4.4.4. Определение высоты насадки и высоты всей колонны
Подставляем все найденные значения в формулы (3.11) и находим высоту насадки
Высоту колонны в целом определяем по формуле (3.29)
где
hн
= 2,0
– высота нижней части колонны, м;
hв
=
1,0 – высота верхней части колонны, м,
принимается в зависимости от диаметра
колонны (таблица 1);
–
число разрывов между насадкой, шт.;
hр
= 0,4
– высота разрыва, м.
4.5 Гидравлическое сопротивление колонны с насадкой
Гидравлическое сопротивление насадочной колонны определяется по формуле
,
(4.31)
где
–
сопротивление орошаемой насадки, Па;
–
потеря давления на преодоление местных
сопротивлений в колонне, Па.
Сопротивление орошаемой насадки определяется по формуле [9, c. 685]:
,
(4.32)
где
A
–
коэффициент, который составляет 8,4 для
точки инверсии, когда
5,1
для
точки подвисания при
и
1,81 для точки торможения газа при
;
для других отношений значение А
можно
определить [9,
с.
685, рисунок X-15]; ωу
и
ωи
–
скорость рабочая и инверсии соответственно;
–
сопротивление сухой насадки на один
метр высоты, определяется по формуле
(4.33)
Так как λ= f (Re) , то при Re > 40 коэффициент λ будет определяться по формуле:
(4.34)
Сопротивление сухой насадки на один метр высоты составит:
Сопротивление орошаемой насадки для точки подвисания
Потеря давления на преодоление местных сопротивлений в колонне определяется по формуле:
(4.35)
где
–
потеря давления на преодоление местных
сопротивлений входа и выхода газового
потока в колонне;
–
потеря давления на преодоление местных
сопротивлений (два входа и два выхода
из насадки) (см. рис. 2).
Потеря давления на преодоление местных сопротивлений входа и выхода газового потока в колонне определяется по формуле
(4.36)
где ξ1– коэффициент внезапного расширения; ξ6 – коэффициент внезапного сужения; wг – скорость газового потока в подводящих и отводящих газопроводах, м/с.
Согласно [8, с. 17, таблица 1.1], скорость газового потока принимается в пределах wг = 5÷20. м/с. Принимаем wг= 10, м/с, тогда диаметр газопроводов по формуле (3.5)
По ГОСТ 8732-78 [4, Т. 1, с. 98] выбираем трубопровод со стандартным диаметром Dг = 400 мм.
Определяем Reг – критерий Рейнольдса в газопроводах по формуле
.
(4.37)
Отношение
площадей сечений газопровода и колонны
определяем
по выражению:
(4.38)
Определяем критерий Рейнольдса по формуле (4.37)
Коэффициенты
местных сопротивлений ξ находим по [8,
с. 520, таблица XIII], коэффициент внезапного
расширения ξ1
= 0,81 и коэффициент внезапного сужения
ξ6
= 0,45 принимаются в зависимости от
отношения
.
Тогда
потеря давления на преодоление местных
сопротивлений входа и выхода газового
потока в колонне составит
Потеря давления на преодоление местных сопротивлений – два входа и два выхода из насадки (рисунок 2) – рассчитывается по формуле:
(4.39)
где
–
коэффициент внезапного сужения при
входе в насадку;
–
коэффициент внезапного расширения при
выходе из насадки;
–
фактическая скорость газового потока
в насадке, м/с.
Фактическая скорость газового потока в насадке определяется по формуле
(4.40)
Определяем отношение площадей сечений насадки и колонны по выражению
(4.41)
Тогда
при отношении
=
0,74 коэффициент внезапного сужения при
входе в насадку ξ 2,
4=
0,8, коэффициент внезапного расширения
при выходе из насадки ξ 3,5
= 0,8 [9, с. 374–375].
Потеря давления на преодоление местных сопротивлений (два входа и два выхода из насадки) составит
По формуле (4.35) определяем потерю давления на преодоление местных сопротивлений в колонне
Тогда общее гидравлическое сопротивление насадочной колонны по формуле (4.31) будет равно:
Исходные данные (варианты)
Таблица 2
№ варианта |
Количество перерабатываемой смеси V, м3/с |
Начальная концентрация SO2 в смеси Н , масс. % |
Конечная концентрация SO2 в смеси к, масс.% |
Избыток абсорбента, % |
Давление абсорбции П, кПа.
|
Температура абсорбции t , 0С. |
Начальная концентрация SO2 в абсорбенте – Н масс. % |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1 |
1,6 |
6, 0 |
0,4 |
20 |
141,5 |
35 |
0 |
2 |
1,7 |
7,0 |
0,2 |
20 |
140,5 |
32 |
0 |
3 |
1,9 |
8,0 |
0,3 |
20 |
142,5 |
33 |
0 |
4 |
1,5 |
7,5 |
0,4 |
20 |
140,0 |
34 |
0 |
5 |
1,4 |
7,0 |
0,2 |
20 |
145,0 |
36 |
0 |
6 |
2,0 |
6,5 |
0,3 |
20 |
146,5 |
35 |
0 |
7 |
2,1 |
5,0 |
0,3 |
20 |
141,5 |
33 |
0 |
8 |
1,4 |
5,5 |
0,4 |
20 |
142,5 |
32 |
0 |
9 |
1,3 |
6,0 |
0,5 |
20 |
142,0 |
34 |
0 |
10 |
2,2 |
4,0 |
0,2 |
20 |
141,5 |
36 |
0 |
11 |
1,6 |
7,0 |
0,1 |
20 |
140,5 |
30 |
0 |
12 |
1,7 |
7,5 |
0,3 |
20 |
142,5 |
32 |
0 |
13 |
1,9 |
8,5 |
0,45 |
20 |
140,0 |
31 |
0 |
14 |
2,0 |
9,0 |
0,35 |
20 |
145,0 |
30 |
0 |
15 |
2,1 |
9,5 |
0,35 |
20 |
146,5 |
28 |
0 |
16 |
1,8 |
5,0 |
0,4 |
20 |
141,5 |
29 |
0 |
17 |
1,7 |
6,0 |
0,5 |
20 |
142,5 |
32 |
0 |
Продолжение таблицы 2
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
18 |
1,3 |
6,5 |
0,6 |
20 |
142,0 |
30 |
0 |
19 |
1,5 |
8,0 |
0,3 |
20 |
143,0 |
35 |
0 |
20 |
1,6 |
7,0 |
0,35 |
20 |
141,5 |
34 |
0 |