Никольский Б.П., Григоров О.Н., Позин М.Е. Справочник химика (Том 5) (1113399), страница 108
Текст из файла (страница 108)
И СЕК/МК; ( — ) — СОПРОТИВЛЕНИЕ сухой насадки (на 1.м ее высоты), и/(мт ° м). Последнюю величину можно вычислить по уравнениям (1-55) — (1-63), а лри Ке > 400 также по уравнению: КОМЕНДЗЕМЫЕ АППАРАты ДЛЯ ПРОЦЕССОБ РЕКРИФИКАЦНи И АБСОРБЦИИ 81. Высота перелнвной трубы в нвсадочной колонне (рис. Х-13), обеспечивающая работу в режиме эмульгированни, определяется по формуле: Ркл (Х-100) где 1' — об1цая высота жидкости в колонне, и. 82. Гидравлическое сопротивление ниже точки инверсии можно рассчитать двумя способами.
Пер вы 9 спасо б. а) Для системы газ — жндкостгл где / — фактор тидродинвмическога состоиния двухфазной системы; Е/Π— отношение массовых расходов жцпкости и газа, кг/кг» А1 — коэффициент, который составляет 8,4 для точки инверсии при юк — — мв, 5,! для точки подвисания П1 жидкости при — =0,85 и 1,81 для шв '"з вА точки торможения газа при 1' =0,45; твв Бр 5 для других отношений — значение А1 твв можно определить ло рис. Х-15.
4 д 1О фолдер Рис„ Х-!5. Значения козффнциен/ч тов А, (для абсорбции) и Аз (для ректификации) в формулах (Х-101) и (Х-103). О Ог 04 ОВ ОВ !О ш /ю„ Для процесса абсорбции фактор гидродинамического состояния системы / определяется ло формуле: (%, .-[%, (,) ю(тс)-(Ас) ю 1 б) Для системы пар — жидкость [Х-21, О-6[1 (7) =(!+/)® = -( ) (+"'(') (В)цц(-"') )="- (Х-!02) (Х-103) 684 '=,+' (..—;)~ —,) ( — '") ~ — ") — „.
(-.) где Ак — коэффициент, который составляет 5,15 для точки инверсии при ы„=мв Ю 2.36 для точки подвисания жидкости при — =0,66 и0,59для точкиторможения 1"и х. Аьсогьция, вективиклция. певегонкд вз ге, пара прн — = 0,25; лля других отношений — значение Аз можно опрегвн вн делить по рис.
Х-15. Для процесса ректнфнкацин фактор гидродинамического состояния системы ) определяется по формуле: ![ ! )„~ ! )„5 акыз р а.ю Р о,езз Г= -; ° -к[ )' [~)' ["-)',хлре В т о р о й с п о с о б. Гидравлическое сопротивление слоя орошаемой насадки в пределах от точки торможения да точки подвисания жидкости можно определить по следующим формулам [Х-24).
Для керамических колец (в«=сопя!)". а) при Н(30 мм брз-к (Х-105) (1 — 1,65 10 'з — — А') ре б) при б>30 мм и А'<0„3 бр, „ (Х-!06) бр (! А)а в) при И>30лгм и А'>0,3 рв-к (Х-10» Лр„(1,13 1,43А )в Для стальных колец (в сопя!): У бр„ бр = (1-!39.4)а (Х-108) А' 3)/к[ — )— (х ие) где Š— плотность орошения, кг(м' се«); Ь вЂ” коэффициент, являющийся функцией критеРия Йе для жидкости. Коэффициевт Ь рассчитывается яо формуле: 1.74 В а,з (Х-110) Значение критерия ((е определяется нз выраженияг 45 пвк =— арк (х-ш) В зтих формулах А' — параметр орошения, который вычисляется по уравнению: нпкамендгьмын лпплглты для пгоцсссов еьктивиклции и льсогьции Скорость газа, прн которой наступает инверсия фаз в насадочных колоннах 83, Установлено, что скорость легкой фазы в обычных насадочных колоннах работающих в условиях начала затопления насадки н появления змульгацяонного слон (т.
