Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Масса поглощаемого вещества и расход поглотителя





 

Массу газа СО2 , переходящих в процессе абсорбции из газовой смеси в поглотитель за единицу времени находим из уравнения:

 

, (3.2)

 

где G,L - расходы соответственно чистого поглотителя и инертной части газа, кг/с;

- начальная и конечная концентрации газа СО2 в поглотителе, кг СО2/кг в.р. МЭА;

- начальная и конечная концентрации газа СО2 в газе, кг СО2/кг газа.

Выразим составы фаз, нагрузки по газу и жидкости в выбранной для расчёта размерности:

 

кмоль СО2/кмоль газа

кмоль СО2/кмоль газа

 

Конечную концентрацию газа СО2 в поглотителе найдём из равновесной линии по зависимости .

 

, (3.3)

 

где К = 20,4 мм.рт.ст. = 2719,32 Па /4/.

Подставим и получим следующую зависимость:

 

 

Строим равновесную и рабочую линии абсорбции (рис.3.1).

 

1 - равновесная линия, 2 - рабочая линия

Рис.3.1

 

Находим кмоль СО2/кмольв.р. МЭА.

Конечная концентрация газа СО2 в поглотителе обуславливает его расход (который, в свою очередь, влияет на размеры абсорбера), а также часть энергетических затрат, связанных с перекачиванием жидкости и регенерацией.

 

Тогда найдём

 

кмоль СО2/кмольв.р. МЭА.

 

Расход инертной части:

 

, (3.4)

 

где = 1,29 кг/м3 /4/ ;

 

= 0,2 м3 СО23газа - объёмная доля СО2 в газе.

 

Подставим и получим

 

 

Производительность абсорбера по поглощаемому компоненту:

 

, (3.5)

 

Подставим и получим:

 

 

Расход поглотителя:

, (3.6)

 

Подставим и получим:

 

 

Тогда соотношение расходов фаз, или удельный расход поглотителя, составит:

 

 

Движущая сила массопередачи

 

Движущая сила в соответствии с уравнением (3.1) может быть выражена в единицах концентраций как жидкой, так и газовой фаз. Для случая линейной равновесной зависимости между составами фаз, принимая модель идеального вытеснения в потоках обеих фаз, определим движущую силу в единицах концентраций газовой фазы:

 

, (3.7)

 

где - большая и меньшая движущая силы на входе и выходе потоков в абсорбере, кмоль СО2/кмоль газа (рис.3.2)

Схема распределения концентраций в газовом и жидкостном потоках в абсорбере

Рис.3.2

 

Тогда

 

,

 

где , - концентрация СО2 в газе, равновесные с концентрациями в жидкой фазе (поглотителе) соответственно на входе и выходе из абсорбера (рис.3.1, 3.2).

Подставим и получим:

 

кмоль СО2/кмоль газа,

кмоль СО2/кмоль газа,

кмоль СО2/кмоль газа

 

Коэффициент массопередачи

 

Коэффициент массопередачи Ку находим по уравнению аддитивности фазовых диффузионных сопротивлений:


 

, (3.8)

 

где βу, βх - коэффициенты массопередачи соответственно в жидкой и газовой фазах, кг/м2с;

m - коэффициент распределения, кг в.р. МЭА /кг газа.

Для расчёта коэффициентов массопередачи выберем тип насадки и рассчитаем скорости потоков в абсорбере.

Для нашего проекта выберем насадку - керамические кольца Рашига (рис.3.3) (100х100х10).

Керамические кольца Рашига

 

 

Рис.3.3

 

Характеристики выбранной насадки.

а = 60 м23 - удельная поверхность насадки;

- ε = 0,72 - м33 - свободный объём;

dэ = 0,048м - эквивалентный диаметр;

- ρ = 670 кг/м3 - насыпная плотность;

число - 1050 шт.

 

Скорость газа и диаметр абсорбера

 

Предельную скорость газа, выше которой наступает захлёбывание насадочных абсорберов, можно рассчитать по формуле:

 

, (3.9)

 

где ωпр - предельная фиктивная скорость газа. м/с;

μх = 2,0.10-3Па.с - вязкость поглотителя при температуре в абсорбере /4/;

μу = 1.10-3Па.с - вязкость воды при 20 0С в абсорбере /4/;

ρх = 1015 кг/м3 - плотностьпоглотителя;

А,В - коэффициенты, зависящие от типа насадки, А = - 0,073, В = 1,75 /5/.

Пересчитаем плотность газа на условия в абсорбере:

 

, (3.10)

 

Подставим и получим:

 

 

Предельную скорость ωпр находим, принимая при этом, что отношение фаз в случае разбавленных смесей приблизительно равно отношению расходов инертных фаз:

 

 


 

Решая это уравнение, получим, ωпр = 1,9 м/с. Рабочую скорость принимаем равной ω = ωпр.0,5 = 1,9.0,5 = 0,95 м/с.

Диаметр абсорбера находим из уравнения расхода:

 

(3.11)

 

Подставим и получим:

 

 

Принимаем диаметр абсорбера d = 2,0м.

 

Плотность орошения и активная поверхность насадки

 

Плотность орошения рассчитываем по формуле:

 

, (3.12)

 

где S - плотность поперечного сечения абсорбера, м2.

 

 

Подставим и получим:

Минимальная эффективная плотность орошения /5/:

, (3.13)

где qэф = 0,022.10-3 м2

Подставим и получим:

Активная поверхность насадки /5/:

, (3.14)

 

где p и q - коэффициенты, зависящие от типа насадки.

Подставив численные значения получим:

 

 







ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2022 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.