1.2 Определение диаметра абсорбера

В качестве насадки выбираем деревянную хордовую. удельная поверхность насадки a = 48 м²/м³; свободный объём V_св = 0,77 м³/м³.

Плотность газовой смеси при t = 25 ⁰С ρ_см, кг/м³, определяется по формуле

, (18)

где М_см – мольная масса газовой смеси, кг/кмоль;

р, р₀ – давление смеси при рабочих и нормальных условиях, Па;

Т, Т₀ – температура смеси при рабочих и нормальных условиях, К.

Мольная масса газовой смеси М_см, кг/кмоль, определяется по формуле

, (19)

где – мольная доля воздуха и NH₃ в смеси.

Скорость газа при захлёбывании ω_пр, м/с, определяется по формуле

, (20)

где ρ_у и ρ_х – плотности газа и жидкости, кг/м³;

L и G – массовые расходы жидкости и газа, кг/с;

а – удельная поверхность насадки, м²/м³;

А и В – коэффициенты, зависящие от типа насадки;

μ_х и μ_В – вязкость, соответственно, поглотителя при температуре в абсорбере и воды при 20 ⁰С, Па·с;

V_св – свободный объём, м³/м³;

g – ускорение свободного падения, м/с².

Отсюда, ω_пр = 4,0934 м/с.

Рабочая скорость газа ω_г, м/с, определяется по формуле

ω_г = 0,8·ω_пр (21)

ω_г = 0,8·4,0934 = 3,27472м/с

S = 1,8322 d=1,527

1.3 Определение плотности орошения и активной поверхности насадки

Плотность орошения U, м³/(м²·ч), определяется по формуле

=0,002616 (24)

Оптимальная плотность орошения U_опт, м³/(м²·ч), определяется по формуле

U_опт = В·а=0,0021024 (25)

где В – коэффициент, зависящий от типа насадки.

Плотность орошения удовлетворяет условию хорошей смачиваемости насадки, так как

> 1

Насадка подходит.

1.4 Определение высоты насадки

Движущая сила процесса Δр_ср, мм рт. ст., определяется по формуле

, (26)

где Δр_низ, Δр_верх – движущая сила процесса абсорбции внизу и наверху абсорбера, мм рт. ст.

, (27)

Δр_низ = 22,38-17,5525=4,8275мм рт. ст.

=3,8мм.рт.ст (28)

Подставляя эти значения в формулу (26), получим

Полагая, что диффузионное сопротивление жидкости мало по сравнению с сопротивлением газа, принимаем, что коэффициент массопередачи К равен коэффициенту массоотдачи β_г для газовой фазы.

Коэффициент массоотдачи β_г, кмоль/м²·ч·мм рт. ст., определяется по формуле

, (29)

где Nu_г – диффузионный критерий Нуссельта для газа;

D_г – коэффициент диффузии, м²/ч;

d_экв – эквивалентный диаметр насадки, м.

Диффузионный критерий Нуссельта для газа Nu_г определяется по формуле

Nu_г = 0,027·Re^0.8·Pr^0.33, (30)

где Re – критерий Рейнольдса;

Pr – диффузионный критерий Прандтля.

Критерий Рейнольдса Re определяется по формуле

, (31)

где μ_г – динамический коэффициент вязкости газа, Па·с.

Диффузионный критерий Прандтля Pr определяется по формуле

, (32)

Коэффициент диффузии NH₃ в воздухе при 20 ⁰С D_г, м²/ч, определяется по формуле

, (33)

где D₀ – коэффициент диффузии NH₃ в воздухе при нормальных условиях, м²/ч.

.

;

Nu_г = 0,027·11509^0.8·0,8040^0.33 =44,558;

; (34)

. (35)

Подставляя эти значения в формулу (29), получим

Необходимая площадь поверхности абсорбции F, м², определяется по формуле

. (36)

Подставляя эти значения в формулу (36), получим

.

Высота насадочной части абсорбера Н, м, определяется по формуле

. (37)

.