Розрахунок швидкості газу і діаметра абсорбера

Граничну швидкість газу в насад очних абсорберах можна розраховувати по формулі:

lg = (1.13)

де - гранична швидкість газу в абсорбері, м/с;

ρ_х , ρ_у – відповідно, щільність повітря і поглинача (води) при робочих умовах, кг/м³;

g – прискорення вільного падіння, м/с²;

d_e – еквівалентний діаметр насадки, м;

ε – вільний обсяг насадки, м³/м³;

μ_х , μ_у – динамічна в’язкість відповідно поглинача і води (у розглянутому прикладі μ_х , μ_в ідентичні), Па∙с;

А, В – коефіцієнти, що залежать від типу насадки;

G – витрата інертної частини газу, кг/с.

З огляду на особливості роботи абсорбційного апарата (велику продуктивність, агресивність середовища) і використовуючи рекомендації (1) як насадку вибираємо керамічні кільця Рашига розміром 50х50х5 мм, завантажені в абсорбер навалом (не упорядковано).

Характеристики обраної насадки (4); ε = 0,785 м³/м³; d_e = 0,035м. Вибираємо значення коефіцієнта А і В (5)% А=-0,73; В=1,75.

Приводимо щільність газу до робочих умов в абсорбері:

, (1.14)

де - щільність газу при нормальних умовах, кг/м³

Одержуємо: кг/м³

= 0,316∙29 = 9,164 кг/с. (1.15)

Підставляючи знайдені числові значення в (1.13) одержуємо:

lg = .

Вирішуючи отримане рівняння відносно w_гр одержуємо w_гр=2,41 м/с.

Робоча швидкість газу в абсорбері повинна бути менше w_гр тому що транспортування великого обсягу газу вимагає значних енерговитрат. Тому основним фактором, що визначає робочу швидкість газу, є гідравлічний опір шару насадки в абсорбері. З обліком цього полягаємо, що робоча швидкість газу в абсорбері, м/с:

w^' = 0,6 ∙ w_гр; (1.16)

w^' = 0,6 ∙ 2,41 = 1,45 м/с

З рівняння витрати знаходимо діаметр абсорбера:

d' = (1.17)

Одержуємо:

d' = = 2,75 м.

Вибираємо стандартний діаметр обичайки абсорбера d=2,8м [6].

При цьому дійсна робоча швидкість газу в колоні:

w = w^' * ()², (1.18)

де , d' – відповідно, обраний (стандартний) і розрахований діаметр абсорбера, м.

Одержуємо:

w = 1,45* ()² = 1,40 м/с.