Рассмотрена и решена задача инженерного расчета массопередачи на барботажных тарелках в абсорберах с целью определения режимных и конструктивных характеристик, обеспечивающих заданную степень разделения газовых смесей. Применяются модели идеального вытеснения газа и полного перемешивания жидкой фазы на провальных тарелках, а также на ситчатых небольшого диаметра. Представлен алгоритм и пример расчета по заданной эффективности массопередачи. В результате находятся скорость газа, диаметр абсорбера, расход жидкого поглотителя и высота статического столба жидкости, которые обеспечивают заданную эффективность массопередачи, т.е. степень поглощения компонента. Для повышения точности расчета эффективности массопередачи на тарелках с переливными устройствами (ситчатых, клапанных и др.) использована ячеечная модель гидродинамической структуры потока жидкой фазы. Дано сравнение с расчетом по модели идеального смешения. Установлено, что учетом структуры потоков расчет эффективности массопередачи получается на 5-7% выше, по сравнению с моделью идеального смешения по жидкой фазе, так как при идеальном смешении меньше движущая сила массообмена. Показана возможность учета неравномерности профиля скорости газа и градиента столба жидкости по длине тарелки при расчете эффективности разделения смеси. Разработанный метод расчета эффективности абсорбции может применяться при проектировании или модернизации аппаратов.
The problem of engineering calculation of mass transfer on bubbling plates in absorbers is considered and solved in order to determine the operating and design characteristics that ensure a given degree of separation of gas mixtures. Models of ideal gas displacement and complete mixing of the liquid phase are used on sinkhole plates, as well as on small-diameter strainers. An algorithm and an example of calculation based on a given mass transfer efficiency are presented. As a result, the gas velocity, the diameter of the absorber, the flow rate of the liquid absorber and the height of the static column of liquid are determined, which ensure a given mass transfer efficiency, i.e. the degree of absorption of the component. To improve the accuracy of calculating the mass transfer efficiency on plates with overflow devices (strainers, valves, etc.), a cellular model of the hydrodynamic structure of the liquid phase flow was used. A comparison is given with the calculation based on the ideal mixing model. It has been found that, taking into account the flow structure, the calculation of mass transfer efficiency is 5-7% higher compared to the model of ideal mixing in the liquid phase, since with ideal mixing the driving force of mass transfer is less. It is shown that it is possible to take into account the unevenness of the gas velocity profile and the gradient of the liquid column along the length of the plate when calculating the separation efficiency of the mixture. The developed method for calculating the absorption efficiency can be used in the design or modernization of devices.