2. Определение высоты абсорбера

Высоту насадки, необходимую для создания этой поверхности массопередачи, рассчитываем по формуле:

(4.33)

где F – поверхность массопередачи;

d – диаметр абсорбера, м²;

a – относительная поверхность насадки, ;

 – коэффициент смачиваемости насадки.

Поверхность массопередачи в абсорбере по уравнению:

_. (4.34)

Поверхность массопередачи можно определить через коэффициент массопередачи по газовой фазе K_y, [4, стр. 392]:

, (4.35)

где _y и _x – коэффициент массоотдачи по газовой и жидкой фазах соответственно, ;

m – коэффициент распределения вещества по фазам.

Для колонн с неупорядоченной насадкой коэффициент массоотдачи _y можно рассчитать из уравнения [3, стр. 199]:

, (4.36)

где диффузионный критерий Нуссельта для газовой фазы [3, стр. 199]:

, (4.37)

где D_y – средний коэффициент диффузии сероводорода в газовой фазе, ;

d_э – эквивалентный диаметр насадки, м;

Re – критерий Рейнольдса;

Pr – критерий Прандтля.

Критерий Рейнольдса для газовой фазы в насадке (d_э=0,022 м) [3, стр. 199]:

, (4.38)

Диффузионный критерий Прандтля для газовой фазы, при этом коэффициент диффузии сероводорода в воздухе при температуре абсорбции 26 С, и давлении 1,610⁶ Па равен D_y= 1,226310^-6 [4]:

, (4.39)

Подставляем полученные критерии Рейнольдса и Прандтля в уравнение (4.37):

Находим коэффициент массоотдачи _y из уравнения (4.38):

.

Выразим коэффициент массоотдачи _y в выбранной для расчета размерности:

, (4.40)

Коэффициент массоотдачи _x в жидкой фазе находят из обобщенного уравнения [3, стр. 200]:

, (4.41)

где диффузионный критерий Нуссельта для жидкой фазы [3, стр. 200]:

, (4.42)

где _пр – приведенная толщина стекающей пленки жидкости, м.

Приведенная толщина стекающей пленки жидкости может быть найдена из уравнения:

, (4.43)

Модифицированный критерий Рейнольдса для стекающей по насадке пленки жидкости:

, (4.44)

где U – плотность орошения, .

Диффузионный критерий Прандтля для жидкости, при этом коэффициент диффузии двуокиси углерода в воде при температуре абсорбции 26С, и давлении 1,610⁶ Па равен D_x=1,507610^-9 [4]:

, (4.45)

Подставляем полученные критерии Рейнольдса и Прандтля в уравнение (4.42):

Находим коэффициент массоотдачи _x из уравнения (4.40):

Выразим коэффициент массоотдачи _x в выбранной для расчета размерности по формуле (4.29):

Значение m равно среднему значению тангенса угла наклона линии равновесия на X–Y– диаграмме, можно найти по формуле:

, (4.46)

Коэффициент массопередачи по газовой фазе K_y вычислим по формуле (4.35):

Поверхность массопередачи в абсорбере по уравнению (4.34):

м².

Высоту насадки H, м, в аппарате определяем по уравнению (3.33):

м.

Принимаем высоту насадки равной 8 м.

Общую высоту абсорбционной колонны определяют с учетом требований [5], добавляя к высоте насадочной части (8 м) высоту кубовой (2,8 м) и сепарационной (1,6 м) частей, разрывов для установки перераспределительных тарелок (1,425 м и 0,5 м), высоту опоры (2 м), высота днища и крышки аппарата (0,6 м).