Технологический расчет абсорбера для очистки углеводородного газа от сероводорода регенерированным (стр. 5 из 7)

Определяем подпор жидкости над сливной перегородкой:

,

- удельная жидкостная нагрузка

32 мм.

Для клапанных тарелок

должно быть не менее 13 мм, иначе наблюдается явление конусообразования (отталкивания жидкости от отверстий). Так как , конусообразования происходить не будет.

Рассчитываем сопротивление, связанное с действием сил поверхностного натяжения жидкости:

где

- поверхностное натяжение насыщенного 17% водного раствора ДЭА при температуре 52℃.

- эквивалентный гидравлический диаметр щели под клапаном, - высота поднятия клапана.

Тогда сопротивление клапанной тарелки потоку газа будет равно:

Значение сопротивления выбранного типа тарелок не выходит за пределы допустимых значений для клапанных тарелок (450

).

Скорость газа в отверстиях тарелки.

Рассчитываем массу цилиндрического столбика жидкости над клапаном: диаметр клапана.

Площадь клапана, на которую действует давление газа (для упрощения принимаем ее равной площади отверстия под клапаном):

Рассчитываем скорость газа:

условие открытия клапана на орошаемой жидкостью тарелке выполняется.

(Поток газа в отверстии над клапаном должен иметь скорость для того, чтобы поднять клапан и столбик жидкости над ним. После поднятия клапана в отверстии устанавливается скорость ).

Отсутствие провала жидкости.

Для того, чтобы не происходило утечки (провала) жидкости на нижележащие тарелки через отверстия под клапанами, необходимо, чтобы фактическая скорость газа в отверстиях была больше минимальной необходимой для отсутствия провала жидкости скорости,

Рассчитываем минимальную допустимую скорость газа в отверстиях клапанной тарелки:

где Q – коэффициент, зависящий от длины пути жидкости и в данном случае равный 0,16 (для

условие отсутствия провала жидкости выполняется.

Объемный расход газа на нижней границе эффективной работы тарелки:

Условие выполняется.

Минимальная нагрузка по пару в устойчивом режиме работы:

Условие выполняется.

Высота слоя пены на тарелке.

Высота слоя пены

над слоем светлой жидкости рассчитывается по формуле:

,

где

, В, С – коэффициенты, равные для клапанной тарелки: А = 59,5, В = 2,2, С = 1,74; - приведенная скорость газа, м/с; - поверхностное натяжение насыщенного 17% водного раствора ДЭА при температуре 52℃.

Приведенная скорость газа (скорость, отнесенная к рабочей площади

тарелки):

Полученная высота пены

является допустимой при расстоянии между тарелками 0,6 м.

Унос жидкости.

Допустимая величина межтарельчатого уноса:

Рассчитываем величину удельного уноса жидкости с наиболее нагруженных нижних тарелок аппарата:

,

где D, α – коэффициенты, для клапанных тарелок D = 1.72, α = 1.38;

- комплекс, рассчитываемый по формуле:

.

Унос жидкости

не превышает допустимой величины .

Объемный расход жидкости с учетом уноса:

,

.

Градиент уровня жидкости на тарелке.

На клапанных тарелках с перекрестным током вследствие гидравлического сопротивления при течении жидкости в сторону переливного порога уровень жидкости на стороне ее входа будет больше на величину гидравлического градиента, рассчитываемого по формуле:

где

- коэффициент сопротивления для клапанных тарелок; - длина пути жидкости на тарелке, м; - эквивалентный диаметр потока вспененной жидкости, м; - условная скорость пены на тарелке, м/с.

Рассчитываем коэффициент сопротивления для клапанных тарелок (по формуле для колпачковых тарелок):

,

где

– глубина барботажа, м; - критерий Рейнольдса.

Глубина барботажа равна:

Критерий Рейнольдса:

где

- кинематическая вязкость жидкости с нижней тарелки, м2/с.

Условная скорость пены на тарелке:

где - средняя линейная плотность орошения, м2/с,

- средняя ширина потока при движении жидкости по тарелке (n – число потоков).

Рассчитываем условную скорость пены:

Эквивалентный диаметр потока вспененной жидкости:

Кинематическая вязкость насыщенного раствора ДЭА при содержании ДЭА, равном 17% масс, составляет

- динамическая вязкость насыщенного раствора ДЭА.

.

Данное значение

допустимо для длины пути жидкости

Отсутствие захлебывания.

Захлебывание представляет собой нарушение нормального перетока жидкости с тарелки на тарелку в результате переполнения переточного устройства. Условие отсутствия захлебывания:

где - высота уровня вспененной жидкости в устройстве, равная

Здесь - высота светлой жидкости в сливном устройстве м;

- высота слоя пены в сливном устройстве, м.

где = 760 Па – общее сопротивление нижней клапанной тарелки аппарата; - потеря давления жидкости при ее протекании через сливное устройство, Па.

где

– коэффициент сопротивления; - скорость жидкости в сечении между нижним обрезом сливной перегородки и тарелкой, м/с, равная:

площадь сечения между нижним обрезом сливной перегородки и тарелкой (поперечное сечение зазора). Здесь а – зазор под сливным стаканом, который для обеспечения гидрозатвора должен быть меньше

; принимаем а = 0,027 м.

Высоту пены в сливном устройстве примем равной высоте пены на тарелке,

Тогда условие отсутствия захлебывания выполняется.