4.4 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, :

, (4.35)

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:

, (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 17 С, и давлении 0,2510⁶ Па равен D_y= 1,226310^-6 :

(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:

, (4.41)

где диффузионный критерий Нуссельта для жидкой фазы рассчитывается по формуле:

, (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 17С, и давлении 1,110⁶ Па равен D_x=1,507610^-9 :

(4.45)

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

Находим коэффициент массоотдачи _x из уравнения (3.40)

Выразим коэффициент массоотдачи _x в выбранной для расчета размерности по формуле (3.29)

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 (4.33),

м

Принимаем высоту насадки равной 7 м.

Общую высоту абсорбционной колонны определяют с учетом требований, добавляя к высоте насадочной части (7 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).