Технологический расчет мфа-гп 365.04.01.000тр

Т=25^оС;

Р=7,5 МПа;

_в=1000 кг/м³;

_д=1120 кг/м³;

Q₀=5,810⁶ м³/сут;

Х₁=99,3%;

Х₂ 96,2%;

1. Определение числа теоретических тарелок.

Влагосодержание газа:

W=(0,457/P)exp(0,0735t-0,00027t²)+0,0418exp(0,054t-0,0002t²);

W =0,06093exp(0,0735298-0,00027298²)+0,0418exp(0,054298-0,0002298²)=0,46 г/м³.

W=0,06093exp(0,0735253-0,00027253²)+0,0418exp(0,054253-0,0002253²)=0,026 г/м³.

КПД контактно-сепарационных тарелок =0,6. Число рабочих тарелок:

n=n_т/=1,52/0,6=5 шт

2. Расчет фильтрующей секции. Количество фильтрующих патрубков n_ф=54.

Площадь поверхности фильтр-патрона:

f_ф=d^н_фl=3,140,1051,1=0,363 м²;

где d^н_ф=0,105 м - наружный диаметр фильтр-патрона;

l=1,1 м - длина боковой поверхности фильтр-патрона.

Свободное сечение между фильтр-патронами:

F_cв=0,785[D²- n_ф(d^н_ф)²]=0,785[1,2²-540,105²]=0,663 м²;

где D=1,2 м - диаметр тарелки или внутренний диаметр МФА.

Скорость фильтрации газа

W_ф=К_ф(g²(_ж–_г)/_г²)^0,25=0,076(9,873,310^-3(1000-74,06)/74,06²)^0,25=0,078 м/с.

Площадь фильтрации

F_ф=f_фn_ф=0,36354=19,59 м².

Объемная производительность фильтр-патронов:

Q=W_фF_ф86400(Р+Р_о)Т_оz_o/(P_оТz)=0,07819,59864007,6273/(0,12980,876)=

=10367566 м³/сут;

где z, z_о - коэффициенты сверхсжимаемости газа при Р_р=1 и Р=0,1013 МПа, t=0⁰С.

Секундная объемная производительность фильтр-патронов в рабочих условиях:

q_сф=QTP_oz/(86400(P+P_o)T_o)=103675662980,10,876/(864007,6273)=1,509 м³/с.

Скорость в свободном сечении аппарата на верхнем срезе фильтр-патронов:

W_св=q_сф/F_св=1,509/0,663=2,276 м/с.

Уточненная скорость фильтрации:

W_ф=К_ф(g²(_ж–_г)/_г²)^0,25=1,03(9,873,310^-3(1000-74,06)/74,06²)^0,25=0,085 м/с.

Максимальная объемная производительность фильтрующей секции:

Q_max=W_фF_ф86400(Р+Р_о)Т_оz_o/(P_oTz)=0,08519,59864007,6273/(0,12980,876)=

=11310695 м³/сут.

Гидравлическое сопротивление фильтрующей секции

P_ф=_ф(W_д²_г/2g)=20(8,029²74,060,5/9,81)=4867,1 мм.вод.ст;

где _ф=20 - коэффициент сопротивления фильтр-патронов;

W_д — действительная скорость газа в фильтр-патронах,

W_д=q_max/F_ф^в=1,668/0,208=8,029 м/с;

Максимальная секундная объемная производительность фильтр-патронов при рабочих условиях:

q_max=Q_maxP_oTz/(86400(Р+Р_о)Т_оz_o)=113106950,12930,876/(864007,6273)=1,668 м³/с;

Суммарная площадь сечения отверстий фильтр-патронов:

F_ф^в=0,785(d^в_ф)²n_ф=0,7850,07²54=0,208 м²

d_ф^в=0,07 м - внутренний диаметр фильтр-патрона.

3. Расчет необходимого количества ДЭГа

Количество влаги, поглощаемое при осушке газа:

G_в=Q_max(W₁–W₂)10^-3/24=11310695(0,47-0,026)10^-3/24=207,3 кг/ч.

Необходимое количество регенерированного ДЭГа:

Q_РДЭГ=G_ВХ₂/(Х₁–Х₂)_д=207,395,8/[(99,3–95,8)1120]=5,067 м³/ч.

Q_D=1,25Q_РДЭГ=1,255,067=6,333 м³/ч.

4. Расчет массообменной секции.

Площадь поперечного сечения МФА:

F_k=0,785D²=0,7851,2²=1,13 м².

Допустимая скорость газа в контактно-сепарапионном элементе:

W_доп=Ф_доп/_г^0,5=30/74,06^0,5=3,486 м/с.

где Ф_ном=30 - номинальный фактор скорости газа в контактно-сепарапионном элементе.

Площадь сечения контактно-сепарационного элемента:

f_кс=0,785d_кс=0,7850,06=0,0028 м².

где d_KC=0,06 - внутренний диаметр контактно-сепарационных элементов на тарелке.

Расчетное число контактно-сепарационных элементов на тарелке:

n_кс=q_max/(f_ксW_доп)=1,668/(0,00283,486)=170 шт.

Объемная производительность массобменной секции:

Q_ном=W_допn_ксf_кс86400(Р+Р_o)T_oz_o/(P_oTz)=3,4861700,288647,6273/(0,12980,876)=

=11356130 м³/сут.

5. Определение сечения ситчатых и контактно-сепарационных тарелок.

Суммарная площадь сечения контактно-сепарационных элементов:

F_эл=n_ксf_кс=1700,0028=0,48 м².

Суммарная площадь отверстий ситчатой тарелки составляет 15% от F_к:

F_от.с=0,15F_к=0,151,13=0,1696 м².

6. Расчет гидравлического сопротивления тарелок:

Р_С=Р_сух+Р_ж=мм. вод. ст.

Гидравлическое сопротивление сухой сетчатой тарелки:

Р_СУХ=_с(W_ос²_г/(2g))=1,89,83674,06/19,6=657,3 мм. вод. ст;

где _с=1,8 - коэффициент сопротивления сухой ситчатой тарелки;

Скорость газа в отверстиях ситчатой тарелки:

W_ос=q_max/F_от.с=1,668/0,1696=9,836 м/с.

Потеря напора газового потока в слое жидкости на ситчатой тарелке

Р_ж=(h_п+h)'_ж=(50+21,37)1,12=79,93 мм. вод. ст;

где h_n=50 мм - высота сливной планки ситчатой тарелки;

_ж=_д/_в=1120/1000=1,12 - относительная плотность жидкости;

h=3,1L_v^2/3=3,118,09^2/3=21,37 мм - подбор жидкости над сливной планкой;

где L_V - объемная нагрузка по жидкости на единицу длины сливной планки,

L_V=Q_д/B=6,333/0,35=18,09 м³/мч.

В=0,35 - периметр слива.

Гидравлическое сопротивление контактно-сепарационной тарелки:

Р_кс=_кс(W_кс²_г/(2g))=103,47174,06/(19,6)=454,9 мм. вод. ст.

где _кс=10 - коэффициент сопротивления контактно-сепарационной тарелки;

W_kc - скорость газа в контактно-сепарационном элементе,

W_kc=q_max/F_эл=3,471/0,48=3,741 м/с.