![]()
Рисунок 1 – Конструкция контактного устройства
|
В работе, представляло интерес оценить эффективность работы контактного устройства, изображенного на рисунке 1, состоящего из диска с отверстиями и закрепленных в них переливных труб в количестве n=61 шт. с внутренним диаметром d=96 мм и длиной l=400 мм. Данные устройства в количестве 
шт. используются в десорбционной колонне диаметром 1600 мм, предназначенной для очистки фенольно-сульфидной воды от сероводорода. Материальные потоки в колонне распределены следующим образом: снизу в колонну осуществляется подача отдувочного газа – азота, а сверху подается фенольно-сульфидная вода, содержащая сероводород. Очищенная от сероводорода фенольно-сульфидная вода выводится снизу колонны, а сероводород с азотом – сверху колонны. Очевидно, что поверхностью контакта между газовой и жидкой фазами будет являться внутренняя поверхность труб, по которой жидкость будет стекать в виде пленки. В данном случае десорбер можно считать пленочным. Таким образом, расчет контактных устройств можно свести к определению требуемой поверхности массопередачи, а затем требуемую поверхность массопередачи сравнить с действительной поверхностью тарелок, определяемой внутренней поверхностью переливных труб. Методика расчета пленочных абсорбционных (десорбционных) колонн изложена в работе [1]. 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, расход отдувочного газа – азота не более 795 м3/ч.
В работе при ламинарном режиме в коротких трубах критерий Нуссельта для газовой фазы рассчитывается по формуле [1]:
где 
– критерий Рейнольдса для газовой фазы; 
– критерий Прандтля для газовой фазы.
Затем определялся коэффициент массоотдачи для газовой фазы:
,
где 
– коэффициент диффузии сероводорода в азоте.
В соответствии с расчетным значением критерия Рейнольдса для жидкой фазы
воспользуемся формулой Борисова [1]:
,
где 
– критерий Прандтля для жидкой фазы.
Затем определялся коэффициент массоотдачи для жидкой фазы: 
,
где 
– коэффициент диффузии сероводорода в воде; 
– приведенная толщина пленки жидкости на внутренней поверхности переливных труб.
Коэффициент массопередачи рассчитывался по формуле:
,
где k – угол наклона линии равновесия.
Требуемая поверхность массопередачи:
,
где 
– количество десорбированного сероводорода; 
– средняя движущая сила.
Действительная поверхность массопередачи 
и по результатам расчетов составила 
м2, что меньше чем требуемая поверхность массопередачи F=72,4 м2. Для увеличения поверхности массопередачи можно предложить разместить на имеющихся устройствах слой насадки. Например, по результатам расчетов высота слоя насадки в виде колец Рашига размером 100´100´10 мм, на каждой тарелке составит 300 мм.
