- •Обозначения
- •Исходные данные
- •Материальный баланс процесса абсорбции Газовая фаза
- •Жидкая фаза
- •Построение рабочей линии
- •Расчёт движущей силы процесса абсорбции
- •Расчёт диаметра абсорбера
- •Расчёт коэффициента массоотдачи в газовой фазе
- •Расчёт коэффициента массоотдачи в жидкой фазе
- •Расчёт высоты колонны
- •Заключение
- •Список литературы
Расчёт коэффициента массоотдачи в газовой фазе
Абсолютная мольная доля абсорбтива в газовой фазе в верхнем сечении:
.
Молярная масса и плотность газовой фазы в верхнем сечении:
,
.
Средняя плотность газовой фазы:
.
Вязкость абсорбтива при нормальных условиях и константа Саттерленда:
,
Вязкость абсорбата при нормальных условиях и константа Саттерленда:
,
Вязкость абсорбтива при условиях абсорбции:
.
Вязкость абсорбата при условиях абсорбции:
.
Вязкость газовой фазы в нижнем сечении:
.
Вязкость газовой фазы в верхнем сечении:
.
Средняя вязкость газовой фазы:
.
Площадь сечения колонны:
.
Скорость газовой фазы в нижнем сечении колонны:
.
Молярный объём в условиях абсорбции:
.
Объёмный расход газовой фазы на выходе при рабочих условиях:
.
Скорость газовой фазы в верхнем сечении колонны:
.
Средняя скорость газовой фазы:
.
Критерий Рейнольдса для газовой фазы:
.
Коэффициент диффузии в газовой фазе [2, с. 288, ф-ла 6.20]:
.
Диффузный критерий Прандтля для газовой фазы:
.
Диффузный критерий Нуссельта для газовой фазы при неупорядоченной насадке: .
Объёмный коэффициент массоотдачи для газовой фазы:
.
Мольный коэффициент массоотдачи для газовой фазы:
.
Расчёт коэффициента массоотдачи в жидкой фазе
Поскольку влияние концентрации растворённого в абсорбенте абсорбтива на свойства жидкой фазы неизвестно, то плотность орошения (являющуюся фиктивной скоростью жидкой фазы) рассчитываем по чистому абсорбенту:
.
Модифицированный критерий Рейнольдса для стекающей по насадке плёнки жидкости:
.
Коэффициент диффузии в жидкой фазе при 20°С [4, с. 289, ф-ла 6.22]:
Температурный коэффициент:
.
Коэффициент диффузии в жидкой фазе [4, с. 289, ф-ла 6.23]:
.
Диффузный критерий Прандтля для жидкой фазы:
.
Диффузный критерий Нуссельта для жидкой фазы:
.
Приведённая толщина стекающей по насадке плёнки жидкости:
.
Объёмный коэффициент массоотдачи для жидкой фазы:
.
Молярный коэффициент массоотдачи для жидкой фазы:
.
Расчёт высоты колонны
Коэффициент массопередачи по газовой фазе:
.
Необходимая поверхность контакта фаз:
.
Высота насадки:
.
Высота слоя насадки в одной секции составляет 3 м [4, с. 436].
Число секций насадки (с округлением в большую сторону):
.
Высота сепарационного пространства над насадкой [4, с. 235]: .
Расстояние между днищем колонны и насадкой [4, с. 235]: .
Высота перераспределительной тарелки [4, с. 220]: .
Высота колонны:
.
Заключение
Выполнен расчёт насадочного абсорбера для очистки природного газа от содержащегося в нём сероводорода с помощью абсорбента - N-метилпирролидона-2. Определён расход абсорбента, который при заданных условиях проведения процесса составит . Рассчитаны габаритные размеры абсорбера: диаметр 1,8 м, высота 9,705 м.
Список литературы
-
Бобылёв В. Н. Физические свойства наиболее известных химических веществ: Справочное пособие. РХТУ им. Д. И. Менделеева. М., 2003.
-
Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов. Л. Химия. 1987.
-
ГОСТ 30319.1-96
-
Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Под ред. Ю. И. Дытнерского. М. Химия. 1991.
-
Рамм В. А. Абсорбция газов. М. Химия. 1976.
-
Справочник азотчика. Том 1. М. Химия. 1967.
-
Справочник азотчика. Том 1. М. Химия. 1986.
Характеристики насадок [4, с. 196, табл. 5.1]
Значения коэффициентов A и B для уравнения расчёта предельной скорости газовой фазы в насадке [4, с. 197]
Ряды диаметров колонн [4, с. 197]
Высота сепарационного пространства над насадкой (меду насадкой и крышкой колонны) и под насадкой (между днищем колонны и насадкой) [4, с. 235]
Технические характеристики перераспределительных тарелок [4, с. 220]