Казань 2006.
Цель работы: ознакомление с работой насадочного абсорбера; экспериментальное исследование его массообменных характеристик, определение коэффициента массопередачи (расчетного и экспериментального); анализ влияния расходов газа и жидкости на величину экспериментального коэффициента массопередачи.
Описание установки
Абсорбционная установка предназначена для проведения процесса абсорбции хлористого водорода из смеси с воздухом водой при противоточном движении фаз. Она состоит из насадочного абсорбера, линии подачи газовой смеси и абсорбента, контрольно-измерительной и регулирующей аппаратуры. Абсорбер 1 работает при противоточном движении фаз и представляет собой колонный аппарат В" 100 мм и высотой 2530 мм.
Абсорбер состоит из восьми секций. В верхней секции размещены каплеотбойник и распределитель жидкости. Шесть секций заполнены насадкой из керамических колец Рашига размером 15x15x2. Удельная поверхность насадки а=200 м2/м3 доля свободного объема насадки Vсв=0.71 м3/м3, суммарная высота слоя насадки Н=1500 мм. Каждая из секций снабжена распределителем жидкости. В нижней секции собраны узел подачи газа и узел гидрозатвора для отвода жидкости.
Вода подается в верхнюю часть абсорбера, стекает по насадке и через узел гидрозатвора 2 сбрасывается в канализацию. Расход воды регулируется вентилем 3. Газовая смесь подается в нижнюю часть абсорбера, проходит через насадку, каллеотбойник и сбрасывается в атмосферу. Расход газа регулируется вентилем 4. Давление и температура в абсорбере измеряются при помощи датчиков 5 и 6 соответственно. Начальная и конечная концентрации хлористого водорода в газе измеряются с помощью датчика 7. Выходные сигналы датчиков поступают на вторичный регистрирующий прибор 8.
|
Изучение процесса абсорбции
Режимные параметры процессов абсорбции
| Наименование и размерность величины | опыт | ||
| Расход казовой смеси массовый Gсм, кг/с | 1 1,5∙10 -2 | 2 1,5∙10 -2 | 3 0,75∙10 -2 |
| Расход воды массовый L, кг/c | 0,7∙10 -2 | 0,7∙10 -2 | 0,7∙10 -2 |
| Давление в абсорбере р, кПа | 99 | 99,5 | 99 |
| Концентрация HCl в воздухе: На входе в абсорбер ун, % об. На выходе из абсорбера ук, % об. | 6,75 6,8 | 7,5 6,5 | 7,5 6,8 |
Газовая фаза
Nu’г = 0,407Re0.655(Pr’г)0,33 = 65,1
Re = 4w ρг/ aμг = 4 ∙1,52 ∙1,26/ 200 ∙ 16,7 ∙ 10 -6 = 2293,6
Pr’г = μг / ρг Dг = 16,7∙ 10 -6 / 1,26 ∙ 13∙10 -6 = 1,02
βг = Nu’г Dг / dэ = 65,1 ∙ 13 ∙ 10 -6 / 0,0142 = 0,06 м/с
βу = βг ∙ ρвохд = 0,06 ∙1,26 = 0,075
жидкая фаза
Nu’г = 0,0021Re0.75(Pr’ж)0,5 = 0,36
Re = 4L/Sψ aμж = 4 ∙0.7 ∙ 10 -2/ 0.00785 ∙200 ∙1310 ∙ 10 -6 =13.6
Pr’ж= μж/ ρж Dж = 1310 ∙ 10 -6 / 1000 ∙ 2,3 ∙10 -9 = 569,6
βг = Nu’ж Dж / δпр = 0,36 ∙2,3 ∙10 -9/0,000061= 13,6 ∙10 -6 м/с
βх = βж ∙ ρж = 13,6 ∙ 10 -6 ∙1000 = 0,0136
| № п/п | Наименование и размерность величины | Расчетная формула | опыты | ||
| 1 | 2 | 3 | |||
| 1 | Относительная массовая концентрация хлористого водорода в газе, кг/кг На входе в абсорбер На выходе из абсорбера | УН = ун∙ МHCl/ (100 – yн)Мвозд УК = ук∙ МHCl/ (100 – yк)Мвозд | 0,0083 0,0075 | 0,0084 0,0072 | 0,0084 0,0075 |
| 2 | Расход инертного газа на входе в абсорбер, кг/с, | G = Gсм / (1 + УН) | 0,015 | 0,015 | 0,007 |
| 3 | Масса хлористого водорода, поглощаемого в единицу времени, кг/с | М = G(УН - УК) | 1,2∙10 -5 | 1,8∙10 -5 | 0,63∙10 -5 |
| 4 | Степень извлечения хлористого водорода | СГ = (УН - УК)/ УН | 0,096 | 0,143 | 0,107 |
| 5 | Относительная массовая концентрация хлористого водорода в жидкости в нижней части абсорбера, кг/кг | ХК = М /L | 0,17∙10 -2 | 0,12∙10 -2 | 0,09∙10 -2 |
| 6 | Коэффициент распределения | m' = E ∙ Mводы / р∙Мвозд | 1,65 | 1,64 | 1,65 |
| 7 | Равновесная относительная массовая концентрация хлористого водорода в газе в нижней части абсорбера | У*Н = m' ХК | 0,28∙10 -2 | 0,2∙10 -2 | 0,15∙10 -2 |
| 8 | Движущая сила процесса абсорбции, кг/кг; Внизу абсорбера Вверху абсорбера | ∆ УН = УН - У*Н ∆ УК = УК - У*К | 0,0055 0,0075 | 0,0064 0,0072 | 0,0069 0,0075 |
| 9 | Средняя движущая сила, кг/кг | ∆Уср=∆УК -∆УН /ln(∆УК/∆УК) | 0.0064 | 0.0068 | 0.0072 |
| 10 | Поверхность массопередачи, м2 | F = πD2aH/4 | 2.355 | 2.355 | 2.355 |
| 11 | Коэффициент массопередачи (экспериментальный), кг/м2с | КУ эксп = М / F ∆ Уср | 0,001 | 0,0011 | 0,0004 |
| 12 | Скорость газа фиктивная. м/с | w = 4Gсм / πD2ρг | 1,52 | 1,52 | 0,76 |
| 13 | Коэффициент массопередачи (расчетный), кг/м2с | КУ расч =1 / (1/βу + m'/βх) | 0,007 | – | – |
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Испытание центробежного насоса | | | ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА |
Дата добавления: 2015-08-01; просмотров: 667;