Интенсификация десорбции диоксида углерода из водных растворов на высокоэффективной регулярной насадке

• Автор: Рыжов, Станислав Олегович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ангарск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Содержание
Условные обозначения
Введение
1. Гидродинамика и массообмен в наеадочных аппаратах
1.1. Основные закономерности гидродинамических процессов
в наеадочных аппаратах
1.2. Результаты экспериментальных исследований массопере-

1.3. Методы интенсификации массообменных процессов в
наеадочных аппаратах
1.4. Термодинамический и кинетический анализ процесса
1.5. Выводы и постановка задач исследований
2. Гидродинамические исследования высокоэффективной
регулярной насадки из цепей
2.1. Определение гидравлического сопротивления сухой
насадки
2.2. Исследования режимов течения жидкости по элементу
насадки
2.3. Определение гидравлического сопротивления орошаемой
насадки
3. Исследования массообмена на высокоэффективной регулярной насадке из цепей
3.1. Моделирование массоотдачи при десорбции
диоксида углерода из жидкости на насадке
3.2. Экспериментальное исследование интенсивности массоотдачи на высокоэффективной регулярной насадке из цепей
4. Расчет десорбера с регулярной насадкой из цепей

Основные выводы
Список литературы
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3

Условные обозначения
А - коэффициент, зависящий от конструкции насадки; а - удельная поверхность контакта фаз, м2/м3; ан - удельная поверхность насадки, м7м3;
В - коэффициент, зависящий от свойств насадки;
С - концентрация, кмоль/м3;
С г — концентрация компонента в газе, кмоль/м3;
С3 - концентрация компонента в верхней части аппарата, кмоль/м3;
С" -концентрация компонента в нижней части аппарата, кмоль/м3;
С - равновесная концентрация в жидкости, кмоль/м3;
С” - концентрация компонента в газе в нижней части аппарата, кмоль/м3; Сж - концентрация компонента в жидкости в нижней части аппарата, кмоль/м3;
.О - коэффициент молекулярной диффузии, м2/с;
Ов„ - внутренний диаметр аппарата, м;
Ож- коэффициент молекулярной диффузии в жидкой фазе, м2/с;
Ор - коэффициент растекания, м; с1.} - эквивалентный диаметр, м;
Еиг - критерий Эйлера для газа;
Еиг_ж - критерий Эйлера для газожидкостной системы;
Е- площадь массопереноса, м2;
Еф - .Г-фактор, м/с(кг/м3)0,5;
Егж— критерий Фруда в жидкости;
С - массовый расход газа, кг/с; g - ускорение свободного падения, м/с2; к'-высота равнобедренного треугольника, м; к - высота элемента насадки, м;

тивная лопастная плавающая насадка. В конструкции лопастных насадок соблюдается равенство площадей фронтальной и горизонтальной проекций насадочных тел. Гидродинамические свойства насадки изучены в колонне диаметром 0,15 м, оснащенном тремя перфорированными полотнами, разделяющими колонну на три секции. Авторы замеряли гидравлическое сопротивление сухого и орошаемого псевдоожиженных слоев насадки, а также динамическую высоту псевдоожиженного слоя. Установлено, что при увеличении нагрузки по газу наблюдается смена трех гидродинамических режимов псевдоожижения: начального, развитого псевдоожижения и режим захлебывания. На графиках зависимости гидравлического сопротивления от приведенной скорости наблюдаются соответствующие каждому режиму участки, характеризующиеся индивидуальным углом наклона к оси абсцисс. Кроме того, установлена зависимость газосодержа-ния псевдоожиженного слоя от скорости газа.
Псевдоожиженная насадка позволяет обеспечить хорошее перемешивание газа и жидкости, и развить большую скорость массообмена. Существенным недостатком таких насадок считается узкий диапазон скоростей, в котором они работают. При недостаточно большой скорости газа насадка не переходит во взвешенное состояние, а при превышении некоторой критической скорости может произойти ее унос из аппарата.
Как показали исследования, большое влияние на интенсивность массообмена оказывает поверхность материала насадки, что может быть использовано для интенсификации процессов массопередачи. В работе [96] исследовано влияние структуры материала регулярной насадки на ее рабочие характеристики. Исследования выполнены на насадке, изготовленной из стеклоткани, зажатой с обеих сторон металлической сеткой. В результате установлено, что с точки зрения эффективности массообмена шероховатые и хорошо смачиваемые материалы лучше, чем гладкие и малосмачи-ваемые. Исследовано три образца насадки. Образец 1 состоял из тканой