
- •А.Г. Ветошкин процессы и аппараты газоочистки
- •8.2. Снижение выбросов двигателей внутреннего сгорания.
- •1. Источники загрязнения атмосферы вредными газовыми выбросами
- •Фоновые концентрации газов в естественных условиях
- •2. Классификация процессов и аппаратов очистки газовых выбросов
- •3. Абсорбционная очистка газов
- •Абсорбенты, применяемые для очистки отходящих газов
- •3.1. Технология абсорбционной очистки промышленных выбросов
- •3.2. Конструкции и принцип действия абсорберов
- •3.1.1. Насадочные абсорберы
- •Характеристика насадок
- •3.1.2. Тарельчатые абсорберы
- •3.1.3. Распыливающие абсорберы
- •3.3. Методы расчета абсорберов
- •3.2.1. Равновесие, движущая сила и кинетика абсорбции
- •3.2.2. Материальный баланс и уравнение рабочей линии абсорбции
- •3.2.3. Расчет процессов массопередачи в абсорберах
- •Из последних уравнений следует, что
- •Аналогично можно получить
- •Безразмерные величины
- •Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе определяют по уравнению
- •3.2.4. Расчет хемосорбционных аппаратов
- •Уравнение рабочей линии имеет вид
- •При быстрых необратимых реакциях второго порядка
- •3.2.5. Расчет основных размеров абсорберов.
- •3.2.6. Расчет насадочных абсорберов
- •Высоту слоя насадки определяют по уравнению
- •Гидравлическое сопротивление слоя сухой насадки
- •Значения коэффициентов
- •В соответствии с материальным балансом
- •В нижней части колонны –
- •В нижней части колонны –
- •В нижней части колонны –
- •Скорость захлебывания определим по уравнению
- •3.2.7. Расчет тарельчатых абсорберов
- •3.2.8. Расчет распыливающих абсорберов
- •3.4. Десорбция загрязнителей из абсорбентов
- •4. Адсорбционная очистка газов
- •Характеристика и области применения активных углей
- •4.1. Технология адсорбционной очистки промышленных выбросов
- •Очистка газов от оксидов азота
- •Очистка газов от диоксидов серы
- •Очистка от хлора и хлорида водорода
- •Очистка газов от сероводорода
- •4.2. Устройство и принцип действия адсорберов
- •4.2.1. Адсорберы периодического действия
- •4.2.2. Адсорберы непрерывного действия
- •4.3. Принципы расчета адсорберов
- •4.3.1. Адсорбционное равновесие
- •4.3.2. Материальный баланс адсорбции
- •4.3.3. Кинетические характеристики адсорбции
- •4.3.4. Расчет адсорберов периодического действия
- •Тогда высота адсорбата (адсорбционной зоны) в адсорбере составит
- •Число единиц переноса определяется выражением:
- •4.3.5. Расчет адсорберов непрерывного действия
- •4.4. Десорбция адсорбированных продуктов
- •5. Конденсационная очистка газов и паров
- •5.1. Принцип конденсационной очистки
- •5.2. Типы и конструкции конденсаторов
- •5.3. Расчет конденсаторов
- •Для стационарного процесса теплопередачи справедливо равенство
- •6. Термокаталитическая очистка газовых выбросов
- •7. Термическая обработка газовых выбросов
- •7.1. Установки термообезвреживания газовых выбросов
- •7.2. Принципы расчета установок термообезвреживания
- •При значительных концентрациях горючих загрязнителей расход дымовых газов рассчитывают по выражению:
- •8. Очистка газовых выбросов автомобильного транспорта
- •8.1. Характеристика выбросов двигателей внутреннего сгорания
- •Примерный состав выхлопных газов автомобилей
- •8.2. Снижение выбросов двигателей внутреннего сгорания
- •8.3. Нейтрализация выхлопов двигателей внутреннего сгорания
- •8.4. Улавливание аэрозолей, выбрасываемых дизельным двигателем
- •9. Оценка эффективности устройств для очистки газовых выбросов
- •10. Выбор вариантов газоочистки
- •Приложение п.4
- •Физико-химические свойства веществ
Высоту слоя насадки определяют по уравнению
(3.68)
где
- число теоретических тарелок; hэкв
- высота насадки, эквивалентная одной
теоретической тарелке.
Высоту насадки из колец Рашига, эквивалентную одной теоретической тарелке, можно рассчитать по уравнению
, (3.69)
где dэкв = 4/а - эквивалентный диаметр насадки; m - тангенс угла наклона участка линии равновесия.
Для нерегулярной насадки hэкв ориентировочно можно рассчитать по уравнению
(3.70)
(3.3)
Коэффициенты К5 и К6 подбирают по табл. 3.3.
