Documente online.
Zona de administrare documente. Fisierele tale
Am uitat parola x Creaza cont nou
 HomeExploreaza
upload
Upload




Fisa procesului tehnologic REACTORUL

tehnica mecanica




REACTORUL

Locul si rolul reactorului în schema tehnologica







a.     Locul reactorului


Gazul brut de sinteza obtinut din hidrocarburi sau carbune contine cantitati importante de CO2. În instalatiile bazate pe reformarea metanului în doua trepte, faza gazoasa rezultata dupa conversia oxidului de carbon la joasa temperatura contine 17,65 % si respectiv 18,42 % CO2. Acesta trebuie îndepartat, deoarece acesta este o otrava puternica pentru catalizatorul de sinteza si, în acelasi timp, este necesar, în stare cât mai pura, ca materie pura pentru fabricarea ureei.

Îndepartarea CO2 se face, în toate procesele actuale prin absorbtia într-un solvent adecvat. Cei mai importanti absorbanti utilizati în diferite etape ale dezvoltarii industriei amoniacului sunt: apa, solutii apoase de etanolamine (MEA, DEA, TEA), solventi organici, solutii de carbonat de potasiu, apa amoniacala, solutii de hidroxid de sodiu.

În procesul prezentat în continuare, se folosesc solutii fierbintii de K2CO3, activate cu As2O3. CO2 din gazul brut de sinteza, trece în solutie sub forma de KHCO3. Regenerarea absorbantilor concomitent cu eliberarea CO2, se realizeaza prin procesul de desorbtie.

Procesul cuprinde si procese fizice de schimb de caldura, condensare si separe a apei in faza gazoasa si transportul solutiilor cu ajutorul pompelor.

În figura 1. este prezentata schema generala simplificata a procesului tehnologic de eliminare a CO2 prin procedeul Gearumarco- 12512w2214m Vetrocoke. Gazul brut de sinteza ce contine 17,81 % CO2, 61,38 % H2, 20,05 % N2, 0,30 % CO, 0,22 % CH4 si 0,24 % Ar, cu temperatura de 136oC si presiunea de 26 atm, cedeaza o parte din caldura în fierbatorul (1), de la baza coloanei de desorbtie (2), parcurge separatorul (3), si apoi intra, cu 128oC, la baza coloanei de absorbtie (4). Gazul rezultat din coloana de absorbtie, dupa spalarea în (3), mai contine doar 0,1 % CO2. în coloana de absorbtie se introduce atât solutie regenerata, la vârf, cât si solutie semiregenerata. Din coloana de desorbtie rezulta dioxidul de carbon, care dupa racire în (6) si separarea condensului în (7), contine 99,5 % CO2.

Procedeele care utilizeaza ca absorbant solutie activat de carbonat de potasiu, au avantajul unei regenerari usoare a acesteia si de aceea, sunt cele mai economice. Cel mai activ dintre catalizatorii utilizati în procedeele actuale este trioxidul de arseniu. Acesta este însa toxic. De aceea, în prezent se întreprind cercetari în vederea gasirii unor noi activatori cu eficienta ridicata si netoxici. Pe lânga activatorii clasici (Al2O3, DEA) s-au testat: dimetilneopentanolamina (DMNPA), etilenglicolul (EG), glucoza (GU), glicerina (GY), metilureea (MU), ureea (U), neopentonoamina (NPA), trietilentetramina cu formaldehida (TE) si trietilenpentamina cu formaldehida (TEPA).



b. Rolul reactorului


Bioxidul de carbon trecut prin interfata reactioneaza cu carbonatul de potasiu conform reactiei (1):

CO2 + K2CO3+H2O → 2KHCO3 (1)

(A)

Sunt neglijate reactiile la care participa activatorul; acestuia i se atribuie doar proprietati catalitice. Reactia (1) se considera ireversibila.


Expresii de viteza


În conditiile din reactor, reactia (1) poate fi considerata rapida în raport cu transferul de masa pe toata înaltimea acestuia. Viteza reactiei omogene descrisa de (1) este:

vRA = kAs*[As(OH)2O -]*cA , în care: [2]


kAs este constanta vitezei de reactie în prezenta activatorului As2O3, iar [As(OH)2O -] concentratia ionilor arsenit în solutie considerata constanta pe înaltimea reactorului si egala cu cea corespunzatoare disocierii complete a H3AsO3.

În ipotezele modelului Danckwerts pentru transferul de masa, factorul de amplificare al absorbtiei este:

E =(1+ Ha2)1/2, în care Ha = / kL [2]

Viteza procesului vP, exprimata ca fluxul molar de A ce trece prin interfata este:

vP = kL * cAi * E. [2]

Constanta de viteză se calculează cu expresia:

lgkAs = 12,2- ( 2830/T),(m3/kmol*s)    [2]


Efectul termic al reactiei


Entalpia de reactie se poate considera constanta si egala cu:

ΔHR, 333 = - 6272 kcal/kmol CO2 abs.


Criterii pentru alegerea tipului de reactor pentru o reactie data


- regimul cinetic - o reactie rapida are nevoie de o arie interfaciala mare, asa încât se va alege o coloana cu talere s-au cu umplutura; o reactie lenta necesita un volum de lichid mare, ceea ce conduce la un reactor cu barbotare sau a unui reactor cu agitare mecanica.

- efectul termic - daca efectul termic al reactiei este important se va alege reactorul care permite îndepartarea eficienta a caldurii (reactoare cu talere perforate, reactoare cu pulverizare, reactoare cu bule, reactoare cu agitare mecanica).

- formarea unui precipitat - în cazul formarii unui precipitat se alege un reactor care nu se colmateaza (reactor cu agitare mecanica, reactoare cu pulverizare, reactor cu perete udat, reactor cu barbotare).



























Capitolul 3


MODELUL FIZIC AL REACTORULUI


Constructia coloanei cu umplutura urmareste marirea la maxim a suprafetei de contact dintre faze. În reactorul utilizat, lichidul curge de sus în jos, sub actiunea gravitatiei, iar amestecul gazos de jos în sus, sub influenta presiunii. Transferul de substanta are loc "pe suprafata" peliculei de lichid formata pe corpurile de umplere, între lichid si gaz.

Din punct de vedere al curgerii reactorul (coloana de absorbtie) poate fi reprezentat cu o precizie foarte buna prin modelul ideal de tip D. Vitezele relativ mari de curgere, cât si lungimea apreciabila, conduc al caderi mari de presiune în lungul reactorului.

Corpurile de umplere utilizate sunt inele ceramice de tip Raschig (25X25X3). Acestea sunt caracterizate de o suprafata specifica (σ) egala cu 204 m2/m3 si de un volum liber (ε) de 0,74 m3/ m3. Datorita valorii relativ mari a suprafetei specifice, acestea asigura o suprafata de contact destul de mare. Utilizarea inelelor ceramice este avantajoasa si pentru rezistenta mare la coroziune.

Stratul de umplutura este sustinut de suporturi ondulate. Acestea trebuie sa îndeplineasca urmatoarele conditii: sa reziste la coroziune si la greutatea umpluturii si lichidului si sa aiba o sectiune libera care sa nu permita caderea corpurilor de umplere, dar care sa fie suficient de mare pentru a permite trecerea fluidelor, sa se monteze si sa se demonteze usor. De asemenea, asezarea direct pe umplutura a unui limitator de strat, poate împiedica fluidizarea si distrugerea acesteia.


Criterii pentru alegerea tipului de reactor pentru o reactie data


- regimul cinetic - o reactie rapida are nevoie de o arie interfaciala mare, asa încât se va alege o coloana cu talere s-au cu umplutura; o reactie lenta necesita un volum de lichid mare, ceea ce conduce la un reactor cu barbotare sau a unui reactor cu agitare mecanica.

