Расчет насадочного абсорбера

image not found

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:

  1. Конечную концентрацию вещества в жидкой фазе  Xk по уравнению материального баланса: M=Lmin[X(Y*k)-Xн] ;

  2. Коэффициент распределения mпо закону Генри , где E — коэффициент Генри, а  М2  — молярная масса инертного газа (обычно берется азот или воздух);                                                                           

  3. 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;   

  4. Конечная концентрация компонента в жидкой фазе , где L это действительный расход воды;                                                                                                                                                                    

  5. Средняя движущая сила процесса, где YБ и YМ это движущая сила внизу и вверху абсорбера;                                                                                                                                                        

  6. 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;                                                                    

  7. Диаметр насадочного абсорбера , где V — объем газа при рабочих условиях, после чего производится подбор нормализованного диаметра абсорбера и уточнение скорости газовой смеси;                   

  8. Расчет плотности орошения , где S — площадь сечения аппарата;                                                             

  9. 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 (м23) элементов насадки.

Для примера ниже приведена таблица с характеристиками площади поверхности (м23) 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:

  1. 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.

  2. 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.

Поделиться:

Оставьте заявку на подбор оборудования и расчет стоимости
Мы перезвоним вам в течение одного рабочего часа и проконсультируем
Узнать цену
Получить прайс лист