Последовательность расчета тарельчатого абсорбера

Определение расхода абсорбента

См. п. 4.1 раздела 4 «Определение количества поглощаемого сернистого газа».

Определение диаметра колонны

Диаметр абсорбера находят из уравнения расхода (3.5). Для этого задаются расстоянием между тарелками (h_мт) согласно рекомендациям [6,

с. 208-209]. Расстояние между тарелками стальных колонных аппаратов

следует выбирать из ряда: 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900,

1000, 1200 мм [6, с. 209].

Определяют скорость газового потока

(5.1)

где С – коэффициент, зависящий от типа тарелок и расстояния между тарелками определяется по графику 7.2 [8, с. 323] или по приложению Г данного пособия; ρ _х – плотность жидкости, кг / м ³; ρ _у – плотность газового потока, кг / м ³.

По расходу G_y и скорости w определяют D_к по формуле (3.5). Выбирают по каталогу [4; 5] стандартную колонну с ближайшим наибольшим диаметром и уточняют рабочую скорость газового потока. Выписывают основные характеристики колонны.

Гидравлический расчет

Гидравлический расчет сводится к определению гидравлического сопротивления тарелки Δ Р_т [8, с. 27–28, с. 354–355].

Сопротивление барботажной тарелки рассчитывают как сумму трех слагаемых:

(5.2)

где – сопротивление сухой тарелки; – сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения; – сопротивление газожидкостного слоя на тарелке.

Сопротивление сухой тарелки рассчитывается по формуле:

(5.3)

 

где ξ – коэффициент сопротивления, принимается из таблицы 3 согласно [8, с. 27–28]; – скорость газа в прорезях колпачка или в отверстиях тарелки, м/с; – плотность газа, кг/м³

Таблица 3

Коэффициент сопротивления для различных типов тарелок

Тип тарелки	ξ
Колпачковая	4,5–5,0
Ситчатая со свободным сечением отверстий 7–10 %	1,82
Ситчатая со свободным сечением отверстий 11–25 %	1,45
Решетчатая провальная	1,4–1,5

Сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения, определяется по формуле

(5.4)

где – поверхностное натяжение, Н/м; d_э – эвивалентный диаметр отверстия, м.

Эквивалентный диаметр отверстия для колпачковых тарелок рассчитывается по формуле

(5.5)

где – площадь свободного сечения прорези, м ²; П – периметр прорези, м.

Для ситчатых и дырчатых провальных тарелок эквивалентный диаметр равен диаметру отверстия, а для решетчатых провальных тарелок, d_э – удвоенной ширине щели.

Сопротивление газожидкостного слоя:

а) на колпачковой тарелке определяется по формуле

(5.6)

где g – ускорение силы тяжести, м/с ²; k – относительная плотность газо-жидкостного слоя (пены), при расчетах приближенно принимают приближенно k = 0,5;

– плотность жидкости, кг/м ³; l – расстояние от верхнего края прорезей до сливного порога, м (рис. 4); e – высота прорези, м; Δ h – высота уровня жидкости над сливным порогом, м.

Рис. 4. Схема колпачковой тарелки [8, с. 28]

б) на ситчатой тарелке (рис. 5) – по формуле

(5.7)

где – высота сливного порога, м.

Высота уровня жидкости над сливным порогом определяется по формуле истечения через водослив с учетом плотности пены:

(5.8)

где – объемный расход жидкости, м/с ³; П – периметр слива, м; k = 0,5 принимаем согласно [1, с. 28].

Примеры расчета ситчатой тарелки приведены в задачнике [8, с. 354–355] и в справочнике [9, с. 697].

Рис. 5 – Схема ситчатой тарелки [8, с. 354]

Проверяют принятое расстояние между тарелками h_мт по выражению [8,с.355]

(5.9)

Если условия не выполняются, принимают большее значение h_мт и повторяют расчет.