Россия
Математически смоделирован процесс десорбции сероводорода из фенольно-сульфидной воды в слое насадки. Получена графическая зависимость высоты слоя насадки от расхода инертного носителя – азота
математическая модель, десорбция, сероводород
В работе рассмотрено влияние расхода отдувочного газа на процесс десорбции. В качестве объекта исследования принята колонна диаметром 1600 мм, предназначенная для десорбции сероводорода из фенольно-сульфидной воды в слое регулярной насадки в виде колец Рашига размером 100´100´10 мм. В нижнюю часть колонны подается отдувочный газ – азот, сверху на насадку осуществляется подача фенольно-сульфидной воды, содержащей сероводород. Очищенная от сероводорода фенольно-сульфидная вода выводится снизу колонны, а сероводород с азотом – сверху колонны. В расчетах принимался расход фенольно-сульфидной воды 80000 кг/ч, концентрация сероводорода в воде на входе в колонну 791 мг/дм3, на выходе – 35 мг/дм3. Давление в колонне избыточное – 0,015 МПа, температура воды на входе – не более 100 °С, расход отдувочного газа – не более 795 м3/ч.
В процессе моделирования десорбции сероводорода из фенольно-сульфидной воды определялась требуемая высота слоя насадки при различных расходах отдувочного газа. Высота слоя насадки определялась по двум способам: через коэффициент массопередачи и высоту единиц переноса.
По первому способу высота слоя насадки:
,
где – поверхность массопередачи, м2;
– эквивалентный диаметр колец, м;
– удельная поверхность насадки, м2/м3;
– коэффициенту смоченности насадки.
По второму способу – через высоту единицы переноса (ВЕП):
,
где – общая высота единицы переноса, м;
– общее число единиц переноса.
Далее высота слоя насадки принималась как среднеарифметическое значение результатов расчетов по двум способам с 25 % запасом.
Результаты расчетов требуемой высоты слоя насадки при различных расходах отдувочного газа приведены на рисунке 1. Расчеты выполнены в интервале нагрузок по отдувочному газу от 129,4 кг/ч до 834,7 кг/ч (795 м3/ч). Таким образом, с увеличением расхода азота может быть уменьшена высота слоя насадки, что особенно важно при моделировании процесса десорбции в существующих колоннах, имеющих определенные диаметр и высоту.
Рисунок 1 – Зависимость высоты слоя насадки от расхода отдувочного газа
Характер кривой на рис. 1 можно объяснить тем, что с увеличением расхода отдувочного газа возрастают движущая сила процесса десорбции и коэффициент массоотдачи для газовой фазы, вследствие чего уменьшается требуемая высота слоя насадки. По данной математической модели может быть определена и высота слоя нерегулярной кольцевой насадки.
1. Подоплелов, Е. В. Моделирование процесса десорбции сероводорода из фенольно-сульфидной воды в насадочной колонне / Е. В. Подоплелов, С. А. Щербин, И. А. Семенов, А. И. Дементьев // Вестник Ангарского гос. техн. университета. – 2023. – № 17. – С. 112-116.
