6.4. Определение необходимого количества рабочих тарелок
Для
определения действительного числа
тарелок Nтд
в
колонне графическим методом (на основе
общих положений массопередачи) необходимо
сначала рассчитать коэффициент
массопередачи Kу
[9,
с. 701] по формуле (3.13)
где
–
коэффициент массоотдачи в газовой фазе,
отнесенный к 1 м2
рабочей площади тарелки,
;
–
коэффициент массоотдачи в жидкой фазе,
отнесенный к 1 м2
рабочей площади тарелки,
;
φ – константа фазового равновесия.
Коэффициент массоотдачи для колпачковых тарелок в газовой фазе определяется по формуле
,
(6.11)
где
–
сопротивление жидкости на тарелке, Па.
Сопротивление жидкости на тарелке определяется по уравнению:
(6.12)
Сопротивление жидкости на тарелке
Коэффициент массоотдачи для колпачковых тарелок в газовой фазе
Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе для колпачковых тарелок определяется по формуле
(6.13)
.
Тогда коэффициент массопередачи составит:
.
Определяем число единиц переноса одной тарелки по формуле
(6.14)
где
– мольный расход воздуха, определяется
по формуле
(6.15)
.
Далее
находим значение величины
по выражению
(6.16)
где
–
величина i-го
вертикального отрезка между равновесной
линией и рабочей и
–
величина i-го
вертикального отрезка между равновесной
линией и кинетической линией рабочих
концентраций диаграммы Y–X.
Замеряем
величины отрезков
и
рассчитываем величину отрезков
.
Через
полученные точки Вi
проводим
кинетическую кривую (рисунок 6)
.
Тогда:
.
Например:
Проводим через полученные точки B1- B7 кинетическую кривую. Из точки В1 в пределах от Yн = 290 · 10–4 до Yк = 18,2 · 10–4 между линией рабочих концентраций и кинетической кривой строим ломаную линию и считаем действительное число тарелок Nтд: Nтд = 14.
Определим высоту колонны по уравнению (3.29)
где
– соответственно высота верхней и
нижней частей колон, м.
Принимаем, согласно таблице 1,
=
1,0 м
и
=
2,0 м.
Высота тарельчатой части колонны определяется по уравнению (5.11):
.
Подставим (5.12) в (3.29) и получим:
.
Тогда высота колонны составит:
.
Гидравлическое сопротивление тарельчатой части колонны по формуле (5.12):
;
№ варианта |
Количество перерабатываемой смеси V, м3/с |
Начальная концентрация SO2 в смеси Н , масс. % |
Конечная концентрация SO2 в смеси к масс.% |
Избыток абсорбента % |
Давление абсорбции П, кПа.
|
Температура абсорбции t 0С. |
Начальная концентрация SO2 в абсорбенте – Н масс. % |
1 |
1,6 |
6, 0 |
0,4 |
20 |
141,5 |
35 |
0 |
2 |
1,7 |
7,0 |
0,2 |
20 |
140,5 |
32 |
0 |
3 |
1,9 |
8,0 |
0,3 |
20 |
142,5 |
33 |
0 |
4 |
1,5 |
7,5 |
0,4 |
20 |
140,0 |
34 |
0 |
5 |
1,4 |
7,0 |
0,2 |
20 |
145,0 |
36 |
0 |
6 |
2,0 |
6,5 |
0,3 |
20 |
146,5 |
35 |
0 |
7 |
2,1 |
5,0 |
0,3 |
20 |
141,5 |
33 |
0 |
8 |
1,4 |
5,5 |
0,4 |
20 |
142,5 |
32 |
0 |
91 |
1,3 |
6,0 |
0,5 |
20 |
142,0 |
34 |
0 |
10 |
2,2 |
4,0 |
0,2 |
20 |
141,5 |
36 |
0 |
11 |
1,6 |
7,0 |
0,1 |
20 |
140,5 |
30 |
0 |
12 |
1,7 |
7,5 |
0,3 |
20 |
142,5 |
32 |
0 |
13 |
1,9 |
8,5 |
0,45 |
20 |
140,0 |
31 |
0 |
14 |
2,0 |
9,0 |
0,35 |
20 |
145,0 |
30 |
0 |
15 |
2,1 |
9,5 |
0,35 |
20 |
146,5 |
28 |
0 |
16 |
1,8 |
5,0 |
0,4 |
20 |
141,5 |
29 |
0 |
17 |
1,7 |
6,0 |
0,5 |
20 |
142,5 |
32 |
0 |
18 |
1,3 |
6,5 |
0,6 |
20 |
142,0 |
30 |
0 |
19 |
1,5 |
8,0 |
0,3 |
20 |
143,0 |
35 |
0 |
20 |
1,6 |
7,0 |
0,35 |
20 |
141,5 |
34 |
0 |
Исходные данные (варианты)
Таблица 6