Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 [ 83 ] 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

.CVi "fVl- №1 OlI Сп

7»

Ig&p

Рис. VII-18. Схема к гидравлическому расчету тарелок провального типа:

а - схема провальной тарелкн; б - схема движения потоков пара и жидкости через отверстия провальной тарелки

ШЩ IgW

Рис. VII-10. Зависимость гидравлического сопротивления тарелки провального типа от скорости газа: 1 - при больших нагрузках по жидкости; 2 - при средних нагрузках по жидкости; 3 - при малых нагрузках по жидкости; 4 - сухая тарелка. Режимы: / - смоченной тарелки; II - барботажный

мых, практически параллельных сопротивлению сухой тарелки и расположенных тем выше, чем больше орошение. Режим смоченной тарелки существует до некоторой критической скорости газа W„u„, при которой силы трения газа о стекающую жидкость возрастают настолько, что образуют на тарелке слой жидкости (участок АВ на кривых).

При дальнейшем увеличении скорости газа в пределах от точки В до точки С происходит накапливание жидкости на тарелке и образование газожидкостного слоя (пены) вследствие увеличения сопротивления на границе раздела фаз, движущихся противотоком через отверстия в полотне тарелки.

Превышение скоростью газа (пара) точки С сопровождается резким увеличением гидравлического сопротивления тарелки за счет накопления жидкости на тарелке; в конечном

Таблица VII.l

Зиачеиие коэффициента А в уравнеинн (VII. 13)

Скорость пара (газа) W

Тип тарелки

Стандартная решетчатая

С отгибом кромок щелей, трубчато-решетчатая

Минимальная V/ ,„ Захлебывания W при < 1 м

при > 1 м

2,95

10 ехр

0,465

D,-0,4

ISexp

0,465

D,-0,4

счете это приводит к нарушению нормального перетока жидкости на нижележащую тарелку. Режим, соответствующий точке С, носит название режима «захлебывания».

Таким образом, скорость паров в колонне с тарелками провального типа должна лежать в пределах между VVi„ (точка В) и (точка С) на

рис. VII-19.

При скорости пара, несколько меньшей Wj, тарелка работает нормально с большой высотой слоя пены Я„, а следовательно, и с развитой поверхностью контакта фаз. Поэтому рабочую скорость пара в колонне W следует выбирать так, чтобы она приближалась к скорости захлебывания, но не превышая ее. Обычно принимают, что

W,<W< (0,80,85)Vy .

При расчете предельных скоростей паров на тарелках провального типа может быть использовано уравнение

У=Аехр(-4Х), (Vn.l3)

где Y и X - комплексы, определяемые из выражений:

Рп ,,0,16. V -

где W - минимальная скорость пара в колонне или скорость захлебывания, м/с; д - ускорение свободного падения, м/с; = AFJU„ - эквивалентный диаметр отверстий тарелки, м; - площадь сечения отверстий тарелки, м; По - периметр отверстий тарелки, м; фо = Fo/F. - относительное свободное сечение тарелки, м/м; F„ - площадь сечения колонны, м; Рп и р;,; -соответственно плотности пара (газа) и жидкости, кг/м; р» - вязкость жидкости, мПас; L, G - соответственно массовые расходы жидкости и пара (газа), кг/с; А - коэффициент, значение которого определяется в зависимости от скорости пара, типа тарелки, диаметра колонны и может быть принято по данным табл. VII. 1.

Расчет скорости пара в колоннах диаметром более 0,8 м может быть выполнен также по уравнению, полученному при разложении в ряд выражения (VII.13):

W = -

„0,08

(Vn.l4)

Таблица VII.2

Значение коэффициента Z в уравнении (VII.14)

Коэффициент Z в уравнении (VII. 14) принимается по данным табл.

VII.2.

Уравнение (VII.14) дает более наглядное представление о влиянии различных факторов на значение скорости пара в колонне с провальными тарелками. При расчете рабочей скорости пара по уравнению (VII. 14) получается запас около 30 -35 % по отношению к скорости захлебывания.

Полученную по приведенным уравнениям величину скорости захлебывания необходимо умножить на поправочный коэффициент К, зависящий от расстояния между тарелками Н, и определяемый по графику, приведенному на рис. VII-20.

Расстояние между тарелками определяют из выражения

где Н„ - высота пены на тарелке, мм; - высота сепарационного пространства, мм.

Для расчета высоты пены используют уравнение

Я„ =

2(1-т)

РРж?

где Др - гидравлическое сопротивление тарелки. Па; т - доля свободного сечения тарелки, занятого стекающей жидкостью, м/м; р - относительная плотность пены.

Долю свободного сечения тарелки т, занятого стекающей жидкостью, определяют из выражения

200 250 300 350 Щ,тл

Рис. VII-20. Зависимость поправочного коэффициента К„ для расчета скорости захлебывания провальных тарелок от

расстояния между тарелками