Файл: 1. Материальный баланс абсорбера.rtf

1. Материальный баланс абсорбера

Массу диоксида серы , переходящего в процессе абсорбции из газовой смеси в поглотитель за единицу времени, находим из уравнения материального баланса: ,где - расходы чистого поглотителя и инертного газа, кг/с; - начальная и конечная концентрация сернистого газа в воде, - начальная и конечная концентрация сернистого газа в газе, .Начальные относительные массовые составы газовой и жидкой фаз определяются по формулам , где - начальная объемная концентрация вещества в газовой смеси.Концентрация сернистого газа на выходе из абсорбера: ,где - степень извлечения. ._{2. Расчет равновесных и рабочих концентраций , построение рабочей и равновесной линий процесса абсорбции на диаграмме x-y1. Задаваясь рядом значений , по формуле}

---

_{находим соответствующие им температуры} где с - удельная теплоемкость жидкости, Дж/(кг·К); - температура жидкости на входе в абсорбер;Ф - дифференциальная теплота растворения, Дж/кг; Дж/(кг·К); кДж/кмоль _[1]2. Рассчитаем для каждой температуры величину :3. Пересчитываем относительные массовые концентрации в мольные доли х:_{4. Выполняем пересчет концентраций в мольные доли. По формулам}и ,(где Р - общее давление смеси газов)определяются значения равновесного парциального давления _{и равновесное содержание} поглощаемого компонента в газовой фазе.Остальные расчеты выполнены в MS EXCEL и сведены в таблицу 1.Таблица 1:

Х	t	x	ф	р	У
0,0050	20,00	0,00140	607,118	0,85	0,002
0,020	22,34	0,00559	684,427	3,828	0,011
0,040	24,69	0,01112	770,126	8,568	0,025
0,060	27,03	0,01659	864,960	14,354	0,042
0,080	29,37	0,02200	969,724	21,339	0,064
0,10	31,72	0,02736	1085,267	29,688	0,090
0,120	34,06	0,03265	1212,492	39,586	0,121
0,140	36,41	0,03788	1352,358	51,232	0,160
0,160	38,75	0,04306	1505,885	64,847	0,206
0,180	41,09	0,04819	1674,152	80,670	0,262
0,192	42,49	0,05121	1781,732	91,239	0,301

---

При парциальном давлении в поступающем газе по закону Дальтона ,равновесная концентрация в жидкости, вытекающей из абсорбера, составит . При степени насыщения воды ƞ=0,78 конечная концентрация в жидкости равна: .Принимаем, что газовая смесь, поступающая на установку, перед подачей в колонну охлаждается в холодильнике до . В этом случае объем газовой смеси, поступающей в абсорбер равен .Количество сернистого газа, поступающего в колонну: ,где - плотность при 20°С. .Количество воздуха, поступающего в колонну: ,где 1,185 - плотность воздуха при 25°С, кг/м³.Плотность газа, поступающего на абсорбцию: , .Количество поглощенного : , .Расход воды в абсорбере:

---

, .. Определение скорости газа и диаметра абсорбераПринимаем в качестве насадки керамические кольца Рашига размером 50х50х5 мм.Характеристика насадки: удельная поверхность 90 м²/м³; свободный объем 0.785 / ; эквивалентный диаметр 0.035 м.Предельная скорость газа в насадочных абсорберах: ,где - скорость газа в точке инверсии фаз, м/с; - вязкость воды при 20°С; - вязкость воды при средней температуре в колонне t=31°С;[3]А, В коэффициенты для насадки ;А= -0,073; В=1,75 - для колец Рашига; [1] , плотность жидкости, газа, свободный объем, L, G-расход жидкости, газа, удельная поверхность, ускорение свободного падения, , ,

---

.Рабочая скорость газа в колонне: , .Диаметр колонны: , .Выбираем стандартный диаметр обечайки колонны .Плотность орошения колонны , .Оптимальная плотность орошения: , [2]- коэффициент при абсорбции. _[1] Отношение >1, коэффициент смачиваемости .[2]. Определение высоты насадочного абсорбераВысота насадочного абсорбера определяется по уравнению ,где - высота насадочной части колонны, м; - соответственно сепарационной части колонны (над насадкой), нижней части колонны и между слоями насадок (если насадка уложена в несколько слоев), м.

---