёма, м²/м³;  - коэффициент смачиваемости насадки; t – средняя разность температур теплоносителей, °C, определяемая на основании данных построения процесса на диаграмме i-d по формуле:

,

где b_i = ( t_(i-1) – t_i ) / ( t_Н - t_К) – отношение изменения температуры воздуха между сечениями к полному изменению темп-ры его в аппарате;

t_i = ( t_i - t_Wi ) – разность температур теплоносителей для одной ступени.

Коэффициент S определяется по таблицам для выбранной насадки, а коэф-фициенты K_V , К и  либо рассчитываются по приведенным в справочниках методикам, либо определяются из практики эксплуатации подобных аппаратов.

5. Для определения диаметра аппарата необходимо знать скорость газа в его свободном сечении w_Г. Для полых скрубберов без каплеуловителей эта скорость принимается равной 0,7 – 1,5 м/с, с каплеуловителями до 5-8 м/с в зависимости от характеристик принятого каплеуловителя.

Для насадочных скрубберов по известным методикам определяется оптимальная скорость газа в насадке, а затем его скорость в свободном сечении.

Диаметр скруббера (здесь  - плотность влажного газа в среднем сечении аппарата ) :

.

6. Высота полезного пространства полого скруббера или насадки в насадочном аппарате

.

Для рационально спроектированного полого скруббера H/D  (1,5 – 2,5) и для насадки в насадочном аппарате H/D  (1,5 – 7).

14