Расчет абсобционной установки (стр. 3 из 6)

Скорость газа в интервале устойчивой работы можно определить по формуле:

, где

В-коэффициент, характеризующий работу решетчатой тарелки, принимаем В=8, е=2,72

d_экв -эквивалентный диаметр отверстия для щели тарелки, м

Для расчета допустимой скорости паров принимаем тарелку типа ТР ( ост 26-666-72) сталь углеродистая. d_экв =2*в=2*6=12 мм=0,012 м, s-ширина щели, s=4мм, F_с- свободное сечение тарелки, при шаге t=36мм, F_с=0,2м²/м² – принимаем относительно рассчитанного насадочного абсорбера с Д=2,6 м

Находим диаметр абсорбера:

м

Принимаем Д_станд =2,4 м

Определяем действительную скорость газа на тарелке:

м/с

Расчет светлого слоя жидкости на тарелке

Определим уточненное значение коэффициента В

Определяем плотность орошения

Определяем критерий Фруда

С-коэффициент, определяем по формуле

Находим высоту газожидкостного слоя для абсорбера Д_ст=2,4м, F_с=0,2м²/м²

Определяем газосодержание барботажного слоя

>0,5

Высота светлого слоя жидкости

Определим коэффициенты массоотдачи:

Выразим

в выбранной для расчета размерности:

кг/м²с

Выразим

в выбранной для расчета размерности:

кг/(м²с)

Коэффициент массопередачи:

кг/м²с

Определяем число тарелок в абсорбере

Суммарная поверхность тарелок равна:

м²

Определяем площадь одной тарелки,

-доля рабочей площади тарелки

Требуемое число тарелок равно:

тарелки, принимаем n=8 шт

Определяем расстояние между тарелками

Определяем высоту сепарационного пространства

,

где е=0,1, А=1,4х10^-4, m=2,56, n=2,56

f-поправочный коэффициент, учитывающий свойства жидкости

принимаем расстояние между тарелками равное 0,3 м.

Высота тарельчатой части абсорбера

Принимаем расстояние от верхней тарелки до крышки

м;

Принимаем расстояние от нижней тарелки до днища

Определяем высоту абсорбера

Полное гидравлическое сопротивление тарелок:

;

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки:

;

Па

-коэффициент, зависит от конструкции тарелки, принимаем для решетчатой тарелки табл. 5 [2]

Гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

Па

Гидравлическое сопротивление газо-жидкостного слоя (пены) на тарелке:

Па

Па

Проводим сравнение насадочного и тарельчатого абсорбера, данные отражены в таблице 2.

Таблица 2

Параметр	Насадочный абсорбер	Тарельчатый абсорбер
Диаметр, м	2,6	2,4
Скорость газа, м/с	1,37	1,86
Высота, м	14,6	5,7
Сопротивление гидравлическое, Па	12484,5	3319,8
Число абсорберов	1	1
Объем абсорбера, м3	29,79	19,4

Сравнение этих данных показывает, что применение тарельчатого абсорбера позволяет значительно снизить энергетические затраты на преодоление газовым потоком сопротивления абсорбера. Поэтому выбираем для проведения процесса тарельчатый абсорбер.

4 Расчет вспомогательного оборудования

4.1 Расчет теплообменника для охлаждения газовой смеси

Исходные данные:

Расход газовой смеси G₁ = 11,97 кг/с;

Температура газовой смеси на входе в теплообменник t₁′ = 110 ºС;

Температура газовой смеси на выходе из теплообменника t₁″ = 21 ºС;

Начальная температура охлаждающей воды t₂′ = 19 ºС.

4.1.1 Определение тепловой нагрузки теплообменника и расхода воды

Найдем среднюю температуру газовой смеси

t₁ = 0,5 (t₁′ + t₁″) = 0,5 (110 + 21) = 65,5 ºС.

Газовая смесь при средней температуре 65,5 ºС имеет следующие свойства.

;

кг/м³.

Вязкость газовой смеси при температуре 65,5ºС

Μ_ац = 0,85·10^-5 Па·с;(4) μ_возд = 2,·10^-5 Па·с.(1)

.

Теплоемкость при средней температуре

,

где С_ац – удельная теплоемкость ацетона при t₁ = 65,5 °С ,

по [4] С_ац =1438 Дж/(кг·град),

С_возд – удельная теплоемкость воздуха при t₁ = 65,5 °С ,

по [1] С_возд = 1007 Дж/(кг·град),

Дж/(кг·град).

Теплопроводность