- •1. Технологический расчёт
- •1.1 Материальный баланс колонны
- •1.2. Определение давления и темпера туры в колонне
- •1.3.Построение диаграмм фазового равновесия и кривых изобар
- •1.4. Определение флегмового числа и числа теоретических тарелок
- •1.5. Тепловой баланс колонны
- •1.6 Определение внутренних материальных потоков в ректификационной колонне.
- •2. Гидравлический расчёт колонны.
- •2.2 Определение диаметра колонны
- •2.1 Выбор расстояния между тарелками
- •2.3 Основные размеры тарелки
- •2.4Диапазон устойчивой работы тарелки
- •2.5Гидравлическое сопротивление тарелки
- •2.6 Определение межтарельчатого уноса жидкости
- •2.7 Расчёт переливного устройства
- •2.8 Определение числа реальных тарелок
- •2.9 Расчет высоты колонны.
- •2.10 Расчёт диаметра штуцеров
- •Штуцер ввода сырья:
2.3 Основные размеры тарелки
Примем однопоточные клапанные тарелки типа ТКП модификации Б. При диаметре клапана 50 мм, отверстии под клапаном 40 мм и расстоянии между центрами отверстий 75мм такая тарелка имеет согласно ОСТ 26-02-1401-77 следующие характеристики (5, с. 122)
• диаметр колонны, D 1,4 м
• свободное сечение колонны, Fk, 1,54 м'
• рабочее сечение тарелки, Fp 1,3 м7
• периметр слива, П 0,93 м
• сечение перелива, Fn 0,12 м2
• относительное свободное сечение тарелки, ε 10,12 %
• число клапанов, n 124
• число рядов клапанов, N 11
• длина пути жидкости на тарелке 1ж 0,93 м
• высота сливной планки, hn 0,06 м
2.4Диапазон устойчивой работы тарелки
Диапазон устойчивой работы тарелки (колонны) определяется как отношение максимально допустимой к минимально допустимой скорости паров
Минимально допустимую скорость паров определяют по формуле:
где pc - плотность пара в рассматриваемом сечении кг/м3;
-
свободное сечение тарелки.
Следовательно, производительность колонны может быть уменьшена в 2,5 раза без заметного понижения эффективности разделения.
2.5Гидравлическое сопротивление тарелки
Гидравлическое сопротивление тарелки ∆Р есть сумма сопротивлений сухой тарелки ∆РС и слоя жидкости на тарелке ∆РЖ и сопротивления, обусловленного силой поверхностного натяжения ∆Рϭ.
Для большинства тарелок величиной ∆Рϭ можно пренебречь и определять ∆Р по упрощенной формуле:
Величина ∆РС представляет собой потерю скоростного напора пара на преодоление местных сопротивлений на сухой, неорошаемой тарелке и равна:
где
=
- скорость
пара в отверстиях под клапанами, м/с;
ε- коэффициент сопротивления сухой тарелки (таблица 2.2).
Таблица 2.2
Значение коэффициента сухой тарелки
Тип |
тарелки |
Величина £, |
Колпачковая |
4,0-5,0 |
|
Из S - обратных элементов |
4,1 |
|
Клапанная |
3,6 |
|
Ситчатая |
1,1-2,0 |
|
Для клапанных тарелок ∆РЖ определяется высотой слоя светлой жидкости на тарелке и рассчитывается по уравнению
где ∆h - высота подпора жидкости над сливной планкой, м.
Высота подпора жидкости над сливной планкой определяется по уравнению:
При высоте сливной планки hn=0,06 м, объемном расходе жидкости Vж=0,00416 м3/с и периметре слива П=0,93 м сопротивление слоя жидкости на тарелке будет равно
Общее сопротивление тарелки будет равно
