Построение линии равновесий и рабочей линии процесса




 

Для определения числа теоретических единиц переноса необходимо в системе координат построить рабочую линию и линию равновесия.

По начальным и конечным концентрациям поглощаемого газа и поглотителя строим рабочую линию, т.е. прямую, которая проходит через точки с координатами (, ) и (, ). Она расположена выше линии равновесия, т.к при абсорбции содержание компонента в газовой фазе выше равновесного. Выразим начальную и найдем конечную концентрации газовой фазы в единицах массовой концентрации; для этого переведём мольные доли в массовые, воспользовавшись формулой (2.1).

 

(2.1)

масс долей

 

Используя формулу (2.2), переведём массовые доли в относительные массовые доли.

 

(2.2)

относит масс долей

 

По формуле (2.3) определим концентрацию газа на выходе из абсорбера колонны.

 

(2.3),

 

Для построения кривой равновесия задаём значения “ " так, чтобы принятые значения включали в заданный интервал и . Значения указаны в таблице 1.

 

Таблица 1

0,005 0,055 0,105 0,155 0, 205

 

Для каждого принятого значения “ " принимаем температуру (в зависимости от температуры в абсорбере). Данные указаны в таблице 2.

 

Таблица 2

t, o C          
Eатм          

 

Пользуясь формулой (2.4) определяем для каждого значения “ " парциальное давление компонента в парах над жидкостью.

 

(2.4)

,

,

,

,

.

 

Для каждого значения “ " (концентрация компонента в газовой смеси) определим равновесное значение “ " (концентрация компонента в поглотителе). Для определения используем формулу (2.5).

 

(2.5)

относит масс долей,

относит масс долей,

относит масс долей,

относит масс долей,

относит масс долей,

 

По значения “ " и “ " строим линию равновесия.

В зависимости от степени поглощения газа поглотителем строим рабочую линию. Используя значения , , и . Значения и определим по формулам (2.6) и (2.7).

 

(2.6), (2.7).

относит масс долей,

относит масс долей.

 

Из графика определяем, что количество единиц переноса в колонне равно 5. Принимая, что КПД одной тарелки равен 55%, уточняем количество практических тарелок.

 

тарелок.

 

Материальный баланс

 

Определим секундный расход газа, воспользовавшись формулой (2.8).

 

(2.8),

 

По формуле (2.9) определим массовый расход газа.

 

(2.9)

 

Используя формулу (2.10) определим плотность газа.

 

(2.10)

,

.

 

Определим расход поглотителя по формулу (2.11).

 

(2.11)

 

Используя формулу (2.12) определим объёмный расход поглотителя.

 

(2.12)

 

Тепловой баланс

При растворении газа в жидкости выделяется некоторое количество теплоты. При отсутствии отвода теплоты температура повышается, что ведет к возрастанию равновесного парциального давления компонента, изменению положения линии равновесия, уменьшению движущей силы процесса, ухудшению условий абсорбции.

Практически процесс абсорбции проводится с интенсивным отводом теплоты, чтобы температура раствора в аппарате повышалась незначительно.

 

 

Определим температуру газа на выходе из абсорбера, вычислив её по формуле (2.13).

 

(2.13)

 

Определим теплоту растворения газа в воде по формуле (2.14).

 

(2.14)

 

Из справочника находим значение

 

,

,

.

 

В ходе расчета выяснилось, что разница между теплотой газа на входе и выходе незначительна, следовательно, предусматривать отвод тепла нет необходимости.


Конструктивный расчёт

Расчет диаметра колонны

 

Определим диаметр колонны по формуле (3.1)

 

(3.1)

 

Воспользовавшись формулой (3.2) найдём оптимальную скорость газа в колонне.

 

(3.2)

,

.

 

Из ряда стандартных диаметров принимаем диаметр колонны, равный 2200мм.

Уточним скорость газа.

 

 

Расчет высоты колонны

Определим высоту колонны, вычислив её по формуле (3.3).

 

(3.3)

 

при D = 2200 из справочника выписываем значения:

Высоту тарельчатой части колонны определим, используя формулу (3.4).

 

(3.4)

,

.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-11-02 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: