Файл: Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 798
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
3.1. Материальный баланс колонны и рабочее флегмовое число [8].
3.2 Скорость пара и диаметр колонны
3.4 Высота светлого слоя жидкости на тарелке и паросодержание барботажного слоя
3.5 Коэффициенты массопередачи и высота колонны
3.6 Гидравлическое сопротивление тарелок колонны
укдля других составов жидкости. Результаты расчета параметров, необходимых для построения кинетической линии, приведены ниже:Таблица 2
Взяв отсюда значения х и ук, наносят на диаграмму x–y точки, по которым проводят кинетическую линию. Построением ступеней между рабочей и кинетической линиями в интервалах концентраций от
до
определяют число действительных тарелок для верхней (укрепляющей) части и в интервалах от до – число действительных тарелок для нижней (исчерпывающей) части колонны
. Рис.3.3. Определение числа действительных тарелок.Общее число действительных тарелок:
Высоту тарельчатой ректификационной колонны определим по формуле:
где h – расстояние между тарелками, м; , – расстояние соответственно между верхней тарелкой и крышкой колонны и между днищем колонны и нижней тарелкой, м.
где и – гидравлическое сопротивление тарелки соответственно верхней и нижней частей колонны, Па.Полное гидравлическое сопротивление тарелки складывается из трех слагаемых:
Гидравлическое сопротивление сухой (неорошаемой) тарелки:
Принимаем , получим:Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя (пены) на тарелках:
Гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:
Тогда полное гидравлическое сопротивление одной тарелки:Полное гидравлическое сопротивление тарелок:
где Q– объемный расход перекачиваемого вещества, м³/с; – скорость вещества в трубопроводе, м³/с. Принимаем для жидкости , для пара [8]. Тогда:
Принимаем стандартный диаметр штуцера d=50 мм.
Для кубовой жидкости:
ОткудаПринимаем d=50 мм.Для флегмы:
ТогдаОткудаПринимаем d=20 мм.Для пара:
где . ТогдаПринимаем d=250 мм.Результаты сведены в таблицу:Таблица 3
4.3. Подбор толщины стенки обечайки. По каталогу [10] принимаем толщину стенки цилиндрической вальцованной обечайки с 8 мм.4.4. Подбор стандартных эллиптических днища и крышки.
| Пара-метр | Нижняя часть колонны | Верхняя часть колонны | |||||
| X | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 |
| m | 1,6 | 1,17 | 0,85 | 0,68 | 0,48 | 0,343 | 0,2 |
| | 0,075075 | 0,079484 | 0,08311 | 0,08518 | 0,08775 | 0,08960 | 0,09162 |
| 0,542724 | 0,574595 | 0,60085 | 0,61580 | 0,63437 | 0,64775 | 0,66233 |
| 0,41884 | 0,43707 | 0,45166 | 0,45979 | 0,46973 | 0,47678 | 0,48436 |
| B | 1,70192 | 1,36589 | 1,09613 | 0,94534 | 0,76081 | 0,62972 | 0,48863 |
| 0,59704 | 0,58631 | 0,57543 | 0,56846 | 0,55908 | 0,55184 | 0,54352 |
| 0,46951 | 0,49066 | 0,5052 | 0,51219 | 0,51946 | 0,52367 | 0,52724 |
| 0,39834 | 0,41342 | 0,42369 | 0,42861 | 0,43368 | 0,43661 | 0,43908 |
| 0,45 | 0,6 | 0,72 | 0,8 | 0,87 | 0,9 | 0,94 |
Взяв отсюда значения х и ук, наносят на диаграмму x–y точки, по которым проводят кинетическую линию. Построением ступеней между рабочей и кинетической линиями в интервалах концентраций от
до
определяют число действительных тарелок для верхней (укрепляющей) части и в интервалах от до – число действительных тарелок для нижней (исчерпывающей) части колонны
. Рис.3.3. Определение числа действительных тарелок.Общее число действительных тарелок: | | |
| | |
3.6 Гидравлическое сопротивление тарелок колонны
Гидравлическое сопротивление тарелок колонны определяют по формуле: | | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
Тогда полное гидравлическое сопротивление одной тарелки:Полное гидравлическое сопротивление тарелок:
4. Выбор конструкционных элементов аппарата
4.1 Выбор материала
Выбор материала производится исходя из условий работы аппарата. Так как среда агрессивная (вода – фталевый ангидрид), для данных условий ректификации подходит хромоникелевая сталь. Из хромоникелевых сталей наиболее широкое распространение для химического аппаратно- и машиностроения получили стали, содержащие 17-19% Cr и 8-10% Ni. По справочнику [9] выбираем для деталей колонны легированную сталь Х18Н10Т, скорость коррозии 0,1 мм/год. Данная сталь обладает наибольшей химической и коррозионной стойкостью при ее рабочих параметрах, обладает хорошей свариваемостью и допускает холодную и горячую механическую обработку, а также является недефицитной и устойчива во фталевом ангидриде любой концентрации при любой температуре до температуры кипения включительно [9].4.2. Подбор штуцеров Выбираем стальные фланцевые тонкостенные штуцера [10].Внутренний диаметр трубопровода круглого сечения рассчитывается по формуле [8]: | | |
| | |
Для кубовой жидкости:
| | |
| | |
| | |
| | Давление условное до 0,6 МПа | |
| | ||
| 49 | 50 | 3,5 | 140 |
| 42 | 50 | 3,5 | 140 |
| 19 | 20 | 3 | 85 |
| 210 | 250 | 5 | 175 |