Материал: 1238
причем для кольцевой насадки а = 9,2, а для хордовой определяется по формуле
a 3,12 17 |
d |
экв |
|
t |
1,37 |
(31) |
|
|
|
|
|||
|
h |
|
||||
|
|
t s |
|
|||
где h – высота насадки в одном ряду, м; t - расстояние между досками в свету, м; s - толщина доски, м.
Гидравлическое сопротивление орошаемой насадки р больше сопротивления сухой насадки (вследствие сужения каналов между эле-
ментами насадочных тел и увеличении при этом скорости газа). |
|
||||
опрот влен |
орошаемой насадки при плотности орошения ме- |
||||
нее 50 м3/м2 ч, пр бл женно можно определить по формуле |
|
||||
С |
|
сух 1 kU |
(32) |
||
где U – |
плотность |
|
|
, м3/м2 ч; k – опытный коэффициент (для |
|
беспорядочно засыпанных хордовых насадок k = 0,06, для правильно |
|||||
уложенных кольцевых насадок k = 0,04). |
|
||||
орошения |
|
|
|||
3.2. Расчет ар отажных абсорберов |
|
||||
Расход а сор ента |
[4]. Количество поглотителя L на проведение |
||||
процесса |
ции для |
ар отажных абсорберов определяют также как |
|||
абсор для насадочных. А
Диаметр а сор ера. Диаметр абсорбера определяют аналогично
1.Режим неравномернойДработы наблюдается при скорости газа 0 0,5 0,6 м/с. В колпачковых тарелкахИпрорези колпачков при такой скорости газа открыты не полностью. В ситчатых тарелках при малых скоростях газа жидкость проливается через отверстия, и газ проходит только часть отверстий.
2.Режим равномерной работы наступает при дальнейшем увеличении скорости газа. В колпачковых тарелках прорези колпачков полностью открываются, а на ситчатых – газ проходит через все отверстия. Образуется пена ячеистой структуры.
3.Режим газовых струй и брызг наблюдается при 0 0,9 1,1
м/с. В этом случае газ движется через жидкость в виде струй (факелов), которые выходят на поверхность пены, причем пена разрушается. В результате над пеной появляется большое количество брызг.
16
Для достижения достаточной интенсивности барботажа, скорость газа в прорезях колпачков или отверстиях ситчатой тарелки не должна быть меньше величины 0, соответствующей началу режима равномерной работы и приближенно равной
|
|
0 а g ж г l 0,5 |
(33) |
|
где а – коэффициент, равный 1 для колпачковых тарелок и 0,67 |
||
|
для ситчатых тарелок; g – ускорение силы тяжести, м/с2; - коэффици- |
||
|
ент сопротивления; ж, г – плотность жидкости и газа, кг/м3; l – высота |
||
|
прорези (для колпачковых тарелок) или высота слоя жидкости на та- |
||
|
релке (для с тчатых тарелок), м. |
|
|
|
Коэфф ц ент сопротивления имеет значения, приведенные в |
||
Стабл. 5 |
Таблица 5 |
||
|
|
Коэффициент сопротивления, |
|
|
Тарелки |
|
|
|
|
||
|
Колпачковые |
4,5 – 5 |
|
|
Ситчатые: |
|
1,8 |
|
= 0,07 - 0,1 |
||
|
= 0,15 – 0,2 |
1,45 |
|
|
Провальные: |
|
|
|
дырчатые |
|
2,1 |
|
решетчатые |
1,4 – 1,5 |
|
|
трубчато-решетчатые |
0,9 – 1 |
|
|
|
бА |
|
|
Скорость газа в свободном сечении колонны 0 в зависимости от |
||
|
скорости газа 0 в прорезях и отверстиях, составляет: |
||
|
|
0 0 |
(34) |
где - живое сечение прорезейДи отверстий (отношение их суммарной площади на тарелке к площади поперечного сечения колонны).
Для провальных тарелок скорость в свободном сечении колонны находят, исходя из уравнения (35), характеризующего переход от одного режима к другому.
|
|
2 |
|
|
|
|
|
W |
1 4 |
|
|
1 8 |
||
|
|
0 |
|
г |
0,16 |
|
|
|||||||
|
|
|
Иж г |
|||||||||||
lgZ lg |
|
|
|
|
|
ж |
|
|
|
|
|
|
|
(35) |
|
gd 2 |
|
ж |
|
|
Wг |
|
|
ж |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где d – диаметр отверстий или эквивалентный диаметр щелей, причем ситчатые тарелки имеют диаметр 2 – 8 мм; клапанные – диаметр отверстий 35 –40 мм, диаметр клапана 45 – 50 мм; провальные тарелки: решетчатые и трубчато-решетчатые – щели шириной 3 – 8 мм, дырчатые диаметр отверстий 4 – 10 мм.
17
При скорости газа, соответствующей переходу от неравномерному к равномерному режиму В = 2,95, а при переходе к режиму газовых струй В = 10.
корость 0 не должна превышать некоторого предельного значения пред, при котором резко увеличивается брызгоунос.
Значение пред для тарелок с круглыми колпачками можно при- |
|
С |
|
близительно определить по графику (рис. 6) в зависимости от расстоя- |
|
ния между тарелками и отношения плотностей газа и жидкости. Для та- |
|
релок друг х конструкций значение пред , найденное по графику сле- |
|
дует умнож ть на соответствующий поправочный коэффициент. Для |
|
ситчатых |
|
тарелок |
прямоугольными колпачками коэффициент равен 0,7, для |
|
– 1,35, для провальных – 1,5. |
Рекомендуется принимать ра- |
|
бочую скорость газа |
|
бА |
|
0 = (0,8 0,9) пред. |
|
В аппаратах, ра отающих при |
|
атмосферном давлении скорости |
|
практ чески составляют 0,5 – 2 м/с, |
|
в аппаратах, ра отающих при раз- |
|
ряжении, |
принимают олее высо- |
кие скорости, а при ра оте под дав-
лением – более низкие. |
Рис. 6. График для определения предель- |
|
ной скорости пред в свободном сечении |
Д |
|
Высота абсорбера [4]. Высо- |
при различном расстоянии Н между та- |
релками. |
|
ту абсорбера находят по формуле
H n hп Hс.п. hв hн (36)
где n –число действительных тарелок (ЧЕП); hп - высота пены, м; Hс.п. - высота сепарационного пространства, м; hв - высота от верхней тарелки до крышки абсорбера, м; hн - расстояние между днищем и нижней тарелкой, м.
Сумма hп и Hс.п. представляет собой расстояние между тарелками. hв и hн принимают из конструктивных соображений. Обычно ве-
личину hн принимают равной 1-1,5 D. Величина hв зависит от конструк- |
|
ции оросителей и брызгоуловителей. |
И |
Высота сепарационного пространства Hс.п служит для снижения влияния на процесс явления брызгоуноса. Принимают, что допустимая величина брызгоуноса е не должна превышать 0,1 кг жидкости на 1 кг
газа. |
|
|
Для расчета величины уноса с различных тарелок предложено |
|
|
следующее уравнение |
Hсn.п. |
|
е Аf 0m |
(37) |
|
18
где f – поправочный множитель, учитывающий свойства жидкости и равный 0,0565( ж/ )1,1, - поверхностное натяжение, мН/м.
В таблице 6 приведены значения А и показателей степеней n и m.
