Для уменьшения продольного перемешивания реакционной смеси, применяют секционирование аппарата установкой массообменных перегородок.
Для данного аппарата согласно [7 c.217] выбираем ситчатые тарелки ТС – Р.
Рабочее сечение тарелки 2,822
Диаметр отверстия 3 мм
Шаг между отверстиями 8 мм
Относительное свободное сечение тарелки 5,4%
Масса 120 кг
Общее количество тарелок 30
Ситчатые тарелки обеспечивают достаточно малый размер пузырьков по всей высоте колонны. Разрушают воздушные пробки, способствуют сохранению высокой величины площади контакта между газовой и жидкой фазами.
Определим гидравлическое сопротивление колонны.
Исходные данные:
Объемный расход аммиака VNH3 = 6,8·10-3 м3/с
углекислоты VСО2 = 2 м3/с
карбамида Vпл = 3,6·10-3 м3/с
Плотность аммиака ρNH3 = 910 кг/м3
углекислоты ρСО2 = 1,98кг/м3
карбамида ρпл = 900 кг/м3
Диаметр аппарата D = 2000мм
Диаметр тарелок D = 1800мм
Скорость плава
,
где с = 0,05
м/с
,
где α = 80º
м2
м2
Площадь отверстий
|
|
м2
Скорость плава через отверстия
м/с
Сопротивление тарелки
Н/м2
Найдем сопротивление, вызванное силами поверхностного натяжения
,
где σ – поверхностное натяжение жидкости (Н/м)
σ = 70 ·10-3 Н/м
Н/м2
Общее сопротивление
Н/м2
Сопротивление колонны
,
где п – число тарелок
Н/м2
Проверим условие:
- условие не выполняется.
Следовательно, уменьшаем число тарелок.
Примем, что п = 20
Тогда Н/м2
- условие выполняется.
Расчет массы аппарата
Масса корпуса аппарата
mк = 0,785(Dн2-Dвн2)Нρ
где Dн = 2,36 м – наружный диаметр корпуса;
Dвн = 2,00 м – внутренний диаметр корпуса;
Н = 29 м – высота цилиндрической части корпуса
ρ = 7800 кг/м3 – плотность стали
mк = 0,785(2,362-2,02)29·7800 = 845503 кг
Общая масса аппарата.
Принимаем, что масса вспомогательных устройств (штуцеров, фланцев и т.д.) составляет 10% от основной массы аппарата, тогда
m = 0,1(mк + mвс + mд + mкр) = 657771 кг = 6,45 МН
Масса аппарата заполненной водой при гидроиспытании.
Масса воды при гидроиспытании
mв = 1000(0,785Dк2 · Hц.к + Vд + Vкр) =
= 1000(0,785·2,02·18,3 +0,26 + 1,42) = 66914 кг
Максимальный вес аппарата
mmax = m + mв = 657771 + 66914 = 724685 кг = 7,10 МН