Коэффициент формы прорези

.

Максимальная скорость пара в прорезях капсульного колпачка, м/с:

.

Коэффициент паровой (газовой) нагрузки прорезей капсульного колпачка

.

Если В₆ < 1, его определяют по соотношению B₃ = , если В₃h₃ < 0,01, расчет прекратить: тарелка не удовлетворяет требованиям по высоте открытия прорези.

Для клапанных тарелок при K₁ < 1,0 и ISP = 1 следует принять исполнение тарелки ISP = 2, изменить значения периметра слива l₂ и относительного сечения S₂ и произвести дальнейший расчет. Если ISP = 0 или ISP = 2 и K₁ < 0,7, прекратить расчет: скорость пара (газа) в сечении тарелки меньше допустимой. Если ISP = 0 или ISP = 2, а 0,7 K₁ 1, вычислить расчетное количество клапанов KР:

,

где KL - стандартное количество клапанов, выбранное по значению D (см. табл. приложения). По этой же таблице выбирают и f₃ - стандартное относительное свободное сечение тарелки.

Для клапанно-жалюзийных тарелок при 0,9 K₁  1,0, D > 1,0 м и ISP = 1, принять исполнение ISP = 2, изменить значение допустимого фактора паровой нагрузки F_д и произвести дальнейший перерасчет. Если K₁ > 0,9, D > 1,0 м и ISP = 2, прекратить расчет: тарелка не удовлетворяет требованиям по запасу сечения.

Для тарелок с нестандартным количеством клапанов и колпачков рабочее относительное свободное сечение тарелки, %:

.

Если K₁  1,0, принять рабочее относительное свободное сечение тарелки f₅ равным стандартному относительному свободному сечению тарелки f₃.

Рабочее относительное свободное сечение ситчато-клапанной тарелки

.

Вспомогательный комплекс

.

Если B₃ > 1,0 или A₃ 0, принять B₃ = 1,0:

.

Скорость пара в свободном сечении клапана, м/с:

.

Если w_к 0, принять B₃ = 0.

Коэффициент использования диапазона устойчивой работы ситчатого полотна

.

Удельная нагрузка клапана q определяется в зависимости от значения максимального фактора нагрузки по пару

:

, кг^0,5/(м^0,5с) 10 10 – 20 20 – 30 30 – 45 45

q, Па 56,6 256,6 345,5 438,5 548,0

Удельная нагрузка клапана q дана для клапана, изготовленного из нержавеющей стали, толщиной, м: 0,001; 0,0016; 0,0022; 0,0028; 0,0035. При использовании другого материала для клапанов толщина клапана рассчитывается по уравнению, м:

,

где - плотность материала клапана (для обычных сталей составляет 7850, для нержавеющих - 8000, для титана - 4500 кг/м³).

Для клапанных тарелок рабочее относительное свободное сечение тарелки, %:

.

Для решетчатых тарелок относительное свободное сечение, %:

,

где - доля площади тарелки, занятая стекающей жидкостью.

Коэффициент сжатия струи на выходе из отверстия

.

Коэффициент истечения жидкости

.

Коэффициент расширения струи на выходе из отверстия

.

Если диаметр D 0,8 м, принять для решетчатых тарелок ISP = 0, а толщину полотна тарелки = 0,0025 м. Для тарелок с D > 0,8 м - исполнение ISP = 1, толщину полотна тарелки = 0,002 м. Ширина прорези решетчатой тарелки b = 0,006 м.

Если диаметр решетчатой тарелки D = 4 м принять шаг между отверстиями t = 0,024 м; если D > 4 м, принять t = 0,032 м.

Максимально допустимая скорость пара в свободном сечении колонны с решетчатыми тарелками

.

Если w^.K₃ w_min и w^.K₄ w_max, необходимо уменьшить шаг между отверстиями t в пределах возможного. Если w^.K₃ w_min, не обеспечен требуемый диапазон устойчивой работы тарелки.

Стандартное относительное свободное сечение решетчатой тарелки выбирают по табл. приложения.

5. Определение коэффициентов массоотдачи.

Предлагаются упрощенные выражения для подсчета коэффициентов массоотдачи:

м/с, м/с.

6. Определяют коэффициент массопередачи.