Таблица 6
Значения А
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
п |
|
|||
|
Тарелки |
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Провальные |
|
|
1,4 10-4 |
|
|
|
2,56 |
2,56 |
|
|
||||||
|
Клапанные и балластные |
|
|
6,5 10-5 |
|
|
|
2,15 |
2,5 |
|
|
||||||
|
Высоту пены hп на провальных тарелках можно определить по- |
||||||||||||||||
при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
средством следующ х уравнений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
В 2,95 |
Fr |
|
г |
|
C0,067 3,25 10 3 |
|
|
(38) |
||||||||
|
|
|
|
|
ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
бА |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
В 2,95 10 |
Fr |
|
г |
|
C0,067 |
1,1 10 3В |
|
|
(39) |
|||||||
|
|
|
|
|
ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
при В 10 |
Fr |
|
г |
C0,067 11 10 3 |
|
|
(40) |
|||||||||
|
|
|
|
|
ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
где Fr – критерий Фруда, рассчитанный по скорости газа в отверстиях |
||||||||||||||||
|
0 (м/с) и высоте пены hп (м) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Fr 0 2 |
|
ghп |
|
|
|
(41) |
||||||||||
|
С – безразмерная величина: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|||||||||
|
|
U6 ж2 |
|
ж |
|
|
|
(42) |
|||||||||
|
C |
|
g 3 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
где U – плотность орошения, которую можно найти как U |
Wж |
, м3/м2с; |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ж |
||
|
- поверхностное натяжение, Н/м. |
И |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Уравнения (38)-(40) применимы при d = 3 мм. |
ля тарелок при од- |
|||||||||||||||
новременном 0,15 и d 6 мм при любом В расчет ведут по уравнению (39). Для тарелок при одновременном > 0,3 и d > 12 мм (дырчатые тарелки) или d > 6 мм (решетчатые тарелки) и при любом В расчет ведут по уравнению (40).
Расстояние между тарелками можно определить исходя из сле-
дующего условия: |
p |
|
|
Hm 1,8 |
(43) |
||
ж g |
|||
|
|
где р – гидравлическое сопротивление тарелки, Н/м2.
Обычно, расстояние между тарелками составляет 0,2-0,6 м, но в настоящее время стремятся уменьшить это расстояние.
19
Число единиц переноса n0 на тарелку определяется в зависимости от чисел переноса для газовой п1 и для жидкой п2 фазы по уравнению:
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
k |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(44) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
п0 |
|
l |
n2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
п1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
где k – тангенс угла наклона линии равновесия; l – удельный расход по- |
||||||||||||||||||||||||||||||
глотителя. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
и |
п2 |
можно найти по формулам: |
|
||||||||||||||||||||||||||
Значения п1 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
n |
1770h |
0,7 |
|
|
Dг |
|
|
|
|
|
|
(45) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
других |
5 |
|
1,4 |
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dж |
(46) |
||||||||||||
|
|
|
п |
2 |
|
1,26 10 |
|
h |
n |
|
|
|
|
|
|
U |
||||||||||||||
Высоту пены на провальных тарелках можно определить |
по фор- |
|||||||||||||||||||||||||||||
мулам (38)-(42). Для |
|
|
|
|
|
типов тарелок п1 и п2 определяют по фор- |
||||||||||||||||||||||||
мулам: |
бА |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для колпачковых тарелок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
п |
|
|
0,01 0,32 р |
|
|
|
|
|
|
т |
|
(47) |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
ж S |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,73 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
п2 0,61 10 4 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
рж |
(48) |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
для ситчатых тарелок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
n |
|
0,00683 |
pж |
|
|
Sm |
|
(49) |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
00,24 |
|
|
|
|
S |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(50) |
|||||||
|
|
п2 69200 0 |
14500 U |
|||||||||||||||||||||||||||
где рж – сопротивление жидкости на тарелке, Н/м2; Sт - рабочая пло- |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
щадь тарелки, м2; S - площадь сечения колонны, м2; U - плотность оро- |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шения, м /м с; 0 - скорость газа в свободном сечении колонны, м/с. |
||||||||||||||||||||||||||||||
По п0 |
определяем относительный коэффициент извлечения Е по |
|||||||||||||||||||||||||||||
формуле |
|
|
п0 2,3lg 1 E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(51) |
|||||||||||||||||
Число действительных тарелок находим графически. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
20