Методика расчета кол-ва тарелок абсорбционной колонны в производстве азотной кислоты

Расчёт числа тарелок.

Число тарелок абсорбера нахадим по уравнению n=F/f, где F-суммарная рабочая площадь тарелок в абсорбере,м², f-рабочая площадь одной тарелки, м². Суммарная поверхность тарелок находится из уравнения массопередачи M=K_xfFΔX_cp, где М-масса передаваемого вещества через поверхность масопередачи в единицу времени, кг/с;

Коэффициент массопередачи определяют по уравнениям аддитивности фазовых диффузионных сопротивлений:

_; где ; -коэффициенты массоотдачи, отнесенные к единице рабочей площади тарелки соответственно для жидкой и газовой фаз.

Рабочую площадь тарелок с перетоками f определяют с учётом площади, занятой переливными устройствами; f=φ*0.785d², где φ-доля рабочей площади тарелки, м²/м²; d-диаметр абсорбера, м. Рабочую площадь провальной тарелки можно принять равной сечению абсорбера.

Это расчёт из моего курсовика для АК.

Процесс абсорбции оксидов азота водными растворами азотной кислоты может быть описан основным уравнением массопередач:

где V — скорость поглощения оксидов азота, отнесенная к площади ситчатой тарелки, кг/(м²·ч); q – масса NO_x, переработанных в кислоту, кг; τ – время, ч; F – площадь ситчатой тарелки, м²; К – коэффициент абсорбции, кг/(м²·ч·Па); Р' = 980,7 Па — фактор, учитывающий протекание реакций; ΔР— средняя движущая сила процесса, Па.

Среднюю движущую силу процесса абсорбции можно рассчитать по формуле:

где р_н, р_к— начальное и конечное давление оксидов азота, Па; р_н.р, р_к.р — равновесные давления оксидов азота в начале и в конце процесса, Па.

Рассчитаем коэффициент абсорбции на примере тарелки №1, используя данные материального баланса и справочные данные.

Рассчитаем парциальное давление оксидов азота на входе на тарелку №1: Па.

Рассчитаем практическое уменьшение парциального давления NO_х Па. Тогда парциальное давление оксидов азота после тарелки №1: - 2650 = 44438 МПа.

Равновесное парциальное давление оксидов азота в начале процесса составляет р_н.р, Па [3], равновесное давление оксидов азота в конце процесса - р_н.р,Па.

Рассчитываем среднюю движущую силу процесса абсорбции на тарелке №1.

Рассчитаем масса оксидов азота, поступающих на тарелку №1, кг/ч.

Массу оксидов азота, покидающих тарелку №1, кг/ч.

Массу оксидов азота, переработанных в азотную кислоту на тарелке №1, кг/ч.

Коэф-т абсорбции рассчит. из основного ур-я массопередачи кг /(м²·ч·Па).

В первом приближении будем считать, что коэффициент абсорбции для всех тарелок одинаковый.

Рассчитаем парциальное давление оксидов азота на выходе из абсорбционной колонны, Па.

Равновесным давлением оксидов азота на выходе из абсорбционной колонны пренебрегаем.

Среднюю движущую силу процесса абсорбции для всей колонны рассчитаем по формуле Па.

Кол-во нитрозного газа на выходе из абсорбц-й колонны рассчитаем, зная, что кол-во N₂ не изменилось по ф-ле где n_0i – кол-во i-го комп-та нитрозного газа на входе в окислит-е простр-во, кмоль/ч; С_0i – содерж-е i-го комп-та в нитрозном газе на входе в окислительное простр-во, % об. Рассчитаем массу компонентов на выходе из абсорбционной колонны, кг/ч.

Массу оксидов азота, переработанных в азотную кислоту в абсорбционной колонне, кг/ч.

Необход-ю пов-ть массопередачи рассчитаем, используя уравнение :

Требуемое число рабочих тарелок рассчитаем по формуле: F-суммарная рабоч. площадь тарелок в абсорбере,м², F_m-рабоч. площадь одной тарелки, м².