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)
,
.