Процессы и аппараты упаковочного производства

РАСЧЕТ АБСОРБЕРОВ

После того как выбран тип абсорбера, приступают к его расчету. Обычно при расчете абсорберов заданы расход газа, его начальная и конечная концентрации, начальная концентрация абсорбента. В этом случае основными определяемыми величинами являются расход абсорбента L, диаметр D И высота H абсорбера, его гидравлическое сопротивление .

Расход абсорбента. Количество поглотителя L на проведение процесса абсорбции определяют по уравнению материального баланса (16.10), в котором незаданной величиной является значение сто конечной концентрации Хк. Выбор величины Хк При оптимальном удельном расходе абсорбента рассмотрен в разд. 16.2.

Диаметр абсорберов. Расчет диаметра D Абсорбера производится но уравнению расхода, написанного относительно величины D (см. уравнение 15.33):

(16.24)

Где Q Объемный расход газа, м3/с; w0 фиктивная скорость газа, т. е. скорость газа, отнесенная к полному сечению абсорбера, м/с.

Для определения величины w0 обычно предварительно рассчитывают предельную скорость газа для данных условий, т. е. скорость захлебывания, и затем задаются скоростью W0 В долях от скорости захлебывания.

Высота абсорберов. Следует отметить, что обычно поверхность контакта в колонных аппаратах трудноопределима. При непрерывном контакте фаз (пленочные и насадочные абсорберы) высоту H абсорбера находят с помощью уравнения массопередачи, выраженного через объемный или поверхностный коэффициенты массопередачи. С учетом величины поверхности смоченной насадки (см. разд. 16.5.2), которую приравнивают к поверхности массопередачи,

Ojc'Gjc '

Высоту аппарата со ступенчатым контактом фаз (тарельчатые абсорберы) можно определять с помощью объемного коэффициента массопередачи, который относят к единице объема газожидкостной смеси на тарелке, или коэффициента массопередачи, отнесенного к единице рабочей площади тарелки. С помощью этих коэффициентов по уравнению массопередачи (15.41) или (15.70) находят общий объем газожидкостной смеси или общую площадь тарелок для проведения данного процесса. Зная объем газожидкостной смеси на одной тарелке, определяют число тарелок в абсорбере. Высоту ступенчатого абсорбера можно определить также методом теоретической ступени (теоретической тарелки) и к. п.д. колонны или методом построения кинетической кривой (см. разд. 15.7).

Гидравлическое сопротивление абсорберов. Величина гидравлического сопротивления АР абсорберов зависит от гидродинамических режимов, которые в основном определяются скоростью газа, и от конструктивных особенностей аппарата. Оптимальную скорость в абсорбере можно определить только технико-экономическим расчетом с учетом влияния скорости газа как на гидравлическое сопротивление, так и на диаметр и высоту аппарата.

При проведении абсорбции под повышенным давлением потери напора на преодоление гидравлического сопротивления абсорбера составляют небольшую долю от общего давления в аппарате и поэтому не оказывают существенного влияния на экономические показатели абсорбционной установки. В этом случае целесообразно использовать скорости газа в абсорбере, близкие к предельным, т. е. близкие к скоростям захлебывания. В абсорберах, работающих при атмосферном или более низком давлении, следует принимать более низкие скорости газа, чтобы снизить затраты электроэнергии для перемещения газа через абсорбер. Отметим, что более существенной экономии на капитальных вложениях можно достичь при повышенных скоростях газа-за счет уменьшения диаметра колонны, хотя при этом ее высота несколько увеличивается.