Расчет и проектирование абсорбционной установки непрерывного действия для улавливания паров метанола из газовой смеси (воздушной) водой, страница 8

М_мет, М_возд – мольные массы метанола и воздуха соответственно, кг/кмоль.

                                                                                                                                                           

                                                                                           

Подставляя данные таблицы 3.1, получим следующие значения констант:

Таблица 3.2

Х, кг мет/кг вод	0	0,095	0,2	0,318	0,45	0,6	0,771
У*, кг мет/кг см	0	0,0072	0,0145	0,0219	0,0294	0,037	0,0446

Найдем относительные массовые концентрации жидкой фазы.

По условию, начальная массовая концентрация метанола в поглотителе.

Из графика линии равновесия (рисунок 3.1) находим равновесную массовую концентрацию метанола в жидкой фазе , кг мет/кг вод:

= 0,66                                                                      

Зная степень насыщения поглотителя, определим конечную массовую концентрацию метанола в поглотителе  по уравнению:

,                                                                              (3.1.10)

где  – конечная массовая концентрация метанола в поглотителе, кг мет/кг вод;

 – степень насыщения поглотителя, доля;

 - равновесная массовая концентрация метанола в жидкой фазе, кг мет/кг вод.

                                                                              

 

Зная , по графику линии равновесия можно определить начальную равновесную концентрацию метанола в газовой фазе , кг мет/кг возд:

 

 = 0,015                                                                    

и найти верхнюю точку рабочей линии, имеющую координаты (, ). На основании этого мы можем построить рабочую линию (рисунок 3.1).

                                  

1 – рабочая линия; 2 – ; 3 – равновесная линия.

Рисунок 3.1 Рабочая и равновесная линии

Определим расход жидкого поглотителя по формуле:

,                                                                              (3.1.11)

где  L – расход жидкого поглотителя, кг/с;

М – количество поглощаемого метанола, кг/с.

                                                                             

Определим большую и меньшую движущие силы:

 

                                                                              (3.1.12)

                                                                                            (3.1.13)

где   – большая и меньшая движущие силы на входе и выходе потоков из аппарата, кг мет/кг возд;

 – начальная и конечная относительные массовые концентрации газовой фазы, кг мет/кг возд;

 – равновесные массовые концентрации метанола в газовой смеси, кг мет/кг возд.

                                                                              

                                                                                                                                                         

                                                                                         

Так как , то движущую силу массопередачи в единицах концентрации газовой фазы определим по формуле:

,                                                                              (3.1.14)

где  – движущая сила массопередачи, кг мет/кг возд.

3.1.2 Диаметр абсорбера и скорость газа в абсорбере

Предельную скорость газа, выше которой наступает захлебывание, можно определить из уравнения /1/:

,                                                                              (3.1.15)

где ω_з – скорость захлебывания (предельная фиктивная скорость газа), м/с;

ε_св – свободный объем, м³/м³;

a – удельная поверхность насадки, м²/м³;

g – ускорение свободного падения (g = 9,8 м/с²);

μ_х и μ_в – динамические вязкости соответственно жидкой фазы и воды;

ρ_y и ρ_х – плотность соответственно газовой и жидкой фазы;