- efectul termic - daca efectul termic al reactiei este important se va alege reactorul care permite îndepartarea eficienta a caldurii (reactoare cu talere perforate, reactoare cu pulverizare, reactoare cu bule, reactoare cu agitare mecanica).

formarea unui precipitat - în cazul formarii unui precipitat se alege un reactor care nu se colmateaza (reactor cu agitare mecanica, reactoare cu pulverizare, reactor cu perete udat, reactor cu barbotare).


Capitolul 4


ECUATIILE MODELULUI MATEMATIC


4.1. Ipoteze pentru constructia modelului matematic


-reactor cu umplutura udata;

-circulatia fazelor: DG- DL în contracurent;

-rezistenta nula la transferul de masa în faza gazoasa;

-rezistenta nula la transferul de masa în faza lichida;

-continutul de umezeala a gazului se considera constant în lungul reactorului;

-pierderile de caldura în exterior se neglijeaza;

-presiunea se considera constanta;

-electrolitii prezenti în solutie nu influenteaza valoarea constantei lui Henry.



4.2. Deducerea modelului matematic


Ecuatiile modelului matematic se deduc aplicând ecuatiile de bilant molar si de caldura elementului de reactor din figura (2).




a. Bilantul de materiale pentru faza gazoasa




GB*YA = nA+GB(YA+dYA)


nA=-GB*dYA

nA = debit de CO2 care traverseaza interfata;


nA=vP*aV*S*dz

av = suprafata specifica;


cA=pA*HA


pA=pyA=



(1) [2]


Debitul total de gaz intrat: G= G + dG + nA nA = - dG


GB*YA=nA+GB*(YA+dYA) nA = - GB*dYA


(2) [2]


Pentru lichid se prezinta bilantul de materiale:


L + dL + G = G + dG + L dL = dG


(3) [2]


Bilant de materiale pentru K2CO3:




dL*dc1 = 0


(4) [2]





(5) [2]



Bilant termic net:


GB*cB*(TG-T0)+GB*YA*cA*(TG-T0) = aG*(TG-TL)*av*S*dz+GB*cB*[(TG-


T0)+dTG]+GB*(YA+dYA) [(TG-T0)+dTG]*cA= aG*(TG-TL)*av*S*dz+GB


*cB*(TG-TL)+GB*cB*dTG+GB*[YA*(TG-T0)+YA*dTG+(TG-T0)dYA+dTG*


dYA]*cA



GB*cB*(TG-T0)+GB*YA*cA*(TG-T0) = aG*(TG-TL)*av*S*dz+GB*(TG-


T0)*cB+GB*cB*dTG+GB*YA(TG-T0)*cA+GB*cA*(TG-T0)*dYA



aG*(TG-TL)*av*S*dz+dTG*[GB*(cB+cA*YA)+GB*cA*(TG-T0)*dYA


(6)



(L+dL)*cL*[(TL-T0)+dTL]+ aG*(TG-T0)*av*S*dz+(DHRA)*GB*dYA=L*cL


*(TL-T0)


cL*[L*(TL-T0)+dTL]+ aG*(TG-T0)*av*S*dz+(- DHRA)*GB*dYA=L*cL


*(TL-T0)







Semnificatia termenilor este urmatoarea:

YA = raportul molar CO2 în gaz;

G = debitul molar total de gaz, kmol/h;

L = debitul molar total de lichid, kmol/h;

GB = debitul molar de inert faza gazoasa, kmol/h;

c1 = concentratia molara a K2CO3 în solutie, kmol/m3;

c2 = concentratia molara a KHCO3 în solutie, kmol/m3;

TG = temperatura fazei gazoase (în zona convectiva), K;

TL = temperatura fazei lichide (în zona convectiva), K;

αG = coeficientul partial de transfer de caldura gaz-lichid, kcal/m2*h*K;

kL = coeficientul partial de transfer de masa în faza lichida, m/h;

aV = aria interfetei de contact gaz-lichid, m2i = m2;

HA = constanta lui Henry, kmol/m3*at;

S = sectiunea transversala a reactorului, m2;

ΔHRA = entalpia de reactie, kcal/kmol;

cA, cB, cL = calduri specifice molare ale dioxidului de carbon, inertului si respectiv a solutiei, kcal/kmol*K;

ML = masa moleculara medie a solutiei, kg/kmol;

z = distanta în lungul reactorului, m.