е. в режиме тачки инверсии фаэ), можно определить по следуюагему уравнению [О-6)." ~г [ — '"," [~') ~ -л — 1гг[ — ) [ — ") ~х.пч (Х-Из) Для исчерпывающей части нолонны: Ок ~+~ а а„= л+~ (Х-114) где Л вЂ” число флегмы; р — число кнломолей исходной смеси на ! «моль дистнллата. Количественные гидродннамические характеристики обычных насадочных колонн ниже точки инверсии см. [О-б). Практически обычные насадочные колонны работают при скоростях нз !Π— 20гй виже скоростей затопления [О-Ц. Возникновение того илн иного режима работы колонны зависит от соотношения скорости фактической в„ и скорости вк, при которой наступает инверсия фаз (табл. Х-8). Скорость газа, соответствующая оптимальному режиму работы насадочных колони 86.
Для обычных насадочных колонн, работающих в оптимальном режиме, предложено следуюшее уравнение [0-2, Х-17): О~о,лз ' Ь) (Х-115) Здесь )(ез — критерий Рейнольдса, значение которого соответствует началу подвнсания: 4вопт Рз Йе„= з ра Аг — критерий Архимеда: ~з г( Р (Рк Ри) Я Рз 687, где в„— скорость газа (пара), отнесенная к полному сечению колонны, м[сгк (при вк — — гян происходит инвйрсия фаз, при в„> в„устанавливается эмульга. ционный режим); а — удельная поверхность насадки, лг'/мл; р„— плотность газа (пара), «г[лгз; р„— плотность жидкости, «г[мь! (л, — свободный объем насадки, мг(мз; Є— вязкость жидкости, н сг«/мз; р=! ° 10-' — вязкость воды при Ю'С, н ° се«гмт; Цгл — отношение массовых расходов жидкости и газа (пара), «г)«г; А — коэффициент (для ректифнкацин — О,!25, для абсорбции 0,02«2).
84. В ректифнкацианных колоннах оптимальная скорость изменяется по высоте аппарзта, Поэтому надо найти среднюю оптимальную скорость для укрепляюшей (верхней) и для исчерпывающей (нижней) частей колонны, Для укрепляюшей части колонны: Ок О 0„лг+1 х. льсорьция, рьктнвикдцня, нгрнгонкл йеуру Ггопт = б,р (Х-Пб) Вычисленная по этому методу юрят составляет примерно 8072 от скорости захлебывания. Предельная скорость эмульгировання в змульгационных колоннах 87.
Для эмульгациониых колонн предложено уравнение, определяющее предельные скорости потоков в режиме эмульгирования прн ректификацни и абсорбции [0-1, Х-16]: (О ( ' ( — ) ] ОО~ — (.(О( — ) (~) (Х-((Ч где юг.зр — предельная скорость газа (пара) в режиме эмульгиравания, отиесеннан к полному сечеияю колонны,м/гусь Подробнее см. [0-6]. Диаметр нвсадочных колони 88. Диаметр обычной насадочной н эмульгационнай колонн определяегся по формуле: (Х-118) где )(†секундный расход газа (пара), мг)сгк; шг — скорость газа (пара), отнесенная к полному.сеченшо колонны, м)сек.
89. Величина и определяется: а) для обычной насадочной колонны по формулам (Х-112) и (Х-П5); б)' для эмульгационной колонны по формуле (Х-!17). 99. Сечение колонны: (Х-П9) 91. Для обычных насадочных колонн после определения величины р необходимо найти плотность орошения ум )ж 0,7]ю Ог м' сук, (Х-120) )ч = 0,785 РО где )с( — объем жидкости, мг)сек. Оптимальная плотность орошения устанавливается по формуле (Х-39).
Если плотность орошения меньше оптимальной, то следует изменить размеры насадки или учесть коэффициент емвчиваемости (рис. Х-3). Кроме того, для В этих формулах: ю ОΠ— оптимальная скорость газа (пара), м/сгк; рр— плотность газа (пара) при заданной температуре. кг/мз; р„— плотность жидкости при заданной температуре, кг)м', р„— вязкость газа (пара) прн заданной 4йс температурц и ° сгк!м', (х = — — эквивалентный диаметр насадки, м; 'х'Π— свободный объем насадки, мг)мз; а — удельная поверхнос(ъ насадки,мт(мг; С вЂ” расход газа (яара), кг/(мй ° сгк); А — расход жидкости, кг/(мх сек).
