Массообменные процессы. Никалаев Г.И - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 1.3. Схема распределения концентраций в газовом и жидкостном
потоках в абсорбере
1.1.3. Коэффициент массопередачи
Коэффициент массопередачи К
у
находят по уравнению
аддитивности фазовых диффузионных сопротивлений [1]:
К
у
=1/(1/β
y
+ m/ β
x
) (1.8)
где β
x
и β
y
— коэффициенты массоотдачи соответственно в
жидкой и газовой фазах. кг/(м
2 .
с); т — коэффициент
распределения, кг М/кг Г.
Для расчета коэффициентов массоотдачи необходимо
выбрать тип насадки и рассчитать скорости потоков в абсорбере.
При выборе типа насадки для проведения массообменных
процессов руководствуются следующими соображениями [3, 5] :
во-первых, конкретными условиями проведения процесса
— нагрузками по пару и жидкости, различиями в физических
свойствах систем, наличием в потоках жидкости и газа
механических примесей, поверхностью контакта фаз в
единице объема аппарата и т. д.;
во-вторых, особыми требованиями к технологическому
процессу — необходимостью обеспечить небольшой перепад
давления в колонне, широкий интервал изменения устойчивости
работы, малое время пребывания жидкости в аппарате и т. д.;
в-третьих, особыми требованиями к аппаратурному
оформлению — создание единичного или серийно выпускаемого
аппарата малой или большой единичной мощности, обеспечение
возможности работы в условиях сильно коррозионной среды,
создание условий повышенной надежности и т. д.
В коксохимической промышленности особое значение при
выборе насадки имеют следующие факторы: малое
гидравлическое сопротивление абсорбера, возможность
устойчивой работы при сильно изменяющихся нагрузках по газу,
возможность быстро и дешево удалять с поверхности насадки
отлагающийся шлам и т. д. Таким требованиям отвечают широко
используемые деревянная хордовая и металлическая спиральные
насадки.
Различные насадки показаны на рис.1.4. Их
характеристики приведены в табл.1.1.
В рассматриваемом примере выберем более дешевую насадку
— деревянную хордовую, размером 10 х 10О мм с шагом в свету
20 мм. Удельная поверхность насадки a = 65 м
2
/м
3
, свободный
объем ε = 0,68 м
3
/м
3
, эквивалентный диаметр d
э
=0,042 м, насыпная
плотность ρ=145 кг/м
3
.
1.1.4. Скорость газа и диаметр абсорбера
Предельную скорость газа, выше которой наступает
захлебывание насадочных абсорберов, можно рассчитать по
уравнению [1]
,lg
8/1
4/1
16,0
3
2
−=
⋅
x
y
в
x
x
yпр
G
L
BA
g
aw
ρ
ρ
µ
µ
ρ
ρ
ε
(1.9)
где w
пр
— предельная фиктивная скорость газа, м/с; µ
x
, µ
в
—
вязкость соответственно поглотителя при температуре в абсорбере
и воды при 20 °С, Па
.
с; А, В — коэффициенты, зависящие от типа
насадки; L и G — расходы фаз, кг/с.
12
13
                                                                        давления в колонне, широкий интервал изменения устойчивости
                                                                        работы, малое время пребывания жидкости в аппарате и т. д.;
                                                                             в-третьих, особыми требованиями к аппаратурному
                                                                        оформлению — создание единичного или серийно выпускаемого
                                                                        аппарата малой или большой единичной мощности, обеспечение
                                                                        возможности работы в условиях сильно коррозионной среды,
                                                                        создание условий повышенной надежности и т. д.
                                                                             В коксохимической промышленности особое значение при
                                                                        выборе     насадки     имеют     следующие     факторы:     малое
                                                                        гидравлическое      сопротивление      абсорбера,   возможность
                                                                        устойчивой работы при сильно изменяющихся нагрузках по газу,
                                                                        возможность быстро и дешево удалять с поверхности насадки
                                                                        отлагающийся шлам и т. д. Таким требованиям отвечают широко
  Рис. 1.3. Схема распределения концентраций в газовом и жидкостном
                          потоках в абсорбере                           используемые деревянная хордовая и металлическая спиральные
                                                                        насадки.
                 1.1.3. Коэффициент массопередачи                            Различные       насадки      показаны     на    рис.1.4. Их
                                                                        характеристики приведены в табл.1.1.
     Коэффициент массопередачи Ку находят по уравнению                       В рассматриваемом примере выберем более дешевую насадку
аддитивности фазовых диффузионных сопротивлений [1]:                    — деревянную хордовую, размером 10 х 10О мм с шагом в свету
                      Ку=1/(1/βy + m/ βx)                       (1.8)   20 мм. Удельная поверхность насадки a = 65 м2/м3, свободный
                                                                        объем ε = 0,68 м3/м3, эквивалентный диаметр dэ=0,042 м, насыпная
где βx и βy — коэффициенты массоотдачи соответственно в                 плотность ρ=145 кг/м3.
жидкой и газовой фазах. кг/(м2 . с); т — коэффициент
распределения, кг М/кг Г.                                                             1.1.4. Скорость газа и диаметр абсорбера
     Для расчета коэффициентов массоотдачи необходимо
выбрать тип насадки и рассчитать скорости потоков в абсорбере.               Предельную скорость газа, выше которой наступает
При выборе типа насадки для проведения массообменных                    захлебывание насадочных абсорберов, можно рассчитать по
процессов руководствуются следующими соображениями [3, 5] :             уравнению [1]
     во-первых, конкретными условиями проведения процесса                                wпр                     0 ,16
                                                                                                                                                     1/ 8
                                                                                            2
                                                                                              a ρy    µx                          L   ρ y
                                                                                                                                        1/ 4
                                                                                                                                                  
— нагрузками по пару и жидкости, различиями в физических                             lg  3 ⋅                          = A − B                      ,   (1.9)
                                                                                                ρx                                                
свойствах систем, наличием в потоках жидкости и           газа                           gε          µв                      G   ρx      
механических примесей,        поверхностью контакта фаз в               где wпр— предельная фиктивная скорость газа, м/с; µx, µ в —
единице объема аппарата и т. д.;                                        вязкость соответственно поглотителя при температуре в абсорбере
     во-вторых, особыми требованиями к технологическому                 и воды при 20 °С, Па . с; А, В — коэффициенты, зависящие от типа
процессу — необходимостью обеспечить небольшой перепад                  насадки; L и G — расходы фаз, кг/с.
                                    12                                                                               13

Страницы