Фиктивная скорость газа в абсорбере известна ω=0,5 м/с

V=3600 м3/ч=1 м3/с

м

Выбираем стандартный диаметр обечайки абсорбера d=1,6 м.

Выбираем регулярные насадки фирмы Зульцер Хемтех удельная поверхность σ=235 м2/м3, свободный объем ε=0,9 м3/м3, эквивалентный диаметр dэ=0,015 м, насыпная плотность 490 кг/м3, число штук на 1 м3 52 000.

Плотность орошения (скорость жидкости) рассчитывают по формуле:

U=L/(ρхS),

где S – площадь поперечного сечения абсорбера, м2.

U=11516,8/3600/900/0,785/1,6=1,77·10-3 м3/(м2·с)

При недостаточной плотности орошения и неправильной организации подачи жидкости поверхность насадки может быть смочена не полностью. Существует некоторая минимальная эффективная плотность орошения Umin, выше которой всю поверхность насадки можно считать смоченной. Для насадочных абсорберов эта величина будет равна:

Umin=а·qэф,

где qэф=0,022·10-3 м2/с – эффективная линейная плотность орошения

Umin=235·0,022·10-3=5,17·10-3 м3/(м2·с)

Условие удовлетворяется и коэффициент смоченности насадки ψ примем равным 1.

Поверхность массопередачи может быть найдена из основного уравнения массопередачи:

,

где Кх Ку – коэффициенты массопередачи соответственно по жидкой и газовой фазе, кг/(м2·с) поверхность контакта фаз в абсорбере при пленочном режиме работы можно выразить также через высоту единицы переноса (ВЕП):

F=Нн·S·σ·ψ,

где Нн – высота слоя насадки, м; S – площадь поперечного сечения аппарата; σ – удельная поверхность сухой насадки, м2/м3; ψ – коэффициент смоченности насадки, безразмерный.

Нн=hоу·nоу,

где hоу – высота единицы переноса; nоу – общее число единиц переноса.

hоу=G/(Ку·S·σ·ψ),

откуда:

Ку=G/(hоу·S·σ·ψ)

σ=235 м2/м3, S=πD2/4=2,01 м2; ψ=1

Ку=1432,77/(0,9·2,01·235·1)=3,37 кг/(м2·с·кг/кг Г)

Движущая сила в соответствии с основным уравнением массопередачи может быть выражена в единицах концентраций как жидкой, так и газовой фаз. Для случая линейной равновесной зависимости между составами фаз, принимая модель идеального вытеснения в потоках обеих фаз, определим движущую силу в единицах концентраций газовой фазы

,

где и – большая и меньшая движущие силы на входе потоков в абсорбер и на выходе из него, кг Б/кг Г.

В данном случае:

; ,

где и – концентрации бензола в парогазовой смеси, равновесные с концентрациями в жидкой фазе (поглотителе) соответственно на выходе и входе в абсорбер.

=0,56-0,158=0,402 кг Б/кг Г

=0,0216-0,0093=0,0123 кг Б/кг Г

кг Б/кг Г

м2

Нн=F/(S·σ·ψ)=2048,1/(2,01·235·1)=4,34 м

Количество единиц переноса:

nоу=Нн/hоу=4,34/0,9=4,8≈5 шт.

Уточненная высота насадки:

Нн=5·0,9=4,5 м

Расстояние между днищем абсорбера и насадкой и от верха насадки до крышки абсорбера выбирают в зависимости от орошаемого устройства, примем эти расстояния равными 1,4 и 2,5 м. тогда высота абсорбера будет равна

Нв=4,5+1,4+2,5=8,4 м