Файл: Расчет и проектирование установки для абсорбции аммиака.docx

в воздухе при рабочих давлении и температуре, м²/с

-относительное объемное газосодержание пены на тарелки, м³/м³

и -динамическая вязкость газовой и жидкой фаз соответственно, Па*с;

-высота светлого слоя жидкости на тарелке, м.

Молярную массу газовой смеси рассчитываем по формуле

, (4.45)

кг/кмоль

Коэффициент молекулярной диффузии NH₃ в воздухе при нормальных условиях [*]. Пересчитываем значение на рабочие условия по формуле

, (4.46)



Значение рассчитываем по формуле

, (4.47)

где Fr-критерий Фруда.

Значение критерия Фруда определяем по зависимости

, (4.48)

где g-ускорение свободного падения, м²/с

Для колпачковых тарелок высоту светлого слоя жидкости определяем по формуле[1]

, (4.49)

где -высота сливного порога (планки), м;

-фактор газовой нагрузки, Па^0,5

-нагрузка по жидкости на перелив (линейная плотность орошения), .

В соотвествии с рекомендациями нормативной документации, регламентирующей конструкцию и размеры колпачковых тарелок[1], принимаем =0,03 м.

Значение вычисляем следующим образом:

, (4.50)

---

Значение вычисляем по формуле

, (4.51)



Высота светлого слоя жидкости по формуле (4.46)



Критерий Fr по формуле (4.45)



Тогда по формуле (4.44)



Максимальное содержание NH₃ в газовой смеси не превышает 0,03 , поэтому значение принимаем равным динамической вязкости азота.

При температуре t=30 C [1]

Ввиду низкого содержания абсорбата в растворе( ), что заведомо меньше 0,05 , динамическую вязкость жидкой фазы принимаем равной динамической вязкости чистой воды при рабочей температуре , где -динамическая вязкость воды при рабочей температуре, .

При температуре t=30 C

Значение коэффициента массоотдачи в газовой фазе по формуле(4.41)

4.4.1.2 Расчет коэффициента массоотдачи в жидкой фазе

, (4.52)

где -молярная масса жидкой фазы, кг/кмоль;

-коэффициент молекулярной диффузии NH₃ в воде при рабочей температуре , м²/с

U-плотность орошения,

Ввиду низкого содержания абсорбата в растворе солярная массу жидкой фазы принимаем равной молярной массе чистой воды при рабочей температуре =

---

=18кг/кмоль

Коэффициент молекулярной диффузии NH₃ в воде при t=30 С [1].

Плотность орошения вычисляем по формуле

, (4.53)



Коэффициент по формуле (4.49)

4.4.1.3 Расчет коэффициента распределения вещества по фазам

Для определения величины m построим линию равновесия в координатах x-y, используя данные таблицы 4.2(см.рисунок 4.4).





Рисунок 4.4- К определению осредненного значения m методом гипотенуз прямоугольных треугольников.

Так как линия равновесия в координатах x-y кривая, то значение m зависит от текущего значения x. При расчетах K_y по уравнению (4.40) в таком случае следует использовать значение m, осредненное в пределах от y_к до y_н. Текущие значения m определяется графоаналитическим методом – методом построения гипотенуз прямоугольных треугольников [1].

Интервал значения содержания NH₃ в газовой смеси от y_к до y_н делим на n=5 равных отрезков (см. рисунок 4.4), длина каждого из отрезков . Используя полученные значения , y₁, y₂, y₃, y₄, , по x-y-диаграмме соответствующие им значения x₀, x₁, x₂, x₃, x₄, x₅(см. рисунок 4.4) и заносим в таблицу 4.3

Таблица 4.3- К расчету осредненного значения m методом гипотенуз прямоугольных треугольников

0,0147

---

Значения коэффициентов распределения вещества по фазам для каждого из интервалов рассчитываем по формуле

, (4.54)











Осредненное значение m определяем по формуле

, (4.55)

4.4.1.3 Расчет коэффициента массопередачи в газовой фазе

Коэффициент массопередачи по формуле(4.40)

4.4.1.5 Расчет средней движущей силы массопередачи по газовой фазе

Из-за явно выраженного нелинейного вида равновесной линии на X-Y-диаграмме, а следовательно, и на x-y-диаграмме для определения процесса абсорбции воспользуемся графоаналитическим методом Симпсона[1]

Концевая движущая сила по газовой фазе- их величина на входе газовой фазы в абсорбере , , и на выходе газовой фазы из абсорбера , , вычисляем следующим образом:

; (4.56)

, (4.57)

где -молярная доля абсорбата в газовой смеси, равновесной с отработанным поглотителем, ;

-молярная доля абсорбата в газовой смеси, равновесной со свежим поглотителем, ;

Значения

---

и рассчитываем по следующим зависимостям:

; (4.58)

. (4.59)

где -относительная молярная доля абсорбата в газовой смеси, равновесной с отработанным поглотителем,

-относительная молярная доля абсорбата в газовой смеси, равновесной со свежим поглотителем,

_{Значения} и , определяем по X_Y-диаграмме с выполненной на ней равновесной линией Y=f(X^*) и рабочей линией процесса (отрезок AB) , , следовательно






Отношение концевых движущих сил



Так как неравенство 0,167< <6 не выполняется, тогда величину рассчитываем по формуле

, (4.60)



Число тарелок абсорбера

Значение общей рабочей поверхности тарелок по формуле (4.42)



Расчетное число тарелок по формуле(4.41)

штук

Руководствуясь принципами конструирования цельно-сварных колонных аппаратов[1], принимаем общее число тарелок с запасом N=4

4.4.2 Расчет высоты контактной части абсорбера

Так как и аппарат предназначен для работы с загрязненными механическими включениями средами;

---