4.2.2.3. Вибір відстані між тарілками й визначення висоти абсорбера

Відстань між тарілками складається з висоти барботажного шару (піни) h_n і висоти сепараційного простору h_c:

h = h_n + h_c (4.84)

Висоту сепараційного простору розраховують, виходячи з допустимого бризко виносу з тарілки, який приймають 0,1 кг рідини на 1 кг газу. В [9] рекомендовані розрахункові рівняння для визначення бризко виносу е (кг/кг) з тарілок різних конструкцій. Так, для провальних і клапанних тарілок

e = Af w^m / (4.85)

де f - множник, який ураховує властивості рідини; він дорівнює

0,565 (ρ_х / σ) ^1,1; σ - в мН/м; w – фіктивна швидкість газу в колонні; коефіцієнт А і показники степені m і n приведені нижче:

Таблиця 4.6

Тарілка А m n

Провальна (дірчата,

решітчаста, хвиляста) 1,4٠10^-4 2,56 2,56

Клапанна й баластна 8,5٠10^-5 2,15 2,5

Для тарілок інших конструкцій, бризко виніс розраховують за рівняннями:

• для ситчастих тарілок

е = 0,000077 (73 / σ) (w / h_с)^3,2; (4.86)

• для ковпачкових тарілок

3600Е (4.87)

де Е – маса рідини, яка виноситься з 1 м² робочої площі січення колони (за відрахуванням переливного пристрою), кг/(м²٠с); µ_х – в мПа٠с; σ – в мН/м.

Графічна залежність функції (4.87) приведена на рис. 4.6.

Приймаючи допустимий бризко виніс 0,1 кг рідини на 1 кг газу, з рівнянь (4.85) – (4.87) визначають висоту сепараційного простору для тої чи іншої тарілки. Далі за рівнянням (4.84) визначають відстань між тарілками й вибирають найближчу за стандартом.

Відстань між тарілками стальних колонних апаратів слід вибирати з ряду: 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200.

Рис. 4.6. Графік для визначення виносу на ковпачкових тарілках

Висота тарілчастої частини абсорбера

Н_т = (n – 1)h. (4.88)

Загальна висота абсорбера

Н = Н_т + h_в + h_н, (4.89)

Н = Н_т + h_в + h_н, (4.89)

де h_в – відстань від верхньої тарілки до кришки абсорбера, м і h_н – відстань між днищем абсорбера й нижньою тарілкою, які приймаються з конструктивних міркувань (звичайно, h_н приймають (1÷1,5)d).

4.2.3. Гідравлічний опір тарілок абсорбера

Гідравлічний опір тарілок абсорбера визначається згідно залежності [7]:

ΔР_а = n ΔР (4.90)

Повний гідравлічний опір однієї тарілки ΔР визначається трьома складовими:

ΔР = ΔР_с + ΔР_п + ΔР_у (4.91)

Гідравлічний опір сухої тарілки

, (4.92)

де w₀ – швидкість газу в отворах тарілки (прорізах ковпачка, щілинах та інших елементах тарілки, через які проходить газ), м/с

Значення коефіцієнтів опору сухих тарілок різних конструкцій приведені нижче [7, 9]:

Таблиця 4.7

Тарілка ξ

Ковпачкова 4,0 - 5,0

Клапанна 3,6

Сітчаста 1,1 -2,0

Провальна із щілинними отворами 1,4 -1,5

Гідравлічний опір газорідинного шару (піни) на тарілці

ΔP_n = gρ_xh₀; (4.93)

Гідравлічний опір, обумовлений силами поверхневого натягу

ΔP_σ = 4σ/d_e, (4.94)

де - d_e - еквівалентний діаметр отвору або щілини в тарілці, м; σ - поверхневий натяг рідини, н/м.

Для ковпачкових тарілок d_e=4f_пр/П (f_пр – площа одного прорізу, м²; П – змочений периметр прорізу, м.). Параметри ковпачків див. Табл.5.1.1. додатку5.1.

Отже, після розрахунку ΔР_с, ΔР_п і ΔР_у визначають повний гідравлічний опір однієї тарілки ΔР і далі гідравлічний опір всіх тарілок за рівнянням(4.90).