Расчет ректификационной колонны для разделения смеси "ацетонтАУуксусная кислота" при атмосферном давлении
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
В»я тарелок с круглыми колпачками, при атмосферном давлении , .
Линейная плотность орошения рассчитывается по уравнению:
(35)
где расход жидкости,
длина сливной перегородки (планки), м.
По каталогу для выбранного диаметра определим длину сливной перегородки .
Если линейная плотность орошения или , то в уравнение (34) подставляют значения , равные соответственно или .
Определим по формуле (35) линейную плотность орошения для верхней и нижней частей колонны:
- примем
Далее по формуле (34) определим максимальную скорость пара:
Уточним скорость пара по формуле:
(36)
Рассчитаем коэффициент :
Коэффициенты для верхней и нижней части колонны удовлетворяют условию .
3.5.2Расчет высоты газожидкостного (барботажного) слоя жидкости
Скорость газа (пара) в прорезях колпачка определяется по соотношению:
(37)
где скорость газа (пара) в прорезях колпачка,
объемный расход газа (пара),
число колпачков на тарелке;
площадь прорезей колпачка, .
По каталогу для выбранного диаметра определим диаметр колпачка и число колпачков на тарелке . Высота прорезей , следовательно .
По формуле (37) определим :
Значение , рассчитанное по уравнению (37), должно удовлетворять условию:
;(38)
Минимально допустимая скорость газа (пара) в прорезях колпачка определяется по соотношению:
(39)
где высота прорезей, м;
плотность жидкости и пара, ;
коэффициент гидравлического сопротивления.
Максимально допустимая скорость газа (пара) в прорезях колпачка соответствует полному открытию прорезей и определяется по соотношению:
(40)
По уравнениям (39) и (40) рассчитаем минимально и максимально допустимые скорости пара в прорезях колпачка для верхней и нижней части колонны:
Т.к. и в верхней и в нижней частях колонны, то следует либо увеличить высоту прорези колпачка , либо колпачки установить с зазором. В последнем случае дополнительное открытие прорезей определяется по соотношению:
(41)
где диаметр колпачка, м;
площадь прорезей колпачка, ;
дополнительное открытие прорези, м;
число колпачков.
Величина не должна превышать величину зазора между тарелкой и колпачком .
Найдём из уравнения (41):
Определение слоя жидкости на тарелке для исполнения колпачка 2 выполняется по соотношению:
, (42)
Для выбранной тарелки стандартного диаметра рабочая скорость пара, т.е. скорость пара, отнесенная к единице рабочей площади тарелки определяется:
(43)
Рабочая площадь тарелки определяется по формуле:
,(44)
где площадь переливного сегмента;
По уравнению (44) найдем рабочую площадь тарелки:
Определим рабочую скорость пара:
Определим среднюю длину пути жидкости на тарелке:
Плотность орошения рассчитывается по формуле:
(45)
Средняя линейная плотность орошения определяется по соотношению:
(46)
где плотность орошения (приведённая скорость жидкости), отнесенная к единице рабочей площади тарелки,
средняя длина пути жидкости на тарелке, м;
число потоков жидкости на тарелке.
Высота светлого слоя жидкости определяется по соотношению:
(47)
где высота светлого слоя жидкости на тарелке, м;
высота сливной планки, м;
рабочая скорость пара отнесенная к единице рабочей площади тарелки, ;
средняя линейная плотность орошения, .
Определим критерий Фруда для верхней и нижней частей колонны:
Рассчитаем газосодержание барботажного слоя:
Высота газожидкостного (барботажного) слоя определяется по формуле:
(48)
где высота светлого слоя жидкости, м;
газосодержание барботажного слоя.
Высота уровня жидкости над сливной планкой определяется по соотношению:
(49)
3.5.3Брызгоунос
Брызгоунос для колпачковых тарелок рассчитывается по соотношению:
(50)
где брызгоунос,
высота сепарационного пространства, м;
массовый расход газа(пара),
рабочая площадь тарелки, ; динамический коэффициент вязкости жидкости, мПатАвс; поверхностное натяжение,
скорость газа(пара), отнесённая к единице площади поперечного сечения колонны, .
Высота сепарационного пространства определяется по формуле:
(51)
По формуле (50) определим брызгоунос для верхней и нижней части колонны:
3.5.4Захлебывание
Чтобы убедиться в том, что колонна работает без захлёбывания, необходимо проверить высоту слоя жидкости в сливном устройстве, определить вылет ниспадающей струи жидкости и рассчитать время пребывания жидкости в переливном устройстве. Можно ограничиться расчетом времени пребывания по соотношению:
ректификация колпачковый тарелка дефлегматор
(52)