Определим большую и меньшую движущие силы на входе потоков в абсорбер и выходе из него:

Определим среднюю движущую силу

3. Конструктивный расчет

3.1 Расчет коэффициента массопередачи

Коэффициент массопередачи находят по уравнению аддитивности фазовых диффузионных сопротивлений [1]:

где -- коэффициент массопередачи, ;

-- коэффициент распределения, ;

-- коэффициенты массоотдачи соответственно в жидкой и газовой фазах, .

Для расчета коэффициентов массоотдачи необходимо выбрать тип насадки и рассчитать скорости потоков в абсорбере.

3.2 Выбор типа насадки и рекомендации по её применению

При выборе типа насадки для проведения массообменных процессов руководствуются следующими соображениями [1,3]:

Во-первых, конкретными условиями проведения процесса -- нагрузки по пару и жидкости, различиями в физических свойствах систем, наличием в потоках жидкости и газа механических примесей, поверхностью контакта фаз в единице объема аппарата и т.д.

Во-вторых, особыми требованиями к технологическому процессу -- необходимостью обеспечить небольшой перепад давления в колонне, широкий интервал изменения устойчивости работы, малое время пребывания жидкости в аппарате и т.д.

В-третьих, основными требованиями к аппаратурному оформлению -- создание единичного или серийного выпускаемого аппарата малой или большой единичной мощности, обеспечение возможности работы в условиях сильно коррозионной среды, создание условий повышенной надежности и т.д.

В данном курсовом проекте была выбрана насадка типа "Керамические сёдла "Инталокс" размером 50 мм", поскольку процесс абсорбции сероводорода водой происходит сравнительно легко, исходное сырьё не загрязнено механическими примесями. Насадка имеет следующие характеристики:

Удельная поверхность - 118 м2/м3;

Свободный объём - 0,79 м3/м3;

Насыпная плотность - 530 кг/м3.

3.3 Расчет скорости газа и диаметра абсорбера

Выбор рабочей скорости газа обусловлен многими факторами. В общем случае её находят путём технико-экономического расчета для каждого конкретного процесса. Рабочая скорость газа является функцией скорости захлёбывания - предельной фиктивной скорости газа в сечении колоны. Как правило, для абсорберов, работающих в плёночном режиме, рабочую скорость газа принимают равной 0,75~0,9 от предельной.

где

--плотности газа и жидкости соответственно, ;

-- ускорение свободного падения, ;

;

-- удельная поверхность, ;

-- динамическая вязкость соответственно поглотителя и воды при 200С, ;

-- коэффициенты, зависящие от типа насадки.

Диаметр абсорбера находят из уравнения расхода:

где:

-- объёмный расход газа при рабочих условиях в абсорбере, .

-- рабочая скорость, равная 0,75~0,9 W3

Тогда

Принимаем нормальный диаметр колоны в химическом производстве, равный , при этом действительная рабочая скорость газа в колоне будет равна:

Отношение , входит в рекомендуемый интервал 0,75~0,9, следовательно выбранный диаметр полностью удовлетворяет наши

м условиям. Таким образом, принимаем .

3.4 Определение скорости жидкости (плотности орошения) и доли активной поверхности насадки

Объёмной плотностью орошения (скоростью жидкости) в насадочных колоннах обычно выражают объёмный расход жидкости на 1 м2 площади поперечного сечения слоя насадки в единицу времени [3]:

,

Где -- объёмная плотность орошения, ;

-- площадь поперечного сечения абсорбера, .

Определим

При малых плотностях орошения невозможно обеспечить полное смачивание всей поверхности насадки. Минимальную плотность орошения обычно принимают [3] ; при меньших плотностях орошения целесообразнее применять барботажные аппараты.

Важное значение имеет равномерное распределение орошающей жидкости по поперечному сечению колонны. Для повышения равномерности распределения орошающей жидкости, насадку часто разделяют на отдельные слои, располагая у стенок между слоями направляющие конуса, а для осуществления равномерной подачи орошения применяют различные устройства: распределительные плиты, желоба, дырчатые трубы, "пауки", брызговики и т.д. Существует некоторая минимальная эффективная плотность орошения , выше которой всю поверхность насадки можно считать смоченной. Для насадочных абсорберов минимальную эффективную плотность орошения находят по соотношению [3]: