КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ

5. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ

5.1 Расчет скорости газа и диаметра абсорбера

Скорость газа в интервале устойчивости раборы провальных тарелок может быть оприделена с помощью уравнения [5.1.1]

[5.1.1]

Выбираем сетчатую провальную тарелку со свободным сечением F_с=0,2  и ширенной щели δ=6мм; при этом dє=2δ=2*0,006=0,012м.

В – коэффициент, равный 2,95 для нижнего и 10 верхнего пределов работы тарелки. Наиболее интенсивный режим работы тарелок соответствует верхнему пределу, когда В=10 однако с учетом возможного колебания нагрузок по газу принимают В=6-8. Приняв коэффициент В=8, получим:

Плотность газа при условиях в абсорбере составит:

кг/м³;

––плотности газа и жидкости соответственно, ;1,169

Диаметр абсорбера рассчитывают из уравнения расхода газа[5.1.2]:

[5.1.2]

Где V0 – производительность по газу при нормальных условиях,

T0 – температура при стандартных условиях, К.

t - температура процесса, К.

P0 – давление при стандартных условиях, Па.

P - давление газа поступающее на установку,Па.

м

Выбираем стандартный диаметр обечайки абсорбера D=1,2m. При этом действительная скорость газа в абсорбере равна[5.1.3]:

[5.1.3]

м/с.

Расчет коэффициента массопередачи тарельчатых абсорберов проводят по модификационному уравнению массопередачи для жидкой и газовой относят к единице рабочей площади тарелки.[5.1.4]

, [5.1.4]

где М – Масса передаваемого вещества через поверхность массопередачи в еденицу времени, кг/с;

F – Суммарная рабочая площадь тарелок в абсорбере,

В этом случае необходимое число тарелок определяют делением суммарной площади тарелок на рабочую площадь одной тарелки:

,

n – число тарелок;

f - рабочая площадь одной тарелки,

Коэффициент массопередачи находят по уравнению аддитивности фазовых диффузионных сопротивлений:[5.1.5]

[5.1.5]

Где  и –– коэффициенты массопередачи, отнесенные к единице рабочей площади тарелки для жидкой и газовой фаз соответственно ;

 –– коэффициент распределения, ;

 –– коэффициенты массоотдачи, отнесенные к единице рабочей площади тарелки для жидкой и газовой фаз соответственно, .

Воспользуемся обобщенным критериальным уравнением [5.1.6], применимое для различных конструкций барботажных тарелок:

[5.1.6]

При этом для жидкой фазы:

;

Для газовой фазы:

;

где А – коэффициент

Dx,Dy – коэффициенты молекулярной диффузии распределяемого компонента соответственно в жидкости и газе, ;

 - Средние скорости жидкости и газа в барботажном слое, м/с;

ε – газосодержание барботажного слоя ;

Гс= - критерий гидравлического сопротивления, х-щий относительную величину удельной поверхности массопередачи на тарелке;

ΔPn=ρgh0 – гидравлическое сопротивление барботажного газо-жидкостного слоя (пены) на тарелке, Па;

h0 – высота слоя светлой жидкости на тарелке, м;

l – характерный линейный размер,(средний диаметр пузырька) газовой струи в барботажном слое, м.

В интенсивных гидродинамических режимах лин. Размер l становится практически постоянным. Тогда критериальные уравнения массоотдачи, приводится в этом случае к удобному для расчета виду:

; [5.1.7]

[5.1.8]

Выбираем сетчатую провальную тарелку со свободным сечением F_с=0,2  и ширенной щели δ=6мм; при этом dє=2δ=2*0,006=0,012м.

Найдем гидравлическое сопротивление барботажного газожидкостного слоя на тарелки, Па:[5.1.9]

, [5.1.9]

где hn – высота газожидкостного барботажного слоя (пены) на тарелке, м.

Высоту газожидкостного слоя для провальных тарелок определяют по уравнению:[5.1.10]

[5.1.10]

где  - критерий Фруда;

W0 – скорость газа в свободном сечении (щелях) тарелки, м/с;

В – коэффициент, равный 2,95 для нижнего и 10 верхнего пределов работы тарелки. Наиболее интенсивный режим работы тарелок соответствует верхнему пределу, когда В=10 однако с учетом возможного колебания нагрузок по газу принимают В=6-8.

[5.1.11]

где U – плотность орошения, ;

g – ускорение свободного падения, ;

σ – поверхностное натяжение жидкости, Н/м

Плотность орошения для провальных тарелок, не имеющих переливных устройств, найдем по уравнению:[5.1.12]

[5.1.12]

L – расход поглотителя воды кг/с.

Найдем плотность орошения:

=

Пересчитаем величину коэффициента В, которая была принята равной 8, с учетом действительности скорости газа в колоне:[5.1.13]

 [5.1.13]