Величину f (d/Dк) приближенно определяют по рис. 3.30 или рассчитывают по уравнению
. (3.71)
Если
d/Dк
0,043, принимают f
(d/Dк)
=
1.
Рис. 3.30. Зависимость функции f (d/Dк) от отношения d/Dк.
Гидравлическое сопротивление насадки для систем газ - жидкость и пар - жидкость в точке инверсии можно рассчитать по уравнению
, (3.72)
где
- сопротивление насадки при наличии
орошения в точке инверсии для такой же
скорости газа, как и при сухой насадке
(на 1 м ее высоты); L/G
- отношение
массовых расходов жидкости и газа
(пара);
- сопротивление сухой насадки (на 1 м ее
высоты).
Значения А, m, n и с приведены в табл. 3.4.
Гидравлическое сопротивление слоя сухой насадки
; (3.73)
эквивалентный диаметр
; (3.74)
рабочая (действительная) скорость -
, (3.75)
где Н - высота слоя насадки, м; - коэффициент сопротивления насадки; wф - фиктивная скорость газа, отнесенная к полному сечению незаполненного скруббера, м/с; а - удельная поверхность насадки, м2/м3; - свободный объем насадки, м2/м3; Rг - гидравлический радиус насадки, м.
Таблица 3.4.
Значения коэффициентов
Система |
A |
m |
n |
c |
Газ – жидкость при
|
8,4 |
0,405 |
0,225 |
0,045 |
Газ – жидкость при
|
10 |
0,945 |
0,525 |
0,105 |
Пар – жидкость при
|
0,352 |
0,342 |
0,190 |
0,038 |
Коэффициент сопротивления насадки является функцией критерия Rey для газового (парового) потока:
(3.76)
и можно определить по следующим уравнениям:
при
; (3.77)
при
; (3.78)
при
. (3.79)
Гидравлическое сопротивление в режиме эмульгирования выше точки инверсии
; (3.80)
, (3.81)
где рэ - плотность газожидкостной или парожидкостной эмульсии.
Высота переливной трубы в насадочной колонне, обеспечивающая работу в режиме эмульгирования, будет равняться
, (3.82)
где Н - общая высота жидкости в колонне.
Сопротивление орошаемой нерегулярной насадки общего назначения на 1 м высоты слоя можно рассчитать по уравнению
. (3.83)
Коэффициенты K3 и К4 подбирают по табл. 3.3.
Общее гидравлическое сопротивление слоя насадки вычисляют по формуле
,
(3.84)
давление в нижней части колонны.
, (3.85)
где Рв - давление в верхней части колонны.
Пример 3.1. Рассчитать насадочный абсорбер для поглощения аммиака водой из аммиачно-воздушной смеси с начальным содержанием NН3 5 об. %. Конечное содержание NН3 в газе 0,29 об. %. Количество поступающего газа (при нормальных условиях) составляет 2,778 м3/с. Содержание аммиака в поступающей на абсорбцию воде - 0,16 мас. %. Колонна работает под атмосферным давлением. Абсорбция изотермическая, средняя температура потоков t = 20 °С.
Количество инертного газа (воздуха), поступающего в абсорбер:
м3/с,
или
кг/с.
Относительные массовые составы газовой фазы на входе (нижняя часть колонны)
кг/кг,
на выходе (верхняя часть колонны) -
кг/кг.
Количество поглощенного аммиака в единицу времени
кг/с.
Концентрация аммиака в воде, поступающей на абсорбцию, в относительных массовых концентрациях
кг/кг.
Расход абсорбента рассчитаем через Lmin и коэффициент избытка :
.
Для определения Lmin воспользуемся равновесными данными, приведенными в табл. 3.5 и на рис. 3.31. Для расчета данных в условиях равновесия можно использовать значения коэффициента Генри, приведенные в таблице П.3 приложения.Предварительно относительные массовые концентрации необходимо перевести в мольные:
.
Таблица 3.5.
Равновесная концентрация аммиака в системе воздух - аммиак – вода
В воздухе |
В воде |
||
y, кг/кг |
y, кмоль/кмоль |
x, кг/кг |
x, кмоль/кмоль |
0,0009 |
0,0154 |
0,002 |
0,00212 |
0,0025 |
0,00426 |
0,005 |
0,00532 |
0,0057 |
0,00974 |
0,01 |
0,0106 |
0,0097 |
0,0165 |
0,015 |
0,0159 |
0,0147 |
0,0251 |
0,02 |
0,0212 |
0,0212 |
0,0362 |
0,035 |
0,0266 |
0,0284 |
0,0485 |
0,03 |
0,0318 |
0,037 |
0,063 |
0,035 |
0,0372 |