Регенерация азотной и серной кислоты (стр. 11 из 19)

Z₃ – б/Д_к.о, м/м

Z₄ – н/ Д_к.о, м/м

Z₅ – S_2/S₁ м² /м²

Для второй ступени:

Z₂=

м³ /м³ час

Для третьей ступени:

Z₂=

м³ /м³ час

Для четвертой ступени

Z₂=

м³ /м³ час

Для пятой ступени:

Z₂=

м³ /м³ час

Z₃=б/Д_ко=0,19/0,66=0,28 м/м

Z₄=б/Д_ко=0,36/0,66=0,55 м/м

Z₅=S₂/S₁=0.096/0.13=0,74 м/м

Гидравлическое сопротивление второй ступени равно:

Па

третьей ступени:

Па

четвертой ступени

Па

пятой ступени

Па

8. Уравнение, описывающее изменение брызгоуноса с вихревой ступени от режимных и конструктивных параметров имеет вид:

E = -2.46 + 0.14Z₁ +0.05Z₂ + 3.44Z₃ +2.08Z₄ +2.09Z₅–0.01Z₁Z₂– 0.19Z₁Z₃– 0.11Z₁Z₄– 0.11Z₁Z₅– 0.07Z₂Z₃– 0.05Z₂Z₄– 0.04Z₂Z₅– 2.87Z₃Z₄– 2.91Z₃Z₅– 1.73Z₄Z₅+ 0.01Z₁Z₂Z₃ +0.01Z₁Z₂Z₅ + 0.15Z₁Z₃Z₄ + 0.14Z₁Z₃Z₅ + 2.37Z₃Z₄Z₅ – 0.01Z₁Z₂Z₃ Z₄ – 0.01Z₁Z₂Z₃ Z₅ – 0.11Z₁Z₃Z₄ Z₅ + 0.08Z₁Z₄Z₅ + 0.06Z₂Z₃Z₄ + 0.05Z₂Z₃Z₅ + 0.04Z₂Z₄Z₅ - 0.04Z₂Z₃Z₄ Z₅,kJ/kJ

Относительный брызгоунос со второй ступени при принятых значениях (Z₁- Z₅)составляет:

E₂=0,54 кг/кг

Относительный брызгоунос с третьей ступени:

E₃=0,47 кг/кг.

Относительный брызгоунос с четвертой ступени:

E₄=0,44 кг/кг

9. Гидравлическое сопротивление вихревой колонны составляет:

= + + + + +2 +2+ , где

- - гидравлическое сопротивление ступеней вихревой колонны, Па

= 2000 Па - гидравлическое сопротивление брызгоуловительной ступени

=2200 Па - гидравлическое сопротивление абсорбционной ступени

=3302,94+2152,54+2153,21+2155,52+2156,88+2*2000+2*2200=20321,1Па

Рассчитанные значения относительно брызгоуноса жидкости между ступенями колонны (E1-E4) соответствуют режиму работы вихревой колонны без образования тумана серной кислоты.

10. Расчет линий перетока жидкости

Площадь сечения переточных труб жидкости между ступенями: (Д_тр=0,08 мм) S_пер=0,785*0,08²=0,005024 м²

а) линии перетока жидкости после первой ступени:

Д_тр=0,1 мм; S_пер=0,785*0,1²=0,00785 м²

u_ж=

м/с

б) линии перетока жидкости между второй и первой ступенями:

S_пер=0,005 м²

u_ж=

м/с

в) линии перетока жидкости между третьей и второй ступенями:

u_ж=

м/с

г) линии перетока жидкости между четвертой и третьей ступенями:

u_ж=

м/с

д) линии перетока жидкости между пятой и четвертой ступенями:

u_ж=

м/с

с) линия подачи слабой (70%) серной кислоты на пятую ступень колонны:

u_ж=

м/с

4.3. Механические расчеты основных деталей и узлов вихревой колонны [6], [7]

1. Расчет толщины обечаек

Расчет производится в соответствии с ГОСТ 14249-80. Исполнительную толщину тонкостенной гладкой цилиндрической обечайки, нагруженной внутренним избыточным давлением рассчитываем по формуле:

Условие:

, где

P – внутренне давление (0,1 Мпа)

- коэффициент прочности сварного шва продольном направлении, =1

C_k – поправка на коррозию с учетом срока службы аппарата, C_k = 0,001

D – внутренний диаметр, D=1 м

- допустимое напряжение, =2,2 Н/м²

S=

м

- условие выполняется

Толщина обечайки по расчетам равна 0,025 м

2. Расчет толщины днища:

, где

=0,1 мПа внутреннее давление

- коэффициент прочности днищ, изготовленных из цельной заготовки

= 2,2мН/м² - допустимое напряжение

С=0,001

R=1 м – радиус кривизны в вершине днища. Для элептических днищ R=D, где D – внутренний диаметр аппарата, D=1 м

м

Условие:

Условие выполняется. Толщина днища равна 0,025 м.

3. Расчет фланцевых соединений

Расчетное растягивающее условие в болтах

, где

Д_п– средний диаметр уплотнения, м

- расчетная сила осевого сжатия уплотняемых поверхностях в рабочих условиях, необходимых для обеспечения герметичности, =0,00563

-рабочее давление, =0,1 Мпа

Д_п=1070 мм,

Расчетная сила сжатия прокладки прямоугольного сечения определяется по формуле:

, где

в – эффективная ширина прокладки, м

;

к – коэффициент, учитывающий зависимость от материала и конструкции прокладки

к = 2,5 (материал – асбест)

в₀ – действительная ширина прокладки, м

Диаметр болтовой окружности:

Д_б=(1,1-1,2)Д_в^0,933=1,1*1,05^0,933=1,15 мм, где

Д_в – внутренний диаметр фланца, равный наружному диаметру аппарата,м

Д_в = 1050 мм = 1,05м

Расчет диаметра болтов

, где

Д_т=1.098 м – наружный диаметр сварного шва на фланце

число болтов:

, где

F_б – площадь сечения выбранного болта по внутреннему диаметру резьбы, м²

- допустимое напряжение на растяжение на болтах