Расчет и проектирование абсорбционной установки непрерывного действия для улавливания паров метанола из газовой смеси (воздушной) водой, страница 9

А и В – коэффициенты, зависящие от типа насадки;

L и G_возд – массовые расходы соответственно жидкого поглотителя и воздуха.

Выбранная нами насадка (керамические кольца Рашига, 50х50х5 мм) имеет следующие характеристики /1/:

Таблица 3.3

Удельная поверхность, м2/м3	Свободный объем, м3/м3	А	В	Эквивалентный диаметр dэ, м
90	0,785	– 0,073	1,75	0,035

Определим плотность газовой и жидкой фазы.

Средняя концентрация метанола в смеси с водой и в смеси газовых компонентов найдем из формул:

,                                                                              (3.1.16)

                                                                              (3.1.17)                                                                                                                                                           

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

 – средняя относительная массовая концентрация газовой фазы, кг мет/кг возд.

                                                                           

При такой концентрации метанола в воде плотность жидкой фазы составит: ρ_х = 971,1 кг/м³.

Плотность смеси газовых компонентов рассчитаем по формуле:

,                                                                            (3.1.18)

где ρ_y – плотность смеси газов, кг/м³;

ρ_мет – плотность метанола, кг/м³, которая в рабочих условиях равна:

,                                                                            (3.1.19)

откуда:

                                                                                        

Тогда плотность газовой смеси равна:  

.                                                                                          

Средняя мольная доля метанола в поглотителе:

,                                                                              (3.1.20)

где х_ср – средняя мольная доля метанола в воде, кмоль мет/кмоль см;

 - средняя относительная массовая концентрация метанола в воде,

кг мет/кг воды.

,                                                                                          

Найдем динамический коэффициент вязкости жидкой фазы:

,                                                                            (3.1.21)

где μ_мет и μ_в – динамические коэффициенты вязкости соответственно метанола и воды при рабочей температуре (23 ⁰С), их значения /4/: μ_мет = 0,562 мПа*с , μ_в = 0,936 мПа*с.

,

тогда отношение коэффициентов вязкости составит:

.

Выразив выражение для расчета скорости захлебывания из уравнения (3.1.15) и подставив найденные значения, получим:

                                                                              (3.1.22)

                                                                                        

Рабочую скорость примем равной 0,8 от предельной:

,                                                                              (3.1.23)

где ω – рабочая скорость газа, м/с;

 

Диаметр абсорбера (D,м) находят из уравнения расхода /2/:

,                                                                                            (3.1.24)

где V – расход газа при заданных условиях, м³/с.

Подставляя значения параметров, получим:

Зная расход при рабочих условиях, можно вычислить диаметр (D,м)  по формуле:

,                                                                                            (3.1.25)

тогда получим:

                                                                                                                                                           

Примем диаметр обечайки D_ст = 1,4 м /1/, тогда действительная скорость газа в колонне будет:

,                                                                                            (3.1.26)

 

где ω_д – действительная скорость газа, м/с.