Проверка: Вычислим массовую концентрацию водяного пара в уходящем газе: кг в.П./кг вл.Г.

Остаточное содержание водяного пара в газе:

12000 - 0,156·16000 = 9504 кг/ч = 2,64 кг/с.

5. Составляем уравнение теплового баланса, предварительно оп­ределив величину скрытой теплоты конденсации водяного пара при средней температуре в интервале Т_нас-Т₂ r = 2310 кДж/кг.

Тепло, выделившееся при охлаждении контактного газа:

Q₁ = 4000 (544,4-275,09) = 1077,24 МДж/ч = 299,2 кВт.

Тепло, выделившееся при конденсации водяного пара:

Q₁₁ = 9500·2310 = 21945 МДж/ч = 6096 кВт.

Общая тепловая нагрузка составит: Q = 299,2 + 6096 = 6395 кВт .

6. Определяем расход охлаждающей воды: кг/с (220 т/ч).

7. Находим среднюю разность температур: °С.

8. Вычисляем комплекс (5.32):

По графику [11, с.7] находим величину комплекса N=0,03. Определяем значение оптимальной скорости газа по формуле (5.33)

м/с μ^0,16 = (0,001)^0,16 = 0,33.

9. Определяем диаметр скруббера: м.

Проверка: Найдем величину объема контактного газа: V_г = V_cг + V_вп;

м³/с;

; = 0,803 кг/м³; = 0,573 кг/м³;

м³/с.

Суммарный объем составит: V_r = 0,6957 + 5,816 = 6,512 м³/с.

По формуле (5.35) имеем: м³/с.

10. Выбираем колонный аппарат по ГОСТ: D=2400 мм. Уточняем значение рабочей скорости газа (на полное сечение аппарата):

м/с.

11. Находим плотность орошения и коэффициент смачиваемости насадки:

м³/м²·ч.

Минимальное орошение: = 0,12a = 0,12·90 = 10,8 м³/м²·ч.

Следовательно, коэффициент смачиваемости насадки составит

Значения f(l´) в зависимости от плотности орошения приведены в табл.5.5:

Таблица 5.5.

Функция плотности орошения, м³/м²·ч

l´	1	2	4	6	8	10	15	20	30	40	60
f(l´)	24	15	9,8	7,5	6,6	5,0	5,3	4,8	4,4	4,2	3,8

Значение ψ больше единицы, то есть насадка смачивается пол­ностью.

12. Определяем величину коэффициента теплопередачи:

Вт/м²·К.

13. Определяем требуемую площадь поверхности теплообмена:

м².

14. Объем насадки составит: м³,

тогда высота насадки м.

Принимаем высоту насадки с некоторым запасом Н_нас= 8 м.

15. Определяем величину эксергетического КПД. Эксергию тепла, отданного газом, вычисляем по формуле (5.43):

Е_сг = 4000[544,4 - 275,08 - 298·0,6485] = 304,19 МДж/ч = 84,5 кВт,

где 0,6485 - изменение энтропии контактного газа, кДж/(кг·К).

Средняя теплоемкость газа с_р=1,85 кДж/(кг.К);

Т₂=333К (60°С); Т₁=473К (200°С).

Эксергия тепла, выделившегося при охлаждении водяного пара от температуры Т₁ до Т_нас:

=12000[2872 – 2670 – 298 · 0,46] = 776,16 МДж/ч = 215,6 кВт,

где 2872 и 2670 - энтальпии водяного пара соответственно при Т₁ и Т_нас, кДж/кг; 0,46 - изменение энтропии водяного пара, кДж/(кг·К).

Эксергия тепла, выделившегося при конденсации водяного пара:

Е_вп=9500[2640 – 337 - 298·6,558] = 3313,31 МДж/ч = 920,36 кВт,

где 2640 и 337 - энтальпии водяного пара и конденсата при температуре Т_нас, кДж/кг; 6,558 - изменение энтропии водяного пара при его конденсации, кДж/(кг·К).

Эксергия тепла, воспринятого охлаждающей водой:

= 220000[209,5 - 104,75 - 298·0,337] = 940,8 МДж/ч = 261,33 кВт,

где 209,5 и 104,75 - энтальпии воды при температуре Т₄ и Т₃ соответственно, кДж/кг; 0,337 - изменение энтропии воды, Δs.

Эксергетический КПД скруббера составит:

или 21,41%.