Коэффициенты массопередачи K_х, K_у, отнесенные к единице рабочей площади тарелки, определяются с использованием значений фазовых коэффициентов массоотдачи по соотношениям:

; .

7. Из основного уравнения массопередачи определяют суммарную рабочую поверхность и число тарелок:

,

где поток массы загрязнителя М из газовой фазы в жидкую фазу определяется по уравнению материального баланса:

.

Число тарелок абсорбера n_т находят из соотношения:

N_т = F_т/f_р1,

где f_р1 - рабочая площадь одной тарелки, м².

Для тарелок с перетоками рабочую площадь принимают меньше общей площади на величину, занятую переливными устройствами:

f_р1 = φ^.0,785^.D_а² , м²,

где φ - доля рабочей площади тарелки, м²/м²; D_а – диаметр колонны, м.

8. Определяют высоту абсорбера.

Расстояния от верхней тарелки до крышки абсорбера и от днища до нижней тарелки принимают исходя из тех же соображений, что и для насадочных абсорберов.

Расстояние между тарелками выбирают из следующего ряда размеров, мм: 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200. Находят его из условия допустимого брызгоуноса q_ж с газовым потоком от тарелки к тарелке, который можно принимать не выше 0,1 кг жидкости на 1 кг газового потока, для чего необходимо соблюдение соотношения:

H ≥ h_п + H_с, м,

где H_с - высота сепарационного пространства, м.

8.1. 1-й вариант расчета.

Высоту сепарационного пространства для провальных и клапанных тарелок находят из уравнения:

м,

где σ_ж - поверхностное натяжение поглотительной жидкости, мН/м;

А, m, n - эмпирические параметры, зависящие от типа тарелки (таблица )

Таблица 8.

Тип тарелки	A	m	n
Провальная (дырчатая, решетчатая и др.) Клапанная или балластная	7,91·10-6 4,80·10-6	2,56 2,15	0,391 0,40

Для ситчатых тарелок величину находят из уравнения:

,

где величина выражена в мН/м.

Для колпачковых тарелок можно найти с помощью графика рис. 28. С этой целью вначале необходимо подсчитать величину по выражению:

.

Затем, найдя по графику значение параметра , можно вычислить высоту сепарационного пространства из уравнения:

, м.

где величина выражена в кг/час.

Рис. 28. Зависимость коэффициента от параметра .

8.2. 2-й вариант расчета. Высота сепарационного пространства для колонн с колпачковыми тарелками

,

где K₅ - коэффициент вспениваемости, определяемый по табл. 9.

Для колонн с ситчатыми, ситчато-клапанными и клапанными тарелками Н_c, м:

,

для колонн с решетчатыми тарелками

,

где h₈, = Р₃/(9,81^. _ж).

Таблица 9.

Коэффициент вспениваемости K₅

Наименование системы	Наименование процесса	K5
Не пенящиеся Слабо пенящиеся Умеренно пенящиеся Сильно пенящиеся Очень сильно пенящиеся Стойкая пена	Ректификация нефти, газообразных углеводородов кроме метана и этана Фторсодержащие системы (фреон) Атмосферная переработка нефти, углеводородные абсорбенты и десорберы, аминовые и гликолевые регенераторы Вакуумная перегонка мазута, аминовые и гликолевые абсорберы, глицерин, деметанизаторы Разделение метилэтилкетонов Очистка средств протравки, моющих средств	1,0 0,9 0,85 0,75 0,6 0,15

Если H_с < 0,02, необходимо увеличить расстояние между тарелками Н. Если увеличить расстояние между тарелками невозможно, прекратить расчет: требуемое расстояние между тарелками превышает допустимое.

Межтарельчатый унос жидкости для колонн для колонн с колпачковыми тарелками:

;

- с ситчатыми, ситчато-клапанными и клапанными тарелками:

;

- для колонн с жалюзийно-клапанными тарелками:

;

- для колонн с решетчатыми тарелками:

.

Вспомогательный комплекс А₆ при F >1,65 и > 0,00417 принять А₆ = 0,0079, при F > 1,65 и < 0,00417 А₆ = 1,638^.. .

При F < 1,65 унос не рассчитывают, поскольку в этом случае необходима установка отбойников. При q_ж < 0,1 и F > 1,8 установка отбойников также необходима.