2.4. Діаметр абсорбційної колони
Діаметр апарата, як тарілчастого, так і насадкового, визначають по приведеній швидкості газу, користуючись відомим рівнянням
,
(2.49)
де
Vy – об’ємна витрата газу, м3/с;
W – приведена швидкість газу, м/с.
Для тарілчастого апарата W розраховують по формулі
,
(2.50)
де
С – коефіцієнт, який залежить від конструкції тарілок, відстані між тарілками і робочого тиску в колоні (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Значення коефіцієнта С при атмосферному тиску [3]:
А, Б – ковпачкові тарілки з круглими ковпачками; В – ситчасті тарілки.
Для насадкового апарата W знаходять наступним чином. Спочатку розраховують приведену швидкість захлинання Wз (інверсії фаз) по рівнянню Бейна - Хоугена
,
(2.51)
де
Wз – приведена швидкість газу при захлинанні, м/с;
a – питома поверхня насадки, м2/м3;
ε – вільний об’єм насадки, м3/м3;
μх – динамічний коефіцієнт в’язкості рідини, мПа·с;
L, G – масові витрати рідини і газу, кг/с;
b і c – емпіричні коефіцієнти, які залежать від процесу масопередачі і типу насадки; для процесу абсорбції і насадки із кілець b=0,022, c=1,75 і насадки із сідел "Інталокс" b=0,26, c=1,75.
Величини a і ε вибирають з таблиці 6 Додатку 3.
Далі визначають W
при плівковому режимі
(2.52)
або при режимі підвішування
.
(2.53)
2.5. Гідравлічний опір тарілчастої колони
Повний опір колони визначається по рівнянню
,
(2.54)
де
ΔРт – гідравлічний опір тарілки, Па.
Загальний опір тарілки складається з трьох складових:
,
(2.55)
де
– опір
сухої тарілки, Па;
– опір,
який визначається силами поверхневого
натягу, Па,
– опір,
який визначається статичним шаром
рідини на тарілці, Па.
2.5.1. Гідравлічний опір ситчастої тарілки
Опір сухої ситчастої тарілки (див. рис.1 Додатку 3) розраховують по рівнянню
,
(2.56)
де
Wo – швидкість газу в отворах тарілки, м/с;
ζо – коефіцієнт опору, який залежить від вільного перетину тарілки f3. Вільний перетин тарілки визначається як відношення площі всіх отворів до загальної площі перетину колони в процентах. При f3=7÷10% ζо=1,82, і при f3=15÷20% ζо=1,45.
визначається з рівняння
,
(2.57)
де
do – діаметр отворів, м;
σ – поверхневий натяг, Н/м.
Для визначення статичного опору рідини на тарілці можна рекомендувати залежність
,
(2.58)
де
К – відношення густини піни до густини рідкої фази, рекомендується К=0,5;
hпер – висота переливу, м;
Vx – витрата рідкої фази, м3/год;
l2 – периметр зливу (довжина зливного борту), м;
m – коефіцієнт витрати рідини через перелив.
При
інтенсивності потоку
–
m=6400; якщо
– m=10000.
Після визначення гідравлічного опору тарілки рекомендується перевірить достатність прийнятої висоти h між тарілками по співвідношенню
.
(2.59)