Курсовая работа: Расчет насадочного адсорбера

1. Расчет насадочного абсорбера

Геометрические размеры колонного массообменного аппарата определяются в основном поверхностью массопередачи, необходимой для проведения данного процесса, и скоростями фаз.

Поверхность массопередачи может быть найдена из основного уравнения массопередачи:

, (1)

где , - коэффициенты массопередачи соответственно по жидкой и газовой фазам, кг/(м² ·с);

М– количество вещества, переходящее из газовой смеси в жидкую фазу в единицу времени, или нагрузка аппарата, кг/с;

- средняя движущая сила процесса абсорбции по жидкой и газовой фазам соответственно, кг/кг.

1.1 Расчет массы поглощаемого вещества и расхода поглотителя

Обозначим: A - абсорбтив, В – инертный газ, С – абсорбент.

Массу абсорбтива A (этанола) переходящего из газовой смеси в абсорбент можно найти из уравнения материального баланса:

, (2)

где L, G - расходы соответственно чистого абсорбента (воды) и инертной части газа (азота), [кг/с];

- начальная и конечная относительные массовые концентрации абсорбтива (этанола) в абсорбенте (воде), кг этанола/кг воды ;

- начальная и конечная относительные массовые концентрации абсорбтива (этанола) в инертной части газа (воздухе), кг этанола /кг воздуха.

Переведем мольные концентрации в относительные массовые концентрации по формуле:

. (3)

y - мольные доли, [%]; мольные массы абсорбтива (этанола) и инертного газа (азота).

Исходная концентрация этанола в воде .

Конечная концентрация этанола в поглотителе обусловливает его расход (который, в свою очередь, влияет на размеры, как абсорбера, так и десорбера), а также часть энергетических затрат, связанных с перекачиванием жидкости и ее регенерацией. Поэтому выбирают, исходя из оптимального расхода поглотителя. Конечную концентрацию определяют из уравнения материального баланса, используя данные по равновесию.

Уравнение равновесной линии в относительных массовых концентрациях:

(4)

где m^/ - коэффициент распределения:

(5)

m=1,08 - для смеси этанол-вода.