|
Масса поглощаемого вещества и расход поглотителя ⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2
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 СО2/м3газа - 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 м2/м3 - удельная поверхность насадки; - ε = 0,72 - м3/м3 - 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/с Подставим и получим: Активная поверхность насадки /5/: , (3.14)
где p и q - коэффициенты, зависящие от типа насадки. Подставив численные значения получим:
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... Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)... ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|