7.5. 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)
.
Предварительно необходимо определить коэффициент массоотдачи в газовой фазе. Для ситчатых тарелок он определяется по уравнению
,
(7.4)
где ΔРx – сопротивление жидкости на тарелке определяется по формуле (6.12)
;
Определяем коэффициент массоотдачи в жидкой фазе для ситчатых тарелок по формуле:
;
(7.5)
.
Тогда коэффициент массопередачи будет составлять
.
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 = 289,2 ⋅ 10–4 до Yк = 18,2 ⋅ 10–4 между линией рабочих концентраций и кинетической кривой строим ломаную линию и считаем действительное число тарелок Nтд (аналогично п. 7): Nтд = 23.
Определим высоту колонны по уравнению (3.29)
где и – соответственно высота верхней и нижней частей колонны, м. Принимаем, согласно таблице 1, Zв= 1,0 м и Zн = 2,0 м.
Высота тарельчатой части колонны определяется по уравнению (4.2)
.
Подставим (4.2) в (3.29) и получим:
Тогда высота колонны составит:
.
Гидравлическое сопротивление тарельчатой части колонны по формуле (5.13):
Приложение а (справочное) Значение коэффициента Генри к для водных растворов некоторых газов
Газ |
Температура |
|||||||
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
40 |
60 |
|
Аммиак |
0,00168 |
0,00180 |
0,00193 |
0,00208 |
0,00223 |
0,00241 |
- |
- |
Воздух |
37,1000 |
41,7000 |
46,10000 |
50,4000 |
54,7000 |
58,6000 |
66,1000 |
76,5000 |
Диоксид серы |
0,01520 |
0,0184 |
0,02200 |
0,02660 |
0,03100 |
0,03640 |
0,04950 |
0,0839 |
Метан |
19,7000 |
22,6000 |
25,6000 |
28,5000 |
31,4000 |
34,1000 |
39,5000 |
47,6000 |
Сероводород |
0,23900 |
0,27800 |
0,32100 |
0,36700 |
0,41400 |
0,46300 |
0,56600 |
0,78200 |
Приложение Б