Определение необходимого количества рабочих тарелок

Для определения действительного числа тарелок N_тд в колонне графическим методом (на основе общих положений массопередачи) необходимо сначала рассчитать коэффициент массопередачи K_у [9, с. 701] по формуле (3.13)

где – коэффициент массоотдачи в газовой фазе, отнесенный к 1 м² рабочей площади тарелки, ; – коэффициент массоотдачи в жидкой фазе, отнесенный к 1 м² рабочей площади тарелки, ;

φ – константа фазового равновесия.

Коэффициент массоотдачи для колпачковых тарелок в газовой фазе определяется по формуле

, (6.11)

где – сопротивление жидкости на тарелке, Па.

Сопротивление жидкости на тарелке определяется по уравнению:

(6.12)

Сопротивление жидкости на тарелке

Коэффициент массоотдачи для колпачковых тарелок в газовой фазе

Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе для колпачковых тарелок определяется по формуле

(6.13)

.

Тогда коэффициент массопередачи составит:

.

Определяем число единиц переноса одной тарелки по формуле

(6.14)

где – мольный расход воздуха, определяется по формуле

(6.15)

.

Далее находим значение величины по выражению

(6.16)

где – величина i-го вертикального отрезка между равновесной линией и рабочей и – величина i-го вертикального отрезка между равновесной линией и кинетической линией рабочих концентраций диаграммы Y–X.

Замеряем величины отрезков и рассчитываем величину отрезков . Через полученные точки Вi проводим кинетическую кривую (рисунок 6)

.

Тогда: .

Например:

Проводим через полученные точки B1- B7 кинетическую кривую. Из точки В1 в пределах от Y_н = 290 · 10^–4 до Y_к = 18,2 · 10^–4 между линией рабочих концентраций и кинетической кривой строим ломаную линию и считаем действительное число тарелок N_тд: N_тд = 14.

Определим высоту колонны по уравнению (3.29)

где – соответственно высота верхней и нижней частей колон, м. Принимаем, согласно таблице 1, = 1,0 м и = 2,0 м.

Высота тарельчатой части колонны определяется по уравнению (5.11):

.

Подставим (5.12) в (3.29) и получим:

.

Тогда высота колонны составит:

.

Гидравлическое сопротивление тарельчатой части колонны по формуле (5.12):

;

№ варианта	Количество перерабатываемой смеси V, м3/с	Начальная концентрация SO2 в смеси Н , масс. %	Конечная концентрация SO2 в смеси к масс.%	Избыток абсорбента %	Давление абсорбции П, кПа.	Температура абсорбции t 0С.	Начальная концентрация SO2 в абсорбенте – Н масс. %
	1,6	6, 0	0,4		141,5
	1,7	7,0	0,2		140,5
	1,9	8,0	0,3		142,5
	1,5	7,5	0,4		140,0
	1,4	7,0	0,2		145,0
	2,0	6,5	0,3		146,5
	2,1	5,0	0,3		141,5
	1,4	5,5	0,4		142,5
	1,3	6,0	0,5		142,0
	2,2	4,0	0,2		141,5
	1,6	7,0	0,1		140,5
	1,7	7,5	0,3		142,5
	1,9	8,5	0,45		140,0
	2,0	9,0	0,35		145,0
	2,1	9,5	0,35		146,5
	1,8	5,0	0,4		141,5
	1,7	6,0	0,5		142,5
	1,3	6,5	0,6		142,0
	1,5	8,0	0,3		143,0
	1,6	7,0	0,35		141,5

Исходные данные (варианты)

Таблица 6

ПРИМЕР РАСЧЕТА ТАРЕЛЬЧАТОГО АБСОРБЕРА (ТАРЕЛКИ СИТЧАТЫЕ)

Примем следующие исходные данные:

1. Количество перерабатываемой смеси – V = 1,6 м³/с.

2. Начальная концентрация SO₂ в смеси – _Н=6, 0 масс. %.

3. Конечная концентрация SO₂ в смеси – _к =0,4масс.%.

4. Избыток абсорбента – 20 %, следовательно, .

5. Давление абсорбции – П = 141,5 кПа.

6. Температура абсорбции – t = 10 ⁰С.

7. Начальная концентрация SO₂ в абсорбенте – _Н =0 масс. %.

Задание: рассчитать тарельчатый абсорбер (тарелки – ситчатые) для поглощения водой сернистого газа (SO₂) из смеси его с воздухом.

Определить:

1. Количество поглощаемого газа – G_SO2, кг/с.

2. Расход абсорбента – L, кг/с.

3. Диаметр абсорбера – D_к, м.

4. Высоту колонны – Н_к, м.

5. Гидравлическое сопротивление – Δр, кПа.

Схема установки приведена на рис.6