9.1 Укрепляющая часть

В результате расчета переливного устройства определяются размеры наиболее узкого сечения перелива и проверяются высота слоя жидкости в сливном устройстве, вылет ниспадающей струи жидкости и время пребывания жидкости в переливе.

Сопротивление жидкости перетоку определяется из уравнения (62):

мм ст. ж.

Тогда высота светлого слоя жидкости по уравнению (63) будет равна:

мм ст. ж.

При значении жидкостной нагрузки менее 65 м³/м ч и слабой интенсивности пенообразования относительную плотность вспененной жидкости можно принять равной 0,6 [2].

Тогда высота вспененного слоя жидкости по формуле (64) будет равна:

мм ст. ж.

Проверяем, верно ли неравенство (59):

119,73 < 600 + 71,84, следовательно, первое условие нормальной работы тарелки выполняется.

Величину вылета ниспадающей струи определяют по уравнению (65):

мм.

Ширина переливного устройства при данном диаметре колонны составит 320 мм.

Проверяем, верно ли неравенство (60):

70,19 < 0,6 ·320, следовательно, второе условие нормальной работы тарелки выполняется.

Объем перелива рассчитывается по формуле (67):

м³.

Допустимое время пребывания жидкости в переливе определяется по формуле (68):

с.

Проверяем, верно ли неравенство (61):

38,91 > 4,8, следовательно, третье условие нормальной работы тарелки выполняется.

9.2 Исчерпывающая часть

Проверка устойчивости работы исчерпывающей части выполняется аналогично укрепляющей части.

Сопротивление жидкости перетоку определяется из уравнения (62):

мм ст. ж.

Высота светлого слоя жидкости по уравнению (63) будет равна:

мм ст. ж.

Тогда высота вспененного слоя жидкости по формуле (64) будет равна:

мм ст. ж.

Проверяем, верно ли неравенство (59):

135,56 < 600 + 81,33, следовательно, первое условие нормальной работы тарелки выполняется.

Величину вылета ниспадающей струи определяют по уравне- нию (65):

мм.

Ширина переливного устройства при данном диаметре колонны составит 320 мм.

Проверяем, верно ли неравенство (60):

98,87 < 0,6 ·320, следовательно, второе условие нормальной работы тарелки выполняется.

Объем перелива рассчитывается по формуле (67):

м³.

Допустимое время пребывания жидкости в переливе определяется по формуле (68):

с.

Проверяем, верно ли неравенство (61):

13,58 > 4,62, следовательно, третье условие нормальной работы тарелки выполняется.

Таким образом, и для укрепляющей и для исчерпывающей частей колонны все три условия выполняются. Следовательно, колонна будет работать в нормальном гидродинамическом режиме, без захлебывания.

10 Расчет высоты колонны

Принимаем, что в колонне 2 секции тарелок, каждая секция содержит по 14 тарелок.

Расстояние между тарелками в местах установки люков 0,8 м.

Обычно принимается, что высота верха колонны равна: ,

где – диаметр колонны, м.

Н_в = 0,8 ·1,6 = 1,28 м.

Так же принимается, что высота куба колонны равна: ,

где – диаметр колонны, м.

Н_к = 1,5 ·1,6 = 2,4 м.

.Принимаем высоту опоры равной 2,5 м.

Таким образом, общая высота колонны по формуле (49) составит:

Н = 1,28 + 2,4 + (2 - 1)· 0,8+(2 - 1) ·(1,0 - 0,6) + 2,5 = 24,12 м.

В результате расчета получены следующие характеристики ректификационной колонны:

- диаметр колонны – 1,6 м;

- высота – 24,12 м;

- тип тарелок – однопоточные клапанные;

- общее число тарелок – 29 шт.;

- расстояние между тарелками – 0,6 м.