Абсорбером называется установка для улавливания вредных примесей, содержащихся в газе, жидкостью (абсорбентом). В качестве абсорбента применяется техническая вода или водный раствор химического реагента. Чтобы увеличить площадь соприкосновения газа с жидкостью, и как следствие эффективность, внутри абсорбера монтируются решетки, разделяющие рабочую камеру на секции, заполненные массообменной насадкой.
Расчет
Для каждого случая производится индивидуальный технологический и механический расчет насадочного абсорбера. При этом нужно учитывать требования, накладываемые производственным процессом, в составе которого будет работать абсорбер насадочного типа.
Ниже представлена краткая методика расчета с указанием основных расчетных параметров. Поэтапно требуется определить:
-
Конечную концентрацию вещества в жидкой фазе Xk по уравнению материального баланса: M=Lmin[X(Y*k)-Xн] ;
-
Коэффициент распределения mпо закону Генри , где E — коэффициент Генри, а М2 — молярная масса инертного газа (обычно берется азот или воздух);
-
Производительность насадочного абсорбера по извлекаемому компоненту M=G(Yн-Yк), , где G это массовый расход смеси, а Yн и Yк это начальная и конечная концентрация извлекаемого компонента в газовой фазе;
-
Конечная концентрация компонента в жидкой фазе , где L это действительный расход воды;
-
Средняя движущая сила процесса, где YБ и YМ это движущая сила внизу и вверху абсорбера;
-
Фактическая скорость газа в абсорбере , где ω находится из формулы , где a — свободный объем насадки, p у - плотность по условиям в абсорбере, Ɛ — удельная поверхность насадки, p x - плотность воды, μ г и μ х — динамическая вязкость газа и воды, A и B — константы насадки;
-
Диаметр насадочного абсорбера , где V — объем газа при рабочих условиях, после чего производится подбор нормализованного диаметра абсорбера и уточнение скорости газовой смеси;
-
Расчет плотности орошения , где S — площадь сечения аппарата;
-
Определение коэффициентов массоотдачи в газовой фазе:
-
критерий Рейнольдса
-
диффузионный критерий Прандтля , где D у - коэффициент молекулярной диффузии
-
критерий Нуссельта
-
коэффициент массоотдачи ;
10. Определение коэффициентов массоотдачи в жидкой фазе:
-
критерий Рейнольдса
-
диффузионный критерий Прандтля , где D x - коэффициент молекулярной диффузии в жидкой фазе
-
критерий Нуссельта
-
коэффициент массоотдачи , где δпр это приведенная толщина стекающей пленки жидкости;
11. Поверхность массоотдачи ;
12. Высота насадки ;
13. Определяем общую высоту абсорбера с учетом расстояния между насадкой и крышкой колонны и между днищем и насадкой;
14. Определяем гидравлическое сопротивление сухой насадки , где λ это коэффициент трения, d экв — эквивалентный диаметр насадки;
15. Сопротивление абсорбера со смоченной насадкой .
Как вы уже поняли, спроектировать насадочный абсорбер без специальных знаний невозможно. Применять б/у установку, купленную на другом (пусть и схожем) производстве, тоже не рекомендуется. При возникновении потребности в проектировании абсорбера, обращайтесь по контактным данным на сайте. Наши специалисты проконсультируют вас бесплатно. Или вы можете купить насадочный абсорбер на нашем сайте.
Так же, при проектировании, выдвигаются жесткие требования к масообменной насадке. Существует несколько типов насадочных элементов:
-
кольца Рашига, Телера, Палля, VSP;
-
Седла Инталокс, Берля;
-
Полые шары;
-
Многогранные полые шары.
Выбор типа насадочных тел производится исходя из необходимого показателя создаваемого сопротивления, пропускных характеристик и экономической целесообразности. Материал должен быть устойчив к воздействию агрессивной среды, с которой контактируют насадочные массообменные тела
При расчетах учитывается одна из самых важных характеристик насадки — площадь поверхности (м2/м3) элементов насадки.
Для примера ниже приведена таблица с характеристиками площади поверхности (м2/м3) некоторых типов насадок с диаметром 50 мм.
Кольца Рашига |
Кольца Палля |
Седла Инталокс |
Кольца Теллера |
Полые шары |
105 |
100 |
250 |
180 |
120 |
В зависимости от способа укладки, насадки делятся на:
-
Регулярные. Предполагают укладку в правильной последовательности. Это насадки хордового, кольцевого и других типов. Обычно в качестве регулярной используют кольца Палля диаметром 50, 80 и 100 мм.
-
Неупорядочные. Укладываются в абсорбер в хаотичном порядке. Это тела седлообразной, кольцевой, шаровидной формы.
Информация, предоставляемая на чертеже
В комплект проектной документации входит чертеж насадочного абсорбера. Главная задача — обеспечить понятное графическое представление о внутреннем устройстве и процессе монтажа. В нем содержится следующая информация:
-
диаметр и высота установки;
-
число и высота слоев насадки;
-
схема расположения штуцеров;
-
производительность абсорбера;
-
рабочее давления;
-
температурный режим;
-
таблицы штуцеров и люков;
-
схема расположения люков;
-
другое.
В таблицах указывается максимально допустимый срок эксплуатации насадочного абсорбера, указано число рабочих циклов. Тип насадки и ее геометрические размеры находятся здесь же, равно как масса аппарата в сборе в порожнем и загруженном состоянии.
Каждый узел и комплектующая пронумерованы. Реестр номеров с описанием должен находиться в чертеже.Если установка покупается в собранном виде, то все равно вносятся рекомендации по монтажу. К ним относятся рекомендации о произведении сварочных работ и прочее, что нужно знать для успешного монтажа конструкции. В документе должны содержаться сведения об испытаниях, проведенных заводом-изготовителем на собственном полигоне после сборки, если таковая производилась. Может быть внесена и другая информация, таблицы и схемы.