Absorberlarni hisoblash Reja

Tarelkali ustunlarni hisoblash gidravlik qarshilikni, ustun diametrini, plitalar sonini, absorber balandligini aniqlashga qisqartiriladi. Расчет тарельчатых колонн сводится к определению гидравлического сопротивления, диаметра колонны, числа тарелок, высоты абсорбера.
Tarelkaning turini tanlagandan so'ng, bug' yoki gazning ruxsat etilgan maksimal tezligi aniqlanadi. Uni hisoblash uchun, masalan, Kirschbaum tenglamasidan foydalanish mumkin:
(13.33)
Ustunning bo'sh qismidagi gaz (bug') tezligi (0,8...0,9) υ_прga teng deb qabul qilinadi.
Hozirgi vaqtda tarelkalar orasidagi masofani qisqartirish tendentsiyasi mavjud. Kerakli gidravlik zatvorni ta'minlaydigan tarelkalar orasidagi minimal masofa (13.15-rasm) nisbati bilan belgilanadi.
(13.34)
bu yerda: h_д — suyuqlik tezligini yaratish uchun zarur bo'lgan drenaj trubkasidagi suyuqlik ustunining balandligi, m высота столба жидкости в сливном патрубке, необходимая для создания скорости жидкости, м; h_з — высота столба жидкости в сливном патрубке, обеспечивающая гидравлический затвор, м; h₀ — расстояние от тарелки до нижнего края сливного патрубка, м.

Рис. 13.15. К расчету минимального расстояния между тарелками

Высота столба жидкости в сливном патрубке

(13.35)
bu yerda: υ_с — скорость жидкости в сливном патрубке, принимаемая обычно в пределах 0,02.. .0,06 м/с; — коэффициент сопротивления выхода; — коэффициент, выражающий сопротивление сливного патрубка.
В свою очередь, ₂ = _с,
bu yerda: λ — коэффициент гидравлического сопротивления; l_с — рабочая длина сливного патрубка (h_Д + h₃), м; d_с — диаметр сливного патрубка.
Высота h₃ уравновешивает перепад давления между тарелками. Следовательно,
(13.36)
bu yerda ρ_п — плотность пены в сливном патрубке, приближенно равная 0,5 ρ_ж.
Сопротивление ситчатой тарелки (в Па) может быть определено по уравнению
, (13.37)
bu yerda: р_с — сопротивление «сухой» тарелки; р₀ — перепад давления, необходимый для преодоления сил поверхностного натяжения; р_ж — сопротивление столба жидкости на тарелке.
Величина р₀ определяется по величине поверхностного натяжения жидкости
р₀ =4σ/d₀, (13.38)
bu yerda σ — поверхностное натяжение на границе фаз, Н/м; d ₀ — диаметр отверстия в тарелке, м.
Сопротивления р_с и р_ж могут быть вычислены по уравнениям, рекомендуемым проф. А. Н. Плановским:
(13.39)
, (13.40)
bu yerda: υ _о — tarelkaning teshiklarida gaz (bug ') oqimining tezligi, m/s; k=0,5 — tarelkadagi ko'pik zichligining suyuqlik zichligiga nisbat; h — drenaj chegarasi balandligi, m; - высота слоя небарботируемой жидкости у сливного порога, м;
(13.41)
здесь L — suyuqlikning massaviy sarfi, kg/s; — коэффициент расхода жидкости через сливную перегородку ( =6400... 10000); b — ширина сливной перегородки, м.
Гидродинамические соотношения, характеризующие работу колонн с колпачковыми тарелками, мало отличаются от соотношений для колонн со ситчатыми тарелками.
Гидравлическое сопротивление колпачковой тарелки определяется из равенства
(13.42)
bu yerda: _к — потери давления газового (парового) потока при проходе через колпачок, Па; _пр — потери давления при проходе газа (пара) через прорези, Па; _ж — сопротивление столба жидкости на тарелке, Па.
Сопротивление колпачка р_к с достаточной точностью можно определить, суммируя потери давления при преодолении местных сопротивлений, обусловленных сужением газовой струи и ее поворотами внутри колпачка. Минимальные гидравлические сопротивления обычно соответствуют равенству скоростей газового потока во всех сечениях колпачка
, (13.43)
bu yerda: d_п — диаметр патрубка, м; d_к — диаметр колпачка, м; h_к — высота расположения колпачка над патрубком, м.
Лучшие гидродинамические характеристики имеют колпачки, у которых диаметр равен 40...60 мм и площадь всех сечений паровых патрубков составляет 10... 15% площади поперечного сечения колонны.
Сопротивление колпачка может быть вычислено по формуле
(13.44)
bu yerda: v — скорость газа (пара) в патрубке, м/с; — сумма всех сопротивлений.
Сопротивление прорезей можно найти по уравнению
(13.45)
bu yerda: _пр= 1,5 — коэффициент местного сопротивления при проходе газа через прорезь; υ_пр — скорость газа (пара) в прорези, м/с; р₀ — сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения, Па.
В данном случае
, (13.46)
bu yerda: d_Г — гидравлический диаметр открытого отверстия прорези.
Сопротивление столба жидкости на колпачковой тарелке определяется по тому же уравнению, что и на ситчатой (13.35).
Диаметр абсорберов определяют по уравнению (4.1.69). Высоту тарельчатых абсорберов находят, зная число тарелок и расстояние между тарелками, по формуле
, (13.47)
bu yerda: h_г — расстояние между тарелками, м; п — число тарелок; h_в — расстояние от верхней тарелки до крышки абсорбера, м.
Число ступеней изменения концентрации (число тарелок) находят методами, изложенными в главе 4.1.
Коэффициенты массопередачи определяют по уравнениям (13.12) и (13.13).
Коэффициенты массоотдачи в газовой фазе в тарельчатых колоннах рассчитывают по следующим уравнениям, предложенным Г. П. Саламахой:
для колпачковых тарелок
; (13.48)
для ситчатых тарелок с переливными устройствами
; (13.49)
для ситчатых провальных тарелок
, (13.50)
bu yerda: We — критерий Вебера; . Здесь σ — поверхностное натяжение, Н/м; _ж — плотность жидкости, кг/м; h_ст — высота статического слоя жидкости на тарелке, м.
Линейным размером в критериях Nu_д.г и Re_г является капиллярная константа х, определяемая как

Для определения коэффициента массоотдачи в жидкой фазе может быть рекомендовано уравнение
(13.51)
В этом уравнении в критерий Re_ж подставляется скорость газа (пара) в свободном сечении колонны.