Расчет скорости пара и диаметра колонны

2.  Расчет скорости пара и диаметра колонны

Допустимую скорость паров в колонне с колпачковыми тарелками находится по формуле:

 (2.58)

где,  - допустимая скорость паров, м/с;

dk – диаметр колпачка, м (выбираем из справ. [2, стр. 34 ] 80 мм = 0,08 м);

Ht – расстояние между тарелками, м (выбираем из справ. [2, стр. 25 ] 0,37 м);

- средняя плотность жидкости пара в верху и внизу колонны, кг/м3.

Для верхней и нижней части колонны предельная скорость паров в колонне определяется по формуле:

В соответствии с рекомендациями рабочую скорость паров в колонне определяем по формуле:

 (2.59)

Рабочую скорость паров в верхней и нижней части колонны соответственно равна:

Диаметр колонны определяется по формуле:

 (2.60)

где, G – массовый поток пара в верхней и нижней части колонны, кг/с;

 - рабочая скорость паров в верхней и нижней части колонны, м/с;

 - средняя плотность пара в верхней и нижней части колонны, кг/м3.

Ориентировочный диаметр верхней и нижней части колонны:

Тогда

Принимая ректификационную колонну с диаметром в верхней и нижней части, равным 1000 м. При этом действительная рабочая скорость пара при средней скорости паров  будет равна:

 (2.61)

По ОСТ 26 – 808 – 73 для колонны с диаметром 1000 м выбираем колпачковую тарелку, снабженную капсульными колпачками типа ТСК – Р со следующими конструктивными размерами: площадь поперечного сечения 0,78 м2; число колпачков 43 шт; шаг колпачков 110 мм; расстояние между тарелками 300 мм; площадь поперечного сечения паровых патрубков 0,088 м2; диаметр колпачка 80 мм; высота прорези 20 – 30 мм; длина линии барботажа 10,8 м; периметр слива Lc – 0,665 м ;сечение перелива 0,064 м2; свободные сечения тарелки 0,09 м2; относительная площадь прохода пара 11,5%; масса 57,8 кг [ ].

Расчет высоты колонны

Расчет высоты тарельчатой колонны рассчитывается по формуле:

 (2.62)

где,  - высота тарельчатой (рабочей) части колонны, м;

Zв – расстояние от верхней тарелки до крышки принимается равной 0,8 м (в зависимости от диаметра колонны);

Zн – расстояние от нижней тарелки до днища принимается 1,7 м (в зависимости от диаметра колонны);

Расчет тепловой изоляции

Основной целью расчета тепловой изоляции является выбор теплоизоляционного материала и расчет его толщины для минимизации тепловых потерь в окружающую среду и обеспечения требований техники безопасности. Обычно, расчет тепловой изоляции проводят из условия заданной температуры наружного слоя изоляции, которая не должна превышать 45°С. Толщину слоя теплоизоляционного материала определяют по уравнению:

 (2.63)

где, t и tст – соответственно температура внутреннего слоя тепловой изоляции (температуру внутреннего слоя тепловой изоляции t можно принять равной температуре среды в колонне t = tср = 81,6°С) и tст = 45°С;

 - тепловые потери в окружающую среду, Дж;

a - суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией и излучением, Вт/м2*К;

 - коэффициент теплопроводности, Вт/м*К;

Fн – поверхность теплообмена, м2

Поверхность колонны определяется по формуле:

 (2.64)

 (2.65)

 (2.66)

где, Fкол – поверхность колонны, м2;

Fкр – поверхность крышки, м2;

Dср – 1 м.

Величину тепловых потерь в окружающую среду можно рассчитать по уравнению теплоотдачи:

 (2.67)

где, tокр - температура окружающей среды равна 5°С;

a - суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией и излучением,

.

Выбираем коэффициент теплопроводности из справ. [3, стр. 43 ] равный 0,076 Вт/м*К, материал – шлаковая вата.

Толщину слоя теплоизоляционного материала:

Похожие работы

Проект производства формалина

Скачать

179850

35

12

... и красный уголок. Все рассмотренные помещения соединяются между собой с помощью коридоров, лестничных клеток, галерей и тамбуров. 11. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА ПРОИЗВОДСТВА ФОРМАЛИНА   Химическое производство относится к отрасли промышленности, которая представляет потенциальную опасность профессиональных заболеваний и отравлений работающих. Число отравлений и профессиональных ...

Производство этилового спирта из картофеля

Скачать

43990

5

7

... и другом случае одинаков и может быть представлен следующей схемой: гексозы—фосфорные эфиры—гексоз-фосфотриозы—фосфоглицериновая кислота—пировиноградная кислота—уксусный альдегид—этиловый спирт. В основе производства этилового спирта из клубней картофеля лежат два биохимических процесса: ü  гидролиз (осахаривание) крахмала, содержащегося в сырье, и сбраживание образующихся сахаров в спирт ...

Определение оптимальных рабочих параметров процесса экстрактивной ректификации смеси ацетон-хлороформ в сложной колонне с боковой секцией

Скачать

68030

11

11

... смеси на четыре продукта [17]. I – IV — продукты. 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящей работы является определение оптимальных рабочих параметров процесса экстрактивной ректификации смеси ацетон-хлороформ азеотропного состава в сложной колонне с боковой укрепляющей секцией. К таким параметрам относятся температура и расход разделяющего агента, тарелки подачи исходной смеси и ...

Химия и технология штатных бризантных взрывчатых веществ

Скачать

127905

1

10

... , а также при дроблении горячих слитков, разгрузке и ремонте доменных печей и т.п. 2. Методическая разработка факультативных занятий по химии На основе дипломной работы были разработаны факультативные занятия в виде лекций по теме Бризантные взрывчатые вещества для учащихся старших классов средней общеобразовательной школы. Задачи факультативных занятий: 1. Повысить познавательный ...