ОБОРУДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Технологический расчет тарельчатых колонн

Целью технологического расчета ректификационной тарельчатой колонны яв­ляется определение ее основных размеров (диаметра D и высоты Н) для заданной производительности (по пару Оп и по жидкости Ож), давления в колонне Р, характе­ристик пара и жидкости (рп, рж, сж), а также вязкостей жидкости цж и пара цп при средней температуре процесса, теоретического числа ступеней изменения концен­трации компонентов N (определяемого графически по кривой равновесия и рабо­чим линиям процесса для верхней и нижней частей колонны), фактора вспенивае - мости жидкости ф.

Диаметр D колонны, в которой устанавливаются тарелки с переливными уст­ройствами, определяется необходимой рабочей площадью тарелки

F = - Gl_ р Р п • V п

где уп = j • С • — -1 - скорость пара в колонне,

Рп

С - коэффициент, зависящий от принятого расстояния между тарелками Нт и

В.

Замечание: скорость пара в колонне не может превышать значения уп, макси­мально допустимого для выбранной конструкции отбойного устройства, см. (4.1), (4.2).

По найденному значению Fp в каталоге тарелок указанного типа определяется диаметр D колонны, которой соответствует минимальное табличное значение Fj,, большее или равное расчетному, см. приложение В.

Высота Н колонны складывается из высоты тарельчатой части Нт, высоты се - парационной Нс и кубовой части колонны Нк. Высота тарельчатой части определя­ется необходимым числом тарелок N:

Нт = (N-1)- К.

Значение N рекомендуется принимать равным ГЫТ(М/пт) +1, где пт к. п.д. тарелки, определяемый по графику, см. приложение В, в зависимости от значения уп • ^рЛ.

Высоты сепарационной и кубовой частей зависят от диаметра колонны: при D =1-1.8 м Нс= 0.8 м, Нк= 2 м; при D = 2-2.6 м Нс= 1 м, Нк= 2.5 м; при D = 2.8-4 м Нс = 1.2 м, Нк = 3 м.

В каталоге тарелок указанного типа выбранному диаметру D колонны соответ­ствуют значения следующих характеристик:

- площадь прохода пара Fa,

- площадь слива F^,

- периметр слива Рсл,

- длина пути жидкости по тарелке 1ж;

- для колпачковых тарелок: число колпачков на тарелке m,

диаметр колпачка d*;

- для ситчатых таредок: диаметр отверстий dQ,

шаг между отверстиями 4;

- для клапанных тарелок - шаг расположения клапанов 4.

Правильность выбора значения h проверяется расчетом величины уноса жид­кости с паром U, значение которого не должно превышать 0.1, и надежности работы сливного устройства тарелки. Значение U определяется по формуле

где k и п - коэффициенты, зависящие от типа тарелок, см. приложение В;

k 2, k3, k4 - коэффициенты, определяемые по приложению В вместе с k,n,

h к= 0^10 мм - расстояние от тарелки до нижнего края колпачка;

рж

и скорость жидкости в зазоре между тарелкой и нижней кромкой сливного стакана ,, _ G ж + GH •U

жп

тая стекающей жидкостью.

- доля площади отверстий, заня-

Коэффициент сопротивления тарелки в данном случае определяется по форму­ле Zт = 117 -(1 - / )2 -(Ь/5)0-2,

где Ь и 5 - ширина щели в тарелке и ее толщина, см. приложение В.

Расстояние между решетчатыми тарелками выбирается по условию

hт — him. + h

где hc - высота пространства между слоем пены и вышележащей тарелкой, значение которого определяется из условия