Uglevodorodlar

rasm. Suyuqlikni sochib beruvchi absorberlar:

a-ichi bo’sh; b-sharsimon nasadkali.

3.1Nasadkali absorberni hisoblash

Berilgan shart qiymatlari:
Gaz -CO₂+(CO+H₂)
Normal sharoit uchun gaz bo’yicha ish unumdorlik.– G₀ = 2 m³/cek. Gaz aralashmasi tarkibi: CO₂ – 20% , (CO+H₂) – 80%.
Yutuvchi suyuqlik MEA. MEA temperaturasi t_s = 30 ⁰C.
Yutuvchi suyuqlikda CO₂ gazini saqlashi– x_n= 0. Koponentning ajratib olish darajasi– φ = 90%.
Qurilmadagi bosim– R = 0,1 MPa. Yutuvchining qo’shimcha ish koeffitsienti– 1,8. Absorbtsiyalashdagi temperatura - t_a = 20 ⁰C. Kiruvchi gaz temperaturasi – T = 150 ⁰C. Absorber turi - nasadkali.
Absorberning geometrik ulchamlari asosan zururiy modda o’tkazish va fazada tezligi orqali aniqlanadi.
Modda almashinish yuzasi quyidagicha aniqlanadi:

F  ^М
K_у У _ур

, (1)

Bu erda K_u – Gaz fazasiga modda o’tkazish koeffetsienti, kg/(m²s); M – Yutiluvchi modda massasi.

1. Yutiluvchi modda massasi va yutuvchi sarfi

CO₂ gazining vakt davomida absorbentdan o’tish miqdorini quyidagicha aniklaymiz:
^{М  G  (Yб Yо )  L  (Xб  Хо )} , (2)
Bu erda G,L – mos holda toza yutuvchi va gazning inert qismini sarfi, kg/s;

^{X н , Х к} - CO₂ gazining yutuvchidagi boshlang’ich va oxirgi kontsentratsiyalari, kg CO₂/kg;
^Y_н ^,Y_к - CO₂ gazdagi komponetning gaz aralashmasidagi boshlang’ich va oxirgi kontsentratsiyalari, kg CO₂/kg gaz.
Hisob:

Х  0
_{Y } y_н  М_СО
^{ 0,35 44  0,39}kmol CO /kmol gaz

V

м

2
^{б б} 22,4 ^{2
Yо  Y}_б ^{ (1)  0,39 (1 0,9)  0,039}kmol CO₂/kmol gaz

CO₂ gazning
^Хо yutuvchidagi oxirgi kontsentratsiyasini
Y_н 
f ( Х )
aniqlaymiz.

y^*  ^K  х _{, (3)}
P
Bu erda K = 20,4 mm.rt.uts. = 2719,32 Pa. Qiymatlarni qo’yib quyidagini aniqlaymiz:
y^*  ^0,027  х  0,27 х
0,1
Absorbsiyaning ish va muvozanat chiziqlarini quramiz (12- rasm).

7. 
   rasm. 1 – muvozanat chizig’i, 2 – ish chizig’i
   

у_н

Х
^{*  0,0145}kmol CO₂/kmol topamiz.


CO₂ gazining yutuvchi ^Хк dagi oxirgi kontsentratsiyasi va suyuqlikni regeniratsiyalash uchun yo’qotilgan energiyaning bir qismini aniqlaymiz (absorberning o’lchamini o’zgarishiga ta’sir qiladi).
Buda quyidagini topamiz:

Х ^*  0,5 Х
0,145

_{Х } у_б б _
^о 1,5
1,5
^{ 0,097} kmol CO₂/kmol.

Inert qismining sarfi:


^{G  V0 (1- Yоб )  (0у - Yб )} , (4)

Bu erda
^ _0у = 1,29 kg/m³ ;

об
^Y = 0,2 m³ SO₂/m³gaz –gazdagi CO₂ komponentning hajmiy miqdori. Qo’yamiz va aniqlaymiz:
G  2 (1- 0,2) (1,29 - 0,39)  1,44кг / с
Yutilayotgan komponent bo’yicha absorber ish unumdorligi:
^{М  G  (Yн - Yк )} , (5)

Qo’yamiz va aniqlaymiz:

М  1,44(0,39- 0,039)  0,7кг / с

Yutuvchi sarfi:

Qo’yamiz va aniqlaymiz:

L  ^M

(X_о - X_б )
, (6)

_{L } 0,7
0,097

 7,2кг / с

Fazalar aro sarfning bog’lanishi yoki yutuvchining solishtirma sarfi:

l  ^L
G
_ 7,2
1,44


 3,6кг / c

2 Modda berishda harakatlantiruvchi kuch

Y_ср
 (Y_б - Y_м )
_ln Y_б
Y_м

, (7)

Bu erda
Y_б , Y_м ,

• 
  Absorberga kirish hamda chiqishdagi katta va kichik
  

harakatlantiruvchi kuch, kmol CO₂/kmol gaz (rasm-13)

Absorberda gazva yutuvchi oqimlarida kontsentratsiyalarning taqsimlanish sxemasi:


Rasm-13

Unda


Y_б


 Y_Н

 Y^*

Х
К


Y_м


 Y_к

 Y^*

Х

,
н

Y

, ^Y

Х_К

Х_н
Bu erda ^{* *} - gaz aralashmasidagi CO₂ kontsentratsiyasi,.

