Материал: borisenko

позволяет значительно расширить диапазон нагрузок по жидкости.

4.1.3 Технологический расчет тарельчатых колонн

Целью технологического расчета ректификационной тарельчатой колонны является определение ее основных размеров (диаметра D и высоты Н) для заданной производительности (по пару Gп и по жидкости Gж), давления в колонне Р, характеристик пара и жидкости (ρп, ρж, σж), а также вязкостей жидкости μж и пара μп при средней температуре процесса, теоретического числа ступеней изменения концентрации компонентов Nт (определяемого графически по кривой равновесия и рабочим линиям процесса для верхней и нижней частей колонны), фактора вспениваемости жидкости φ.

Диаметр D колонны, в которой устанавливаются тарелки с переливными устройствами, определяется необходимой рабочей площадью тарелки

С – коэффициент, зависящий от принятого расстояния между тарелками hт и

Замечание: скорость пара в колонне не может превышать значения vп, максимально допустимого для выбранной конструкции отбойного устройства, см. (4.1), (4.2).

71

По найденному значению Fр в каталоге тарелок указанного типа определяется диаметр D колонны, которой соответствует минимальное табличное значение Fр, большее или равное расчетному, см. приложение В.

Высота Н колонны складывается из высоты тарельчатой части Нт, высоты сепарационной Нс и кубовой части колонны Нк. Высота тарельчатой части определяется необходимым числом тарелок N:

Нт = (N –1)· hт.

Значение N рекомендуется принимать равным INT(Nт/ηт) +1, где ηт к.п.д. тарелки, определяемый по графику, см. приложение В, в зависимости от значения vп × rп .

Высоты сепарационной и кубовой частей зависят от диаметра колонны:

при D =1-1.8 м Нс= 0.8 м, Нк= 2 м;

при D = 2-2.6 м Нс= 1 м, Нк= 2.5 м;

при D = 2.8-4 м Нс = 1.2 м, Нк = 3 м.

В каталоге тарелок указанного типа выбранному диаметру D колонны соответствуют значения следующих характеристик:

-площадь прохода пара Fо,

-площадь слива Fсл,

-периметр слива Рсл,

-длина пути жидкости по тарелке lж;

-для колпачковых тарелок: число колпачков на тарелке m,

диаметр колпачка dк; - для ситчатых таредок: диаметр отверстий dо,

шаг между отверстиями tо;

- для клапанных тарелок – шаг расположения клапанов tк.

Правильность выбора значения hт проверяется расчетом величины уноса жидкости с паром U, значение которого не должно превышать 0.1, и надежности работы сливного устройства тарелки. Значение U определяется по формуле

72

hк= 0¸10 мм – расстояние от тарелки до нижнего края колпачка;

и скорость жидкости в зазоре между тарелкой и нижней кромкой сливного стакана

vз = Gж + Gп ×U , rж × Pсл × a

где α – высота зазора (для колпачковых и ситчатых тарелок α = 0.06 м, для клапанных α = 0.09 м). Значение vсл не должно быть больше k5 × hтn2 , где k5 и n2 – коэффи-

циенты, зависящие от фактора вспенивания, см. приложение В, а значение vз не должно превышать 0.45 м/с.

В некоторых случаях (для абсорбционных колонн, вакуумных ректификационных) необходимо определять гидравлическое сопротивление колонны

λэ – эквивалентный коэффициент сопротивления движению жидкости по тарелке (для колпачковых тарелок λэ = 1.6·lж, для клапанных – λэ = 0.8·lж, для ситчатых – λэ

= 0.6·lж).

Значение P не должно превышать рабочее давление в колонне.

Необходимый диаметр колонны с решетчатыми провальными тарелками

сунок 4.15б,в). Их основным недостатком является склонность к засорению, поэтому они применяются только на чистых продуктах. Кроме того, трубчатые распределители работают равномерно, когда для заданного напора пара или жидкости правильно выбрана площадь перфорации, например, для распределителей пара, находящихся в жидкости, площадь отверстий должна составлять 25 % от площади поперечного сечения трубы, а отверстия располагаются вдоль ее нижней образующей.

75