Процессы и аппараты защиты атмосферы от газовых выбросов (стр. 9 )

Высота сливного порога на клапанных и ситчатых тарелках

.

Высоту открытия прорези колпачка можно рассчитать по уравнению

,

где Vг – расход газа в колонне, м3/c; m – количество колпачков на тарелке (см. табл. Приложения); z – количество прорезей в одном колпачке; b – расчетная ширина прорези (см. табл. 3).

Таблица 3.

Расчетная ширина b прорезей в колпачках

Форма колпачка и прорези	Ширина прорези (мм) при высоте прорези hпр, мм
	15	20	25	30	45
Капсульный, прямоугольная	-	4,0	4,0	4,0	-
Капсульный, трапецеидальная	5,31	5,75	-	6,75	-
Желобчатый, трапецеидальная	-	8,25	7,8	7,37	-
S-образный, трапецеидальная	-	-	-	-	16,0

В стальных капсульных (круглых) колпачках количество прорезей следующее (см. табл. 4).

Таблица 4.

Диаметр колпачка Dк, мм	60	80	100	150
Количество прорезей z	16	20	26	40

В желобчатых колпачках z = 130 lк, в S-образных элементах z = 40 lк, где lк – длина колпачка, м.

Для колпачковых тарелок предлагается находить из выражения:

,

где - высота переливной перегородки, м.

Линейная плотность орошения, м3/c, подсчитывается следующим образом:

где - объемный расход жидкости, м3/с; l – периметр слива (длина переливной перегородки), м.

Для ситчатых тарелок высота равна:

.

Показатель степени n в этом уравнении может изменяться в пределах (0,05 - 4,6)h1, а высота сливной перегородки h1 - в пределах 0,015...0,04 м. Значение коэффициента динамической вязкости поглотителя hж принимают в мПа с, а поверхностное натяжение поглотителя sж, и стандартной жидкости sв (воды при t = 20°C) - в мН/м.

6. Определение коэффициентов массоотдачи.

Рекомендуется определять коэффициенты массоотдачи по обобщенному критериальному уравнению для любых типов барботажных тарелок:

где K - эмпирический коэффициент, l - характерный линейный размер, м.

Коэффициент K в этом уравнении зависит от типа тарелки; за линейный размер l принимается средний диаметр пузырька или струи газа при барботаже через слой жидкости.

Диффузионные критерии Нуссельта и Пекле для газовой и жидкой фазы определяются следующими соотношениями:

;

,

где βy, βx - фазовые коэффициенты массоотдачи, отнесенные к единице рабочей площади тарелки, м/с.

Принимая линейный размер в турбулентном режиме постоянным, предлагается упрощенные выражения для подсчета коэффициентов массоотдачи:

м/с, м/с.

7. Определяют коэффициент массопередачи.

Коэффициенты массопередачи Kх, Kу, отнесенные к единице рабочей площади тарелки, определяются с использованием значений фазовых коэффициентов массоотдачи по соотношениям:

; .

Из основного уравнения массопередачи определяют суммарную рабочую поверхность и число тарелок:

,

где поток массы загрязнителя М из газовой фазы в жидкую фазу определяется по уравнению материального баланса:

.

Число тарелок абсорбера nт находят из соотношения:

Nт = Fт/f1,

где f1 - рабочая площадь одной тарелки, м2.

Для тарелок с перетоками рабочую площадь принимают меньше общей площади на величину, занятую переливными устройствами:

f1 = φ.0,785.Dа2 , м2,

где φ - доля рабочей площади тарелки, м2/м2; Dа – диаметр колонны, м.

Для провальных тарелок можно принять и считать рабочую площадь равной площади сечения колонны.

9. Определяют высоту абсорбера.

Расстояния от верхней тарелки до крышки абсорбера и от днища до нижней тарелки принимают исходя из тех же соображений, что и для насадочных абсорберов.

Расстояние между тарелками выбирают из следующего ряда размеров, мм: 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200. Находят его из условия допустимого брызгоуноса qж с газовым потоком от тарелки к тарелке, который можно принимать не выше 0,1 кг жидкости на 1 кг газового потока, для чего необходимо соблюдение соотношения:

hт ≥ hп + hс, м,

где hс - высота сепарационного пространства, м.

Высоту сепарационного пространства для провальных и клапанных тарелок находят из уравнения:

м,

где σж - поверхностное натяжение поглотительной жидкости, мН/м;

А, m, n - эмпирические параметры, зависящие от типа тарелки (таблица 5)

Таблица 5.

Тип тарелки	A	m	n
Провальная (дырчатая, решетчатая и др.) Клапанная или балластная	7,91·10-6 4,80·10-6	2,56 2,15	0,391 0,40

Для ситчатых тарелок величину находят из уравнения:

,

где величина выражена в мН/м.

Для колпачковых тарелок можно найти с помощью графика рис. 20. С этой целью вначале необходимо подсчитать величину по выражению:

.

Затем, найдя по графику значение параметра , можно вычислить высоту сепарационного пространства из уравнения:

, м.

где величина выражена в кг/час.

Рис. 20. Зависимость коэффициента от параметра .

10. Определяют гидравлическое сопротивление тарелок.

Гидравлические сопротивление Nт тарелок абсорбера определяется из выражения:

,

где - гидравлическое сопротивление одной тарелки, Па; - гидравлическое сопротивление сухой (неорошаемой) тарелки, Па; - гидравлическое сопротивление слоя пены на тарелке, Па; - гидравлическое сопротивление, Па, зависящие от поверхностного натяжения жидкости.

Гидравлическое сопротивление (Па) сухой (неорошаемой) тарелки определяется по уравнению:

,