88. Определив йес по формуле (Х-115). можно вычислить оптимальную скорость газа (пара): рпкоминдтьмыв лпплрлты для процвссов рьктнвиилции и льсорьцни равномерного смачиваиия насадки необходимо обеспечить следующее соогно- шение диаметра колонны(1) н диаметра насадки ((: Высота слоя насадки н зффектнаность насадочиых колони 92. Высота слоя насадки в обычных насадочных колоннах, работающих при оптимальном режиме, может быль определена по следующей формуле [Х-17]: (Х-121) Здесь ю,— скорость гааз (пара), соответствующая оптимальному режиму работы обыччой насадочиой колонны, определяемая по уравнению (Х-!16); с кг . 1 К „— объемный коэффициент массопередачи, ур кг сгк ' У = —; т — чисмз ° сгк °вЂ” м' ло единиц перепаса прн расчете по газовой (паровой) фазе: Ув УСУ ) ж (ф— 'С„) с Куз г(э .
шопт ХРу . с 1(у с 2 г(' где [()и'= —; йеу = Рг' = —; )»О — коэффициент дифОу ' У ру ' руРу ' фузин газа (пара», мз/ггк, (ОΠ— эквивалентный диаметр насадки, м; р„— плотность газа (пара), кг/м', р„— вязкость газа (пара), и ° сгк(мз. 93. Высота слоя насадки в абсорбциоиных колоннах (если рабочая линна и линия равновесия представляют собой прямые) может быть определена яо след щнм формулам [0-6]. Г ля легкорастварнмых газов( с О К„'.[5С„ Для труднорастворимых газов: Н=, м О к [бс ср (Х-124) Здесь С вЂ” количество збсорбированного газа, кг/сгк; [ — площадь полного сечения колонны, мт; дС и 5СУ вЂ” средние логарифмические значения ср ХР движущих сил, выраженные з концентрациях газовой (С„) н жидкой (Сч) где С и С вЂ” содержание легколетучего компонента в газовой (паровой) ' У У фазе и равновесное в любом сечении аппарата, кг/мз (интегрирование производится от меньшей концентрации до большей).
Объемный коэффициент массопередачи определяется по уравнению: Ии'=0.035йе„Д(Рг ) ' (Х-122) х. льсорьция, рьктвьвклция, пагигаикл фаз, кг/и»; К и К вЂ” объемные коэффициенты массопередачи, отнесенные к рю «» кг 1 газовой и жидкой фазам. кг сгк м'.сгк м' Коэффициент массопередачн для легкорастворимых газов [формула (Х-123)[г Ь[н„' == 00315 — „' Веа'" [Ргр) '» (1 +/) (Х-125) ых газов [формула Коэффициент массопередачи для труднорастворим (Х-124)[: Ыа' = 023 — » ЙЬ«д [Рг')чг(1+/) (Х-126) К„» г(,, К г/, ш„г/»р„ В этих формулах: Ын„= ~ »; Р)о =; )!е„= ш«8»Р«, г !"г .
г Р« . с 4Р Ве = " «; Рг = †; Рг = — ; г/ = — †эквивалентн диаметр насадки, м; Р« — свободный объем насадки, «г»/м', а в удельная поверхность насадки, м»/м»; 6,. « — эквивалентный диаметр для стандартной насадки (25Х25ХЗ мм), м; ю« — скорость газа, отнесенная к полному сечению колонны, м/сгх; ш« — скорость жидкости, отнесенная к полному сечению колонны, и/сек; / — фактор гндродинзмического состояния двухфазной системы [формула (Х-!02)]; /)» и  — коэффициенты диффузии абсорбнруемого газа в газовой и жидкой фазах, мг/сек; р„ н р„ — плотность газа и жидкости, хг/м', Р„ и л— вязкость газа и жидкости, и сгк/мг формулу для определения коэффициентов массопередачи в точке инверсии фаз см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