Bundan quyidagini olamiz:

^Y_б ^{ 0,39 0,25  0,14} kmol CO₂/kmol gaz,
^{Yм  0,039}kmol SO₂/kmol gaz,

Y_ср
 (0,14- 0,039) _{ 0,079
ln} 0,14

kmol CO₂/kmol gaz

0,039

3. Modda o’tkazish koeffitsenti

K_u–modda o’tkazish koeffitsientini aniqlaymiz. Fazalar qarshiliklari diffuziyasi additivligi orqali aniqlanadi:
К  ¹

^у 1 _ m
, (8)

 _у  _х

Bu erda β_u, β_x – mos holda gaf fazasi hamda suyuq fazalarning modda berish koeffitsientlari, kg/m²s;

m – taqsimlanish koeffetsienti, kg/kg gaz.
Avvalam bor modda berish koeffitsientlarni aniqlash uchun absorberdagi oqimlar tezligi hamda nasadkaning turini aniqlaymiz.
Ushbu loyiha uchun nasadkani quyidagicha qabul qilamiz:
– keramik, Rashig halqali nasadka (rasm-14) (100x100x10).


Rasm-14

Qabul qilingan nasadka xarakteritsikasi:

• 
  a = 60 m²/m³ – nasadkaning solishtirma yuzasi;
  
• 
  ε = 0,72 – m³/m³ – bo’sh hajmi;
  
• 
  d_e = 0,048m – ekvivalent diametri;
  
• 
  ρ = 670 kg/m³ – sochiluvchi zichligi;
  
• 
  soni – 1050 ta.
  

3. Gazning tezligi va absorber diametri

Abserberdagi gazning ruxsat etilgan tezligi:

^ ²  а 
_{  }0,16 _{
 L }1/ 4 _{ 
}1/ 8


_lg пр
_ ^у _ ^х 
^  А  В _{ }
^{ у }
, (9)




 ^{g  3}



 

х _ у _{ }



 ^G 
 
 х 

Bu erda ω_pr – gazning ruxsat etilgan (fiktiv-soxta) tezligi. m/s;
μ_x = 2,0^.10^-3Pa^.s – Absorberdagi temperaturaga mos holda yutuvchining qovushqoqligi;
μ_u = 1^.10^-3Pa^.s – absorberdagi 20 ⁰S dagi MEAning qovushqoqligi; ρ_x = 1015 kg/m³ – yutuvchi zichligi;
A,V – nasadkalarning turiga qarab ularning koeffitsientlari, A=0,073, V = 1,75.
Absorberdagi shartga binoan gazning zichligini aniqlaymiz:

Aniqlaymiz:
 _у  _{0 у}
 ^{Т 0}  ^Р Т Р₀


, (10)

_у 


1,29
_ 273_ 293
0,110⁶
1,01310⁵


 1,19кг / м³

ω_cheg tezlikni aniqlaymiz (chegaraviy):

_{ } 2
 60
1,19 ^ 2,0 10^{3 }0,16 ^{
 7,2 }  ^1,19 1/ 8

1/ 4
lg ^пр
  ^
   0,0731,75    _
^ Yuq


_9,81 0,72³
1015 ^
₁₀^3  _



_ 1,44 <sub>

</sub> 1015_

oridagi tenglikni echib, ω_cheg = 1,9 m/s ni aniqlaymiz.
Ishchi tezlikni quyidagicha qabul qilamiz ω = ω_cheg^.0,5 = 1,9^.0,5 = 0,95 m/s.
Sarf tenglamasi orqali absorberning diametrini aniqlaymiz:

Aniqlaymiz:
d  
(11)

d   2,01м

Absorberning diametrini quyidagicha qabul qilamiz d = 2,0m.

3. Nasadkaning aktiv va aktiv bo’lmagan ish yuzalarining zichligi:

Nasadkaning aktiv bo’lmagan yuzasi zichligi quyidagichsa aniqlanadi:

U  ^L
 _х  S

, (12)

Bu erda S – Absorberning ko’ndalang yuzasidagi nasadka zichligi, m².

Quyidagicha aniqlaymiz:

  d ²
S 
4
_ 3,14 2,0²
4

 3,14м²

_{U } 7,2
1015 3,14

 22,6 10^4 м³ / м²  с

Nasadkaning aktiya bo’lmagan qismining minimal ishchi zichligi

^U _min ^{ a  q}_эф , (13)
Bu erda q_ef = 0,022^.10^-3 m²/s Keltirib quyidagini aniqlaymiz:

min
U  60 0,02210^3  13,2 10^4 м³ / м²  с
Nasadkaning aktiv yuzasi:

_а 
3600U
ap  3600 q U
_ , (14)

Bu erda p va q – nasadkalarning tipiga bog’liq koeffitsent. Son qiymatlarini qo’yib quyidagini olamiz:

_а 
3600 22,6 10^4
60 0,0005 3600 0,8  22,6 10^4  ^
0,021

3.