1.2.4. Скорость газа и диаметр абсорбера

Предельную скорость газа, выше которой наступает захлебывание насадочных абсорберов, можно рассчитать по уравнению [1]

(1.9)

где – предельная фиктивная скорость газа, м/с; , – вязкость соответственно поглотителя в абсорбере и воды при температуре 20 °С, Па·с; А, В – коэффициенты, зависящие от типа насадки; L и G – расходы фаз, кг/с.

Значения коэффициентов А и В приведены ниже [3]:

Тип насадки А В

Трубчатая 0,47+1,5 lg ( /0,025) 1,75

Плоскопараллельная хордовая 0 1,75

Пакетная 0,062 1,55

Кольца Рашига внавал -0,073 1,75

Кольца Паля -0,49 1,04

Седла размером 25 мм -0,33 1,04

Седла размером 50 мм -0,58 1,04

Рис. 1.4. Виды насадок:

а – деревянная хордовая; б – кольца Рашига внавал и с упорядоченной укладкой; в – кольца с вырезами и внутренними выступами (кольца Палля); г – керамические седла Берля; д – седла «Инталокс»; е – кольцо с крестообразными перегородками; ж – кольцо с внутренними спиралями; з – пропеллерная насадка

Таблица 1.1

Характеристики насадок (размеры даны в мм)

Окончание табл. 1.1

Пересчитаем плотность газа на условия в абсорбере:

.

Предельную скорость находим из уравнения (1.9), уславливаясь при этом, что отношение расходов фаз в случае разбавленных смесей приблизительно равно отношению расходов инертных фаз:

Решая это уравнение, получим = 3,03 м/с.

Выбор рабочей скорости газа обусловлен многими факторами. В общем случае ее находят путем технико-экономического расчета для каждого конкретного процесса [3]. Коксовый газ очищают от различных примесей в нескольких последовательно соединенных аппаратах. Транспортировка больших объемов газа через них требует повышенного избыточного давления и, следовательно, значительных энергозатрат. Поэтому при улавливании бензольных углеводородов основным фактором, определяющим рабочую скорость, является гидравлическое сопротивление насадки. С учетом этого, рабочую скорость w принимают равной 0,3–0,5 от предельной.

Примем w = 0,4 = 0,4·3,03 = 1,21 м/с.

Диаметр абсорбера находят из уравнения расхода:

(1.10)

где V – объемный расход газа при условиях в абсорбере, м³/с.

Отсюда:

.

Выбираем [6] стандартный диаметр обечайки абсорбера d = 3,8 м. При этом действительная рабочая скорость газа в колонне:

.

Ниже приведены нормальные ряды диаметров колонн (в м), принятые в химической и нефтеперерабатывающей промышленности:

в химической промышленности: 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,2; 2,6; 3,0;

в нефтеперерабатывающей промышленности: 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4; .6; 2,8; 3,0; 3,2; 3,4; 3,6; 3,8; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,4; 7,0; 8,0; 9,0.