7.3. Определение диаметра абсорбера

Согласно [4, Т. 2, с. 882], для тарельчатых колонн (ситчатые тарелки) предварительно принимаем расстояние между тарелками h_мт = 300 мм (см. п. 5.2). Допустимую скорость газового потока определяем по формуле (5.1).

При температуре t = 10⁰ С плотность воды равна 998,5 кг/м³ [8, с. 512, таблица IV].

Для ситчатых тарелок при h_мт = 300 мм коэффициент С = 0,03 [8, с. 323, рисунок 7-2].

Средняя плотность газовой смеси определяется по формуле (4.10)

.

Определяем конечную концентрацию SO₂ в газовой смеси, выраженную в мольных долях, по уравнению (4.11)

.

Концентрации SO₂ в нижней и верхней части колонны будет определяться как: Тогда средние концентрации SO₂ и воздуха по формулам (4.12) и (4.13)

;

Средняя плотность газовой смеси определяется по формуле (4.14)

.

Подставляем полученные значения в формулу (4.10) и получаем

.

Средняя молекулярная масса газовой смеси определяется по формуле (4.15)

.

Расход газа определяется по формуле (4.16):

Допустимая скорость газового потока по формуле (5.1) составит

Тогда диаметр колонны по формуле (3.5)

.

По каталогу [4, Т. 2, с. 882 или 5, с. 5–10] подбираем стандартную колонну диаметром D'_к= 1600 мм. Тогда действительная скорость потока газа по выражению (4.19) составит

.

7.4. Гидравлический расчет

Согласно приложению 5.2 [6, с. 216], выбираем ситчатую тарелку типа ТСР. Техническая характеристика тарелки приведена в табл.8

Таблица 8

Техническая характеристика тарелок типа ТС-Р
Наименование параметра	Условное обозначение	Единицы измерения	Величина
1	2	3	4
Свободное сечение колонны	Fк	м2	2,01
Рабочее сечение тарелки	Fт	м2	1,834
Диаметр отверстия	d0	мм	4
Шаг между отверстиями	t	мм	8–15
Относительное свободное сечение тарелки	Fсв	%	14,7–4,06
Сечение перелива	Lс	м2	0,088
Относительная площадь перелива	Fп	%	4,4
Периметр слива	lсл	м	0,795
Высота переливного порога	hп	м	0,03

Полное гидравлическое сопротивление тарелки рассчитывается по уравнению (5.2)

,

где – сопротивление сухой тарелки; – сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения; – сопротивление газожидкостного слоя на тарелке.

Сопротивление сухой тарелки по уравнению (5.3)

,

Где ξ = 1,82 – коэффициент сопротивления неорошаемой ситчатой тарелки (принимается из таблицы 2); w₀– скорость газа в прорезях колпачка или в отверстиях тарелки,м/с; ρ_г – плотность газа, кг/ м³.

Определяем скорость газа в отверстиях тарелки по формуле

(7.2)

где F_т – рабочее сечение тарелки, м²; F_св – относительное свободное сечение тарелки, м².

Примем, что относительное свободное сечение тарелки в процентах от рабочего сечения тарелки равно 10 %. Тогда относительное свободное сечение тарелки в м² будет равно

. (7.3)

Скорость газа в отверстиях тарелки

.

Тогда сопротивление сухой тарелки

.

Сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения, определяется по выражению (5.4).

Согласно [8, с. 537], поверхностное натяжение воды –

σ = 73 · 10^–3 Н/м; d_э = 0,004 м – эквивалентный диаметр отверстия (для ситчатых тарелок эквивалентный диаметр d_э равен диаметру отверстия).

Сопротивление газожидкостного слоя на ситчатой тарелке определяется по формуле (5.6)

где h_п– высота сливного порога, м.

Величина Δh определяется по формуле (5.8)

где V_ж – объемный расход жидкостим³/с; l_сл – периметр слива, м; k = 0,5 [1, с. 24].

Объемный расход жидкости определяется по формуле (6.10)

;

.

Сопротивление газожидкостного слоя на ситчатой тарелке

.

Тогда полное гидравлическое сопротивление ситчатой тарелки составит:

Проверим, соблюдается ли расстояние между тарелками h = 0,3 м – необходимое для нормальной работы тарелок условие (5.9)

Так как 0,181 < 0,3, то вышеуказанное условие выполняется.