![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Плотность орошения U сравнивают с оптимальной плотностью орошения Uопт, которая определяется по формуле
Uопт=ba (15)
где а – удельная поверхность насадки, м2/м3; b – коэффициент, значения которого приведены в таблице 4.
Таблица 3. Характеристики насадок.
Таблица 4. Значения коэффициента b
Максимальное смачивание насадки достигается при некоторой оптимальной плотности орошения Uопт, при которой коэффициент смачиваемости y становится равным единице. При дальнейшем увеличении плотности орошения y не изменяется. Коэффициент смачиваемости находят по графику зависимости y от U/Uопт (рис.2). При выборе размеров насадки необходимо учитывать, что с увеличением размеров её элементов увеличивается допустимая скорость газа, а гидравлическое сопротивление абсорбера снижается. Общая стоимость колонны с крупной насадкой будет ниже за счет уменьшения диаметра абсорбера, несмотря на то, что высота насадки несколько увеличивается по сравнению с таковой в абсорбере, заполненном насадкой меньших размеров. Это особенно относится к абсорбции хорошо растворимых газов. При абсорбции плохо растворимых газов более подходящей может быть сравнительно мелкая насадка. Если необходимо провести глубокое разделение газовой смеси, требующее большого числа единиц переноса, то в этом случае рациональнее использовать мелкую насадку. При выборе размеров насадки также необходимо соблюдать условие, при котором отношение диаметра колонны D к эквивалентному диаметру насадки dэкв было больше или равно 10. В качестве насадки наиболее широко применяют кольца Рашига. Кольца малых размеров засыпают в колонну навалом. Большие кольца (от 50´ 50 мм и выше) укладывают правильными рядами, сдвинутыми друг относительно друга – регулярная насадка. Регулярная насадка имеет ряд преимуществ перед нерегулярной, навалом засыпанной в колонну: обладает меньшим гидравлическим сопротивлением, допускает большие скорости газа. Однако регулярная насадка требует более сложных по устройству оросителей, чем насадка, засыпанная навалом. Оросители делятся на струйчатые и разбрызгивающие. К струйчатым оросителям относятся распределительные плиты, желоба, брызгалки, оросители типа сегнерова колеса, а к разбрызгивающим – тарельчатые, вращающиеся центробежные и др. (рис.3).
Высота абсорбера. Высоту слоя насадки Н можно определить по формуле:
где n – число единиц переноса (ЧЕП); h - высота единицы переноса (ВЕП), м. Число единиц переноса можно определить аналитически, графически и методом графического интегрирования. Аналитически ЧЕП находят по формуле
где D ср – среднелогарифмическая движущая сила.
где D1 – движущая сила внизу абсорбера, D2 – движущая сила вверху абсорбера. D1 и D2 определяются по Y-X-диаграмме Для определения ЧЕП графическим методом Y-X -диаграмме проводят линию MN (рис. 4), делящую пополам отрезки ординат, заключенные между рабочей линией и линией равновесия. Эти отрезки ординат равны (Y— Y*) и выражают движущую силу процесса. Затем через точку В на рабочей линии, соответствующую состоянию фазы G на выходе из аппарата, проводят горизонталь. Эту горизонталь, пересекающуюся с линией MN в точке D, продолжают до точки Е, причем отрезок BE равен удвоенному отрезку BD. Из точки Е проводят вертикаль ЕF до пересечения с рабочей линией. Из подобия треугольников ВЕF и BDK следует Но по построению BE = 2BD и KD=
Продолжая вписывать указанным выше способом ступеньки до точки А, соответствующей состоянию системы на входе в аппарат, находим число единиц переноса (равное числу ступенек), необходимое для достижения заданного изменения рабочих концентраций между точками А и В. Если между точками В и A не вписывается целое число полных ступенек, то число единиц переноса, соответствующее последней неполной ступеньке, равно отношению отрезка АР, ограничивающего неполную ступеньку, к вертикальному отрезку ST между рабочей линией и линией равновесия, проведенному через середину основания неполной ступеньки. Рассмотренный графический метод применим, если на участке, соответствующем одной ступеньке (рис. 4), линия равновесия сильно не отличается от прямой. В противном случае отрезок KL не будет изображать среднюю движущую силу на данном участке. В этом случае пользуются более точным методом графического интегрирования, который заключается в следующем. На участке бесконечно малой высоты dh изменение концентраций составляет dY и движущая сила процесса - (Y—Y*). Найдем для этой высоты число единиц переноса, представив уравнение (17) в дифференциальном виде: Знак минус обозначает убывание концентрации Y. Число единиц переноса по всей высоте аппарата получим, проинтегрировав это уравнение в пределах изменения концентрации от Yк до Yн: Интеграл в этом уравнении находят графически (рис.5), для чего по оси абсцисс откладывают значения Y, а по оси ординат соответствующие значения 1/(Y—Y*) и определяют площадь, ограниченную кривой, осью Y и вертикалями, проведенными через точки, абсциссы которых равны Yк и Yн . Эта площадь и равна искомому интегралу, т. е. числу единиц переноса. При расчете необходимо учитывать масштабы построения. Если по оси абсцисс взят масштаб т1 (единиц в 1 см ), а по оси ординат - масштаб т2 (единиц в 1 см ), то число единиц переноса равно: п = fт1 т2 (19) где f — площадь, ограниченная кривой и соответствующими абсциссами, см2. Высоту единицы переноса определяют по формуле
где h1 – высота единицы переноса для газовой фазы, м; h2 - высота единицы переноса для жидкой фазы, м; l - удельный расход абсорбента; k - средний наклон линии равновесия, определяют как наклон хорды, проведенной через точки, ограничивающие рабочий участок линии равновесия. ВЕП для газовой фазы можно определить по формуле
где A – коэффициент, зависящий от вида насадки; y - коэффициент смачиваемости насадки; a - удельная поверхность насадки, м2/м3; Reг - критерий Рейнольдса для газа; Pr¢ г - критерий Прандтля для газа. Коэффициент А для кольцевых насадок равен 8, 31, для хордовых – 6, 58.
|