2) Определение скорости пара
Для ситчатых тарелок скорость пара находится по формуле:
(27)
где с – коэффициент, зависящий от конструкции тарелок и расстояния между тарелками, рабочего давления в колонне, нагрузки колонны по жидкости;
ρп – плотность пара, кг/м3;
ρж – плотность жидкости, кг/м3.
Оценим расстояние между тарелками:
hт>
м
(
=958
кг/м3)
По каталогу для колонных аппаратов с ситчатыми тарелками принимаем расстояние между тарелками hт = 300мм, находим значение коэффициента с для ситчатых тарелок, с = 0,030 [2, c.323].
(28)
При температуре tp = 100,4 0C определяем значения плотностей воды и уксусной кислоты:
ρА = 958 кг/м3,
ρВ = 958 кг/м3.
Тогда в верхнем сечении колонны:
кг/м3;
м/с.
Находим рабочую скорость в верхнем сечении:
’P
= (0,75-0,90)ω’,
’P = 0,8·1,13 = 0,90 м/с.
При температуре tW = 112 0C, определяем значения плотностей воды и уксусной кислоты:
ρА = 949 кг/м3,
ρВ = 936 кг/м3
Тогда в нижнем сечении колонны:
кг/м3;
м/с.
Находим рабочую скорость в верхнем сечении:
”P = (0,75-0,90) ”,
”P = 0,8·0,65 = 0,52 м/с.
3) Определение диаметра колонны в верхнем и нижнем сечении:
,
(29)
где
– диаметр колонны, м;
– секундный
объемный расход пара, м3/с;
– рабочая скорость
пара, м/с.
м.
м.
Полученные значения диаметров отличаются друг от друга больше, чем на 0,3 м, поэтому выбираем колонну с разными диаметрами в верхнем и нижнем сечениях.
По каталогу [3, c.216-217] принимаем: для верхнего сечения Dв=1200 мм, для нижнего – Dн=1600 мм.
4) Уточняем скорость:
.
(30)
м/с;
м/с
5) По каталогу [3, c.216-217] подбираем основные размеры колонны типа КСС с тарелками типа ТС-Р.
Таблица 3 – Основные размеры колонны
Техническая характеристика |
Для верхнего сечения |
Для нижнего сечения |
Диаметр, мм |
1200 |
1600 |
Высота сепарационной части hc, мм |
1000 |
1000 |
Высота кубовой части hк, мм |
2500 |
2500 |
Свободное сечение, м2 |
1,13 |
2,01 |
Рабочее сечение тарелки, м2 |
1,01 |
1,834 |
Относительное свободное сечение тарелки для диаметра отверстия d = 3 мм и шага между отверстиями t = 7…12 мм, % |
8,4…2,75 |
10,4…3,58 |
Сечение перелива, м2 |
0,06 |
0,088 |
Относительная площадь перелива, % |
5,3 |
4,4 |
Периметр слива Lc, м |
0,722 |
0,795 |
При 1200 < Dк < 3600 hт = 500 мм
2.7 Определение высоты рк
,
(31)
где
- высоты сепарационной и кубовой частей
колонн, мм;
- высота тарельчатой
части колонны, мм.
Т.к. Dк > 1200 мм, то
,
(32)
где n – число тарелок в колонне, n = 20;
hт – расстояние между тарелками, hт = 500 мм;
hл – расстояние между тарелками в месте установки люка, мм;
z – число люков.
По справочным данным принимаем hл=800 мм.
Рассчитаем число люков:
Расположение тарелок в колонне: 10 тарелок – люк – 10 тарелок.
мм,
тогда:
=
1000 + 2500 + 9800 = 13300 мм