Расчет основного оборудования

Абсорбер со взвешенным слоем насадки представляет собой колонну, разделенную по высоте рядом опорных решеток, на которые насыпан слой насадки. Газовый поток, проходя через отверстия в решетках, воздействует на орошаемую поглотительным раствором насадку, поддерживая её во взвешенном состоянии. Возможное перемещение насадки по высоте аппарата определяется расстоянием между опорной и ограничительной решетками.

I. Скорость газа и диаметр в абсорбере:

1. Для определения скорости газа и диаметра абсорбера необходимо выбрать насадку. В качестве насадочного материала выбираем шаровую насадку из пористой резины диаметром dш = 0,04 м, плотностью rш = 650 кг/м3.

Значение линейной (рабочей) скорости газового потока находится в пределах от ωмин до ωмакс.

Минимальная скорость псевдоожижения вычисляется по формуле:

ωмин = (1)

где U - плотность орошения абсорбера, принимаем U = 40 м/ч;

ωкрит - критическая скорость псевдоожижения сухой насадки.

. Значение критической скорости определяется по формулам:

Ar = (dш3 × (rш - rг) × rг × g) / μг2 = = 4,46 × 109

Reкрит = Ar / (1400 + 5,22 × ) = 4,46 × 109/(1400+5,22× ) = 12742,5

Reкрит = ωкрит × dш × ρг / μг ,

следовательно, значение критической скорости псевдоожижения определяется из выражения для критерия Рейнольдса:

ωкрит = = = 1,63 м/с.

. Согласно формуле (1), минимальная скорость равна:

ωмин = = 0,69 м/с

Рабочая скорость газового потока принимается ω = 4,5 м/с.

. Диаметр абсорбера находится по формуле:

Д = ; F = ,

следовательно:

Д = = = 2,3м.

Принимается стандартный диаметр абсорбера D = 2,6м.

Площадь сечения абсорбера: S = p × D2/4 = 5, м2.

. Обоснуем принятую величину линейной скорости. Она не должна превышать максимальной скорости газового потока.

ωмакс = 2,9 × FCB0,4 (U/Vг) - 0,15 ,

где FCB - доля живого сечения решетки, FCB = 0,4;

Vг - удельный объемный расход газовой фазы,

Vг = Q/S = 67612 / 5,3 = 12756,98 м/ч.

ωмакс = 2,9 × 0,4 0,4 (40/12756,98) - 0,15 = 4,77 м/с.

Принятая рабочая скорость не превышает максимальную (ω < ωмакс).

. Динамическая высота слоя шаровой насадки рассчитывается по формуле:

Ндин = 0,172 × ω0,88 × U0,23 × Нст0,5× FCB-0,15

где Нст - статическая высота слоя насадки, Нст = 0,3м.

Ндин = 0,172× (4,5)0,88 × (40)0,23 × (0,3)0,5× (0,4)-0,15 = 0,95м,

. Расстояние между ступенями рассчитывается при максимальной скорости газового потока (ω = ωмакс = 4,77 м/с):

Ндин = 0,172 × (4,77)0,88 × (40)0,23 × (0,3)0,5 × (0,4)-0,15 = 0,99м.

Расстояние между ступенями (решетками) принимаем Ндин = 1м.

II. Коэффициент массопередачи.

1. Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе вычисляется по формуле:

bж = 1,45 × ω1,35× U0,75 × HСТ-0,85 × dш-0,15

bж = 1,45 × (4,5)1,35 × (40)0,75 × (0,3)-0,85 × (0,04)-0,15 = 792,27 ч-1.

Еще статьи по экологии

Рынок экологически чистой продукции
В последнее время на мировом рынке появляется все больше и больше экологически чистых продуктов питания. На Западе и в Америке особым спросом стали пользоваться исключительно натуральные про ...

Основные вопросы экологии
С момента появления человека познание природы было одним из необходимых условий его выживания. Человечество постепенно накапливало экологические знания. Известно, что все живые организмы тес ...

Эколого-генетический мониторинг водоемов вблизи биостанции Ажендарово
В настоящее время стало очевидным, что биосфера все более и более загрязняется самыми разнообразными соединениями, с которыми в своем историческом развитии человек не сталкивался. В этой св ...