4.3 Определение диаметра и высоты аппарата

Для расчета диаметра абсорбера служит следующее уравнение [2] (49):

14014\* MERGEFORMAT (.)

где V_см ‑ объемный расход газовой смеси при условиях абсорбции, м³/с;

 ‑ скорость газовой смеси по аппарату, м/с.

Предельную скорость газа для колпачковых тарелок тарелок рассчитаем по [1] формула (5.35):

15015\* MERGEFORMAT (.)

где _x, _у – плотности соответственно жидкой и газообразной фаз, кг/м³;

d_к ‒ диаметр колпачка, м;

h_к ‒ высота колпачка, м.

Для определения плотности газа при температуре, отличной от нормальной, служит уравнение [5] (2.8):

16016\* MERGEFORMAT (.)

где ₀ ‑ плотность газа при 273К, кг/м³;

Т ‑ температура процесса, К.

Плотность воздуха при Т₀=273 К равна 1,295 кг/м³ [3], таблица V. Температура процесса согласно заданию на проектирование равна Т=291 К.

Плотность брома при нормальных условиях равна кг/м³ [3], таблица V. При условиях абсорбции согласно формуле (4.17):

Плотность газовоздушной смеси считаем по средней концентрации брома в аппарате

17017\* MERGEFORMAT (.)

Аналогично рассчитаем молекулярную массу газовой смеси. Молярная масса брома , воздуха ‒ [3].

Плотность жидкой смеси при температуре 291 К (содержанием брома в воде пренебрегаем) равна _x=1000 кг/м³ [3]. Примем диаметр и высоту колпачка в тарелке равными соответственно d_к=0,080 м и h_колп=0,050 м [8]. По формуле (4.16) определим предельную допустимую скорость газа в колонне:

По рассчитанной предельной скорости газа определяется диаметр абсорбера по формуле (4.15).

Рассчитанный диаметр колонного аппарата приводится к стандартизованным размерам. Ближайший стандартный диаметр колонного цельносваренного аппарата, используемого в химической промышленности, составляет 0,6 м [8], т.2 с.880. Для колонны D=1400 мм выбираем колпачковую однопоточную тарелку ТСК-I [8] с.643. Конструктивные параметры выбранной тарелки приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Технологическая характеристика тарелки

Параметр	Значение
Диаметр колонны D, мм	1400
Свободное сечение колонны Fсв, м2	1,54
Относительное свободное сечение тарелки Fc, %	16,2
Периметр слива Lc, м	1,09
Сечение перелива, м2	0,198
Относительная площадь прохода паров Fотн, %	10,5
Длина линии барботажа b, м	15,4

Определим рабочую скорость газа, исходя из стандатизованного диаметра.

Скорость пара в рабочем сечении тарелки:

18018\* MERGEFORMAT (.)

Исходя из полученных величин, принимаем стандартное расстояние между тарелками равное h=400 мм [4]. КПД колпачковой тарелки согласно данным приведенным в [4] равен 0,8. Тогда действительное число тарелок

Количество тарелок необходимо округлить в большую сторону до ближайшего четного числа [3]. Принимаем N = 14.

Высоту тарельчатой части колонны H_Т, м, в аппарате определяем по уравнению:

Высота основания колонны Н_осн=2000 мм, куба – Н_куба=2800 мм, верхней части колонны – Н_верх=1100 мм [8] с.878.

Высота колонны составит: