Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КП по ИЗА иГ.doc ПО К.Р.ЛОВИНЕЦКАЯ.doc
Скачиваний:
40
Добавлен:
02.05.2015
Размер:
493.57 Кб
Скачать

Сумма hп и Hс.П. Представляет собой расстояние между тарелками.

hв и hн принимают из конструктивных соображений. Обычно величину hн принимают равной 1-1,5 D. Величина hв зависит от конструкции оросителей и брызгоуловителей.

Высота сепарационного пространства Hс.п служит для снижения влияния на процесс явления брызгоуноса. Принимают, что допустимая величина брызгоуноса е не должна превышать 0,1 кг жидкости на 1 кг газа.

Для расчета величины уноса с различных тарелок предложено следующее уравнение

(37)

где f – поправочный множитель, учитывающий свойства жидкости и равный 0,0565(ж/)1,1, - поверхностное натяжение, мН/м.

В таблице 6 приведены значения А и показателей степеней n и m.

Таблица 6

Тарелки

А

т

п

Провальные

Клапанные и балластные

1,410-4

6,510-5

2,56

2,15

2,56

2,5

Высоту пены hп на провальных тарелках можно определить посредством следующих уравнений:

при В2,95 (38)

при В2,9510 (39)

при В10 (40)

где Fr – критерий Фруда, рассчитанный по скорости газа в отверстиях 0 (м/с) и высоте пены hп (м)

(41)

С – безразмерная величина:

(42)

где U – плотность орошения, которую можно найти как , м32с; - поверхностное натяжение, Н/м.

Уравнения (38)-(40) применимы при d = 3 мм. Для тарелок при одновременном 0,15 и d6 мм при любом В расчет ведут по уравнению (39). Для тарелок при одновременном > 0,3 и d > 12 мм (дырчатые тарелки) или d > 6 мм (решетчатые тарелки) и при любом В расчет ведут по уравнению (40).

Расстояние между тарелками можно определить исходя из следующего условия:

(43)

где р – гидравлическое сопротивление тарелки, Н/м2.

Обычно, расстояние между тарелками составляет 0,2-0,6 м, но в настоящее время стремятся уменьшить это расстояние.

Число единиц переноса n0 на тарелку определяется в зависимости от чисел переноса для газовой п1 и для жидкой п2 фазы по уравнению:

(44)

где k – тангенс угла наклона линии равновесия; l – удельный расход поглотителя.

Значения п1 и п2 можно найти по формулам:

(45)

(46)

Высоту пены на провальных тарелках можно определить по формулам (38)-(42). Для других типов тарелок п1 и п2 определяют по формулам:

для колпачковых тарелок

(47)

(48)

для ситчатых тарелок

(49)

(50)

где рж – сопротивление жидкости на тарелке, Н/м2; Sт - рабочая площадь тарелки, м2; S - площадь сечения колонны, м2; U - плотность орошения, м32с; 0 - скорость газа в свободном сечении колонны, м/с.

По п0 определяем относительный коэффициент извлечения Е по формуле

(51)

Число действительных тарелок находим графически.

Сизвестным приближением можно считать, что жидкость на тарелке полностью перемешана, т. е. имеет во всех точках одинаковый составX. Тогда изменение состава газа на тарелке изобразится на Y-Х-диаграмме (рис.7 ) вертикальным отрезком MN, равным (У—У"), где У и У' - концентрации компонента в газе на входе в тарелку и выходе из нее. Равновесная концентрация У* также постоянна на тарелке и изображается точкой Q, лежащей на пересечении продолжения отрезка MN с линией равновесия ОС. Относительный коэффициент извлечения, представляющий собой отношение количества поглощенного на тарелке компонента к количеству, поглощенному при достижении равновесия между газом и находящейся на тарелке жидкостью, будет равен .

Исходя из изложенного, число тарелок можно найти графически следующим путем. Определив Е из формулы (51),проводят на У-Х-диаграмме ряд вертикальных прямых M1Q1, M2Q2 и т. д. и делят эти отрезки между рабочей линией и линией равновесия в отношении =Е. Через найденные при этом точки N1, N2 и т. д. проводят линию EF, называемую кинетической кривой. Далее, начиная от точки А, соответствующей составу газа и жидкости на входе в аппарат, вписывают между рабочей линией и кинетической кривой ступенчатую линию из вертикальных и горизонтальных отрезков, как показано на рис. 7. Число вертикальных отрезков этой ступенчатой линии между начальным и конечным составами газа Ун и Ук равно числу тарелок, необходимому для достижения заданного изменения состава газа.

Гидравлическое сопротивление. Гидравлическое сопротивление барботажных тарелок р складывается из сопротивления сухой тарелки р1, сопротивления столба жидкости на тарелке р2 и сопротивления р3, обусловленного силами поверхностного натяжения жидкости.

(52)

Сопротивление сухой тарелки

(53)

где - коэффициент сопротивления.

Сопротивление столба жидкости на колпачковой тарелке (при полном открытии прорезей):

(54)

на ситчатой тарелке

(55)

где k – отношение плотности пены к плотности чистой жидкости (при расчетах принимают k = 0,5); е - расстояние от верхнего края прорезей до сливного порога, м; l - высота прорези, м; h - высота уровня жидкости над сливным порогом, м; hпорога - высота сливного порога, м.

Высота сливного порога составляет 20-27 мм. Высоту уровня жидкости над сливным порогом h определяют по формуле

(56)

где Qж – объемный расход жидкости, м3/с; П – периметр сливной перегородки, м.

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

(57)

где d – диаметр отверстия в ситчатой тарелке или эквивалентный диаметр прорези в колпачковой тарелке, м; - поверхностное натяжение, Н/м.

Сопротивлением сил поверхностного натяжения в колпачковых тарелках обычно можно пренебречь.

Для провальных тарелок величину k можно определить по формуле:

(58)

Сопротивление столба жидкости на провальной тарелке определяется по формуле:

(59)

Сопротивления р3 и р1для провальных тарелок определяются по формулам (53) и (57).