Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Сумма hп и Hс.п. представляет собой расстояние между тарелками.
|
|
hв и hн принимают из конструктивных соображений. Обычно величину hн принимают равной 1-1, 5 D. Величина hв зависит от конструкции оросителей и брызгоуловителей.
Высота сепарационного пространства Hс.п служит для снижения влияния на процесс явления брызгоуноса. Принимают, что допустимая величина брызгоуноса е не должна превышать 0, 1 кг жидкости на 1 кг газа.
Для расчета величины уноса с различных тарелок предложено следующее уравнение
(37)
где f – поправочный множитель, учитывающий свойства жидкости и равный 0, 0565(rж/s) 1, 1, s - поверхностное натяжение, мН/м.
В таблице 6 приведены значения А и показателей степеней n и m.
Таблица 6
| Тарелки | А | т | п |
| Провальные Клапанные и балластные | 1, 4× 10-4 6, 5× 10-5 | 2, 56 2, 15 | 2, 56 2, 5 |
Высоту пены hп на провальных тарелках можно определить посредством следующих уравнений:
при В < 2, 95 
(38)
при В =2, 95¸ 10 
(39)
при В > 10 
(40)
где Fr – критерий Фруда, рассчитанный по скорости газа в отверстиях w¢ 0 (м/с) и высоте пены hп (м)
(41)
С – безразмерная величина:
(42)
где U – плотность орошения, которую можно найти как 
, м3/м2с; s - поверхностное натяжение, Н/м.
Уравнения (38)-(40) применимы при d = 3 мм. Для тарелок при одновременном j< 0, 15 и d < 6 мм при любом В расчет ведут по уравнению (39). Для тарелок при одновременном j > 0, 3 и d > 12 мм(дырчатые тарелки) или d > 6 мм(решетчатые тарелки) и при любом В расчет ведут по уравнению (40).
Расстояние между тарелками можно определить исходя из следующего условия:
(43)
где Dр – гидравлическое сопротивление тарелки, Н/м2.
Обычно, расстояние между тарелками составляет 0, 2-0, 6 м, но в настоящее время стремятся уменьшить это расстояние.
Число единиц переноса n0 на тарелку определяется в зависимости от чисел переноса для газовой п1 и для жидкой п2 фазы по уравнению:
(44)
где k – тангенс угла наклона линии равновесия; l – удельный расход поглотителя.
Значения п1 и п2 можно найти по формулам:
(45)
(46)
Высоту пены на провальных тарелках можно определить по формулам (38)-(42). Для других типов тарелок п1 и п2 определяют по формулам:
для колпачковых тарелок
(47)
(48)
для ситчатых тарелок
(49)
(50)
где Dрж – сопротивление жидкости на тарелке, Н/м2; Sт - рабочая площадь тарелки, м2; S - площадь сечения колонны, м2; U - плотность орошения, м3/м2× с; w0 - скорость газа в свободном сечении колонны, м/с.
По п0 определяем относительный коэффициент извлечения Е по формуле
(51)
Число действительных тарелок находим графически.
 |
С известным приближением можно считать, что жидкость на тарелке полностью перемешана, т. е. имеет во всех точках одинаковый состав X. Тогда изменение состава газа на тарелке изобразится на Y - Х -диаграмме (рис.7) вертикальным отрезком MN, равным (У—У"), где У и У' - концентрации компонента в газе на входе в тарелку и выходе из нее. Равновесная концентрация У* также постоянна на тарелке и изображается точкой Q, лежащей на пересечении продолжения отрезка MN с линией равновесия ОС. Относительный коэффициент извлечения, представляющий собой отношение количества поглощенного на тарелке компонента к количеству, поглощенному при достижении равновесия между газом и находящейся на тарелке жидкостью, будет равен
.
Исходя из изложенного, число тарелок можно найти графически следующим путем. Определив Е из формулы (51), проводят на У-Х -диаграмме ряд вертикальных прямых M1Q1, M2Q2 и т. д. и делят эти отрезки между рабочей линией и линией равновесия в отношении 
= Е. Через найденные при этом точки N1, N2 и т. д. проводят линию EF, называемую кинетической кривой. Далее, начиная от точки А, соответствующей составу газа и жидкости на входе в аппарат, вписывают между рабочей линией и кинетической кривой ступенчатую линию из вертикальных и горизонтальных отрезков, как показано на рис. 7. Число вертикальных отрезков этой ступенчатой линии между начальным и конечным составами газа Ун и Ук равно числу тарелок, необходимому для достижения заданного изменения состава газа.
Гидравлическое сопротивление. Гидравлическое сопротивление барботажных тарелок Dр складывается из сопротивления сухой тарелки Dр1, сопротивления столба жидкости на тарелке Dр2 и сопротивления Dр3, обусловленного силами поверхностного натяжения жидкости.
(52)
Сопротивление сухой тарелки
(53)
где z - коэффициент сопротивления.
Сопротивление столба жидкости на колпачковой тарелке (при полном открытии прорезей):
(54)
на ситчатой тарелке
(55)
где k – отношение плотности пены к плотности чистой жидкости (при расчетах принимают k = 0, 5); е - расстояние от верхнего края прорезей до сливного порога, м; l - высота прорези, м; Dh - высота уровня жидкости над сливным порогом, м; hпорога - высота сливного порога, м.
Высота сливного порога составляет 20-27 мм. Высоту уровня жидкости над сливным порогом Dh определяют по формуле
(56)
где Qж – объемный расход жидкости, м3/с; П – периметр сливной перегородки, м.
Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:
(57)
где d – диаметр отверстия в ситчатой тарелке или эквивалентный диаметр прорези в колпачковой тарелке, м; s - поверхностное натяжение, Н/м.
Сопротивлением сил поверхностного натяжения в колпачковых тарелках обычно можно пренебречь.
Для провальных тарелок величину k можно определить по формуле:
(58)
Сопротивление столба жидкости на провальной тарелке определяется по формуле:
(59)
Сопротивления Dр3 и Dр1 для провальных тарелок определяются по формулам (53) и (57).