1.3.3. Высота светлого слоя жидкости

Высоту светлого слоя жидкости на находят из соотношения [3]:

(1.42)

где – высота газожидкостного барботажного слоя (пены) на тарелке, м. Отсюда:

Высоту газожидкостного слоя для провальных тарелок определяют из уравнения [3]:

(1.43)

где – критерий Фруда; w_o – скорость газа в свободном, сечении (щелях) тарелки, м/с; В – коэффициент, см. уравнение (1.32); С – величина, равная

(1.44)

Плотность орошения U для провальных тарелок без переливных устройств равна:

. (1.45)

Отсюда получим:

Тогда:

Пересчитаем коэффициент В (который ранее был принят равным 8) с учетом действительной скорости газа в колонне:

Тогда:

Отсюда находим высоту газожидкостного слоя:

Газосодержание барботажного слоя находят по уравнению [3]:

(1.46)

Тогда высота светлого слоя жидкости:

Для барботажных тарелок других конструкций газосодержание можно находить по единому уравнению [3]

(1.47)

где

Для колпачковых тарелок высоту светлого слоя жидкости можно находить по уравнению [3]

(1.48)

где – высота переливной перегородки, м; q – линейная плотность орошения м³/(м · с), равная – объемный расход жидкости, м³/с; – периметр слива (ширина переливной перегородки), м.

Для ситчатых и клапанных тарелок в практических расчетах можно пользоваться уравнением [3]:

(1.49)

где т – показатель степени, равный ; здесь – в мПа · с, – в мН/м.

1.3.4. Коэффициент массоотдачи

Рассчитав коэффициенты молекулярной диффузии бензольных углеводородов в масле и газе (см. разд. 1.1.6), вычислим коэффициенты массоотдачи:

Выразим и в выбранной для расчета размерности:

Коэффициент массопередачи

1.3.5. Число тарелок абсорбера, выбор расстояния между тарелками и определение высоты абсорбера

Число тарелок абсорбера находим по уравнению (1.37).

Суммарная поверхность тарелок:

Рабочую площадь тарелок с перетоками f определяют учетом площади, занятой переливными устройствами:

(1.50)

где – доля рабочей площади тарелки, м²/м²; d – диаметр абсорбера, м.

Рабочую площадь f провальной тарелки можно принять равной сечению абсорбера, т.е. = 1.

Тогда требуемое число тарелок:

Расстояние между тарелками принимают равным или несколько большим суммы высот барботажного слоя (пены) и сепарационного пространства :

(1.51)

Высоту сепарационного пространства вычисляют, исходя из допустимого брызгоуноса с тарелки, принимаемого равным 0,1 кг жидкости на 1 кг газа. Рекомендованы [3] расчетные уравнения для определения брызгоуноса е (кг/кг) с тарелок различных конструкций. Для провальных и клапанных тарелок

(1.52)

где f – поправочный множитель, учитывающий свойства жидкости и равный ; – в мН/м; коэффициент А и показатели степени т и n приведены ниже:

Тарелка A m n

Провальная (дырчатая, решетчатая, волнистая) 2,56 2,56

Клапанная и балластная 2,15 2,5

Для тарелок других конструкций брызгоунос рассчитывают по уравнениям, приведенным ниже.

Для ситчатых тарелок:

. (1.53)

Для колпачковых тарелок унос жидкости можно определять по следующей зависимости [3]:

(1.54)

где Е – масса жидкости, уносимой с 1 м² рабочей площади сечения колонны (за вычетом переливного устройства), кг/(м² с); – в мПа с; – в мН/м.

Для провальных тарелок по уравнению (1.52) найдем:

Решая относительно получим Тогда расстояние между тарелками:

Графическая зависимость функции (1.54) приведена на рисунке 1.5.

Расстояние между тарелками стальных колонных аппаратов следует выбирать из ряда: 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600. 700, 800, 900, 1000, 1200 мм.

Выберем расстояние между тарелками абсорбера h = 0,5 м. Тогда высота тарельчатой части абсорбера

Примем (см. разд. 1.1.7) расстояние между верхней тарелкой и крышкой абсорбера 2,5 м; расстояние между нижней тарелкой и днищем абсорбера 4,0 м.

Тогда общая высота абсорбера:

Рис. 1.5. График для определения уноса на колпачковых тарелках.

Примем (см. разд. 1.1.7) расстояние между верхней тарелкой и крышкой абсорбера 2,5 м; расстояние между нижней тарелкой и днищем абсорбера 4,0 м.

Тогда общая высота абсорбера: