3.2.6. Расчет насадочных абсорберов

Целью расчета является определение диаметра и высоты колонны, гидравлического сопротивления насадки. Гидродинамический расчет выполняется на основе результатов технологического расчета.

Диаметр колонны определяется методом приближения: предварительный расчет - исходя из вида процесса и геометрического фактора насадки; окончательный - с учетом типа и материала насадки.

Предварительный расчетный диаметр колонны D определяется допустимой скоростью сплошной фазы w_д (газа, пара или жидкости), рассчитанной на полное сечение колонны:

, (3.58)

где G₀ — расход сплошной фазы (газа).

Допустимая скорость газа w_д в свою очередь, является функцией скорости захлебывания w_з:

w_д = 0,8 w_з. (3.59)

Скорость газа (пара) в сечении колонны, соответствующая захлебыванию колонны, с учетом вида процесса и геометрического фактора насадки определяется по уравнению

. (3.60)

Для процессов абсорбции и десорбции b = 0,022; с = 1,62; для процесса ректификации b = - 0,125; с = 1,75. Значения коэффициентов b и c для некоторых видов насадок приведены в таблице П.1 приложения.

Скорость захлебывания для насадки из седел Инталлокс можно рассчитать также по уравнению

; (3.61)

. (3.62)

В этом уравнении поправка на вязкость учитывается при  1 мПас.

Значения коэффициентов K₁ и K₂ приведены в табл. 3.3.

Таблица 3.3.

_{Значения коэффициентов K1 - K}6

Скорость захлебывания для седловидной насадки размером 0,05 м (система газ - жидкость) можно рассчитать по уравнению (3.60) при значении коэффициентов b = - 0,099, с = 1,505; рабочая скорость w_д = 0,7 w_з.

Скорость захлебывания для колец Палля

; (3.63)

, (3.64)

где A₀ и A₁ - коэффициенты, определяемые по рис. 3.28 и 3.29.

Рис. 3.28. График для определения коэффициента А₀ (насадка –

металические кольца Палля).

Рис. 3.29. График для определения коэффициента А₁.

Характеристики основных типов насадок приведены в таблице П.2 приложения.

С учетом коэффициента возможного увеличения производительности K₇, предварительный расчетный диаметр колонны составит

. (3.65)

Из двух предварительно рассчитанных величин D для верхней и нижней частей колонны выбирают наибольшую величину D_max. Из стандартного ряда диаметров принимают ближайший больший к D_max, являющийся предварительным диаметром колонны D_пp.

Действительный расчетный диаметр колонны D_p определяют по расчетной скорости w_p, которая является функцией максимально допустимой скорости w_д.max,

, (3.66)

где ;

.

Значения коэффициентов K₁ и K₂ принимают по табл. 3.3. Величина - (см. уравнение (3.62)). Предварительная объемная скорость жидкости

, (3.67)

где

По большему расчетному значению D_p для нижней и верхней частей колонны принимают к проектированию диаметр колонны D_к из стандартного ряда диаметров.

Если D_p > 2,8 м, расчет прекращают, поскольку стандартной насадочной колонны такого диаметра нет.

Для колонны, принятой к проектированию:

- свободное сечение колонны f_к = 0,785^.D_к²;

- объемная скорость жидкости L_V = L/f_к;

- скорость газа в колонне w = G/f_к;

- фактор нагрузки по газу F = w (p_y)^0,5.