Механические расчеты основных деталей и узлов вихревой колонны [6], [7]

Регенерация азотной и серной кислоты
Рефераты >> Химия >> Регенерация азотной и серной кислоты

b – ширина щелей, b = 0,04 м

h – высота щелей, h = 0,3 м

n – количество щелей, n = 8 шт

3. Площадь сечения контактной обечайки (Дко=0,66 м)

S3=0,785* Дко2=0,785*0,662=0,34 м2

4. Площадь кольцевого сечения между контактной обечайкой и завихрителем:

S4=м2

Где Дзав=0,51 – наружный диаметр завихрителя

5. Площадь свободного сечения колонны:

Двн=1,0 м – внутренний диаметр колонны

S5=0,785* Двн2=0,785 м2

6. Рассчитаем скорости газового потока: на второй по ходу газа ступенях колонны

W1=м/сек

На третьей ступени ( а также на последующих ступенях):

W2=м/сек

W3=м/сек

W4=м/сек

W5=м/сек

7. Гидравлическое сопротивление орошаемых второй и последующих ступеней определяется по уравнению:

= -4232,32 + 584,91Z1 +62,22Z2 + 3323,29Z4 +3372.03Z5 –7.14Z1Z2 – 184,01Z1Z4 – 403,7Z1Z5 - 72.09Z2Z4 - 56.8Z2Z5 – 2486,54Z4Z5 + 8.75Z1Z2Z4 +7.12Z1Z2Z5 + 145,99Z1Z4Z5 + 76,65Z2Z4Z5 – 8,49Z1Z2Z4 Z5, Па

где Z1 - W4, м/с=17,3 м/с

Z2 - , м3 /м2 час

Z3 – б/Дк.о, м/м

Z4 – н/ Дк.о, м/м

Z5 – S2/S1 м2 /м2

Для второй ступени:

Z2=м3 /м3 час

Для третьей ступени:

Z2=м3 /м3 час

Для четвертой ступени

Z2=м3 /м3 час

Для пятой ступени:

Z2=м3 /м3 час

Z3=б/Дко=0,19/0,66=0,28 м/м

Z4=б/Дко=0,36/0,66=0,55 м/м

Z5=S2/S1=0.096/0.13=0,74 м/м

Гидравлическое сопротивление второй ступени равно:

Па

третьей ступени:

Па

четвертой ступени

Па

пятой ступени

Па

8. Уравнение, описывающее изменение брызгоуноса с вихревой ступени от режимных и конструктивных параметров имеет вид:

E = -2.46 + 0.14Z1 +0.05Z2 + 3.44Z3 +2.08Z4 +2.09Z5–0.01Z1Z2 – 0.19Z1Z3 – 0.11Z1Z4 – 0.11Z1Z5 – 0.07Z2Z3 – 0.05Z2Z4 – 0.04Z2Z5 – 2.87Z3Z4 – 2.91Z3Z5 – 1.73Z4Z5 + 0.01Z1Z2Z3 +0.01Z1Z2Z5 + 0.15Z1Z3Z4 + 0.14Z1Z3Z5 + 2.37Z3Z4Z5 – 0.01Z1Z2Z3 Z4 – 0.01Z1Z2Z3 Z5 – 0.11Z1Z3Z4 Z5 + 0.08Z1Z4Z5 + 0.06Z2Z3Z4 + 0.05Z2Z3Z5 + 0.04Z2Z4Z5 - 0.04Z2Z3Z4 Z5, kJ/kJ

Относительный брызгоунос со второй ступени при принятых значениях (Z1- Z5) составляет:

E2=0,54 кг/кг

Относительный брызгоунос с третьей ступени:

E3=0,47 кг/кг.

Относительный брызгоунос с четвертой ступени:

E4=0,44 кг/кг

9. Гидравлическое сопротивление вихревой колонны составляет:

=+++++2+2+, где

-- гидравлическое сопротивление ступеней вихревой колонны, Па

= 2000 Па - гидравлическое сопротивление брызгоуловительной ступени

=2200 Па - гидравлическое сопротивление абсорбционной ступени

=3302,94+2152,54+2153,21+2155,52+2156,88+2*2000+2*2200=20321,1Па

Рассчитанные значения относительно брызгоуноса жидкости между ступенями колонны (E1-E4) соответствуют режиму работы вихревой колонны без образования тумана серной кислоты.

10. Расчет линий перетока жидкости

Площадь сечения переточных труб жидкости между ступенями: (Дтр=0,08 мм) Sпер=0,785*0,082=0,005024 м2

а) линии перетока жидкости после первой ступени:

Дтр=0,1 мм; Sпер=0,785*0,12=0,00785 м2

uж=м/с

б) линии перетока жидкости между второй и первой ступенями:

Sпер=0,005 м2

uж=м/с

в) линии перетока жидкости между третьей и второй ступенями:

uж=м/с

г) линии перетока жидкости между четвертой и третьей ступенями:

uж=м/с

д) линии перетока жидкости между пятой и четвертой ступенями:

uж=м/с

с) линия подачи слабой (70%) серной кислоты на пятую ступень колонны:

uж=м/с

4.3. Механические расчеты основных деталей и узлов вихревой колонны [6], [7]

1. Расчет толщины обечаек

Расчет производится в соответствии с ГОСТ 14249-80. Исполнительную толщину тонкостенной гладкой цилиндрической обечайки, нагруженной внутренним избыточным давлением рассчитываем по формуле: