Файл: Расчёт ректификационной установки.docx

.

По таблице 2.5 [1] примем колонну с капсульными колпачками типа ТСК ‒ I диаметром D=1000 мм и расстоянием между тарелками по таблице 2.4 [1] H_т=350 мм.

Условное обозначение данной тарелки: Тарелка 1000 ‒ 2 ‒ 350 ‒ 15 ‒ 35 ‒ 08Х13. Условное обозначение тарелки колпачковой колонного аппарата диаметром 1000 мм, высотой сливного листа 280 мм, с колпачками исполнения 2, высотой прорези колпачка 15 мм, высотой сливного порога 35 мм из стали 08Х13.

3.3.2 Определение высоты колонны

Высота колонны зависит от числа тарелок, расстояния между ними и размеров кубовой и сепарационной частей колонны. Для проведения ремонтных работ внутри колонны оборудуем ее люками ‒ лазами. Для удобства работы установим 3 люка.

(3.43)

где

‒ высота кубовой и сепарационной частей колонны, по таблице 2.6 [1]. При D_к=1000 мм:

= 1500 мм,

=600 мм.

4 Гидравлический расчёт колонны

Сопротивление тарелки:

(4.1)

где

‒ сопротивление сухой тарелки;

‒ сопротивление слоя жидкости;

P_б– гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения (как правило, очень мало, и им можно пренебречь)

Сопротивление сухой тарелки определяется по формуле:

(4.2)

где

‒ коэффициент сопротивления сухой тарелки, для колпачковой тарелки

= 5;

‒ объемный расход пара, м3/с.

‒ средняя плотность пара в колонне, кг/м3.

‒ свободное сечение тарелки, по технической характеристике колпачковых тарелок типа ТСК ‒ 1, при диаметре колонны 1000 мм,

Сопротивление для слоя жидкости определяется для колпачковых тарелок по формуле:

(4.3)

где h_к = 0,015 м ‒ высота прорези (по таблице В2 [1]);

‒ средняя плотность жидкости в колонне,

_K_{‒ отношение плотности пены к плотности чистой жидкости. принимаем 0,5;}

_{е = 0,02 м ‒ расстояние от верхней прорези до сливного порога (по таблице В2 [1]);}

Δh ‒ высота уровня жидкости над сливным порогом пример 0,04 м..

Тогда сопротивление тарелки составит:

Сопротивление

всей колонны складывается из сопротивления ректификационной части и сопротивления при входе в колонну и при выходе из нее:

(4.4)

где n – число тарелок в колонне, n = 18 шт;

‒ сопротивления при входе пара в колонну и выходе из нее.

Сопротивление при входе пара в колонну:

(4.5)

где

‒ коэффициент сопротивления при входе в колонну,

‒ скорость пара при входе в колонну, принимаем

‒ средняя плотность пара в нижней части колонны,

Сопротивление пара при выходе из колонны:

(4.6)

где

‒ коэффициент сопротивления при выходе из колонны,

= 2.

‒ скорость пара на выходе из колонны, принимаем

‒ средняя плотность пара в колонне.

Тогда общее сопротивление колонны составит:

Проверим достаточность применяемого расстояния между тарелками:

(4.7)

где

‒ среднее гидравлическое сопротивление одной тарелки.

;

0,098 м < 0,35м.

Это меньше принятого для расчета расстояния между тарелками.

5 Тепловой и конструктивный расчёт теплообменных аппаратов

5.1 Расчёт дефлегматора

Дефлегматор предназначен для конденсации паров низкокипящего компонента.

Низкотемпературным теплоносителем является охлаждающая вода. Поэтому необходимо предусмотреть оборотную систему водоснабжения. В оборотной системе водоснабжения охлаждение воды градирней обеспечивается в пределах 4…5

, исходя из этого определяется температура воды на выходе из дефлегматора, а температура воды на входе будет соответствовать расчетным параметрам наружного воздуха. Ректификационная установка располагается в г. Якутск, тогда

t_расч = 24,1^оС,

_t'_в =t_расч = 24,1^оС.

Охлаждение воды, примем равным 5

, тогда