Capitol 5


SOLUŢIONAREA MODELULUI MATEMATIC


5.1. Metoda de rezolvare.


Solutionarea sistemului de ecuatii care descriu modelul reactorului este rareori posibila analitic. De aceea se recurge la metode numerice de rezolvare. Metodele într-un pas (Euler, Runge-Kutta) satisfac, în general, cerintele de exactitate impuse de calculul de proiectare.

În acest caz se va folosi ca metoda de rezolvare, metoda Euler care rezulta din dezvoltarea în serie Taylor sau dintr-o interpretare geometrica. Datorita interpretarii în geometrice se mai numeste si metoda liniilor poligonale. Din dezvoltarea în serie Taylor, prin considerarea primilor doi termeni, rezulta urmatoarea formula:

y1 = y0 + h * f(x0, y0)

Odata obtinut y1, acesta poate fi folosit pentru obtinerea lui y2.

y2 = y1 + h * f(x1, y1)

Continuând rationamentul în acest mod, obtinem valorile aproximative y1, y2,. yn+1 ale valorilor adevarate y(x1), y(x2),. y(xn+1), plecând de la valoarea initiala constanta. Se poate scrie:

yn+1 = yi + h* f(xi, yi)

h = xi+1-xi, i = 0,1,2,.,n.

În utilizarea metodei Euler, apar erori care se propaga de la o etapa de calcul la alta, marimea erorii totale depinzând de numarul de puncte(xi, yi). Pentru obtinerea unei precizii cât mai bune este recomandabil sa se considere un h foarte mic.


















program de calcul











Simbol in modelul reactorului

Simbolul in program

Denumirea

Unitate de masura

YA

y1

Raportul molar al CO2 in gaz


G

y2

Debitul total molar de gaz

Kmol/h

L

y3

Debit total molar de lichid

Kmol/h

C1

y4

Concentratia molara a K2CO3

Kmol/m3

C2

y5

Concentratia molara a KHCO3

Kmol/m3

TGi

y6

Temperatura fazei gazoase la intrare

K

TLe

y7

Temperatura fazei lichide la iesire

K

d YA/dz

f1

Variatia raportului molar al CO2 in functie de inaltimea stratului de umplutura


dG/dz

f2

Variatia debitului molar total de gaz in functie de inaltimea stratului de umplutura


dL/dz

f3

Variatia debitului molar total de lichid functie de inaltimea stratului de umplutura


dC1/dz

f4

Variatia concentratiei molare a K2CO3 in functie de inaltimea umpluturii


dC2/dz

f5

Variatia concentratiei molare a KHCO3 in functie de inaltimea stratului de umplutura


dTG/dz

f6

Variatia temperaturii fazei gazoase la intrare in functie de inaltimea stratuluii de umplutura


dTL/dz

f7

Variatia temperaturii fazei lichide la iesire in functie de inaltimea stratului de umplutura


DHRA

HRA

Entalpia de reactie

kcal/kmol

alfaG

Coeficient partial de transfer de caldura gaz-lichid

kcal/m2*h*K

ML

Mlm

Masa moleculara medie a solutiei

kg/kmol

roL

Densitatea lichidului

kg/m3




5.3. Datele de intrare.


a). Debitul si compozitia alimentarii.

- debitul gazului uscat la intrare în reactor = 30360 Nm3/h.

- debitul solutiei de absorbant la intrarea în reactor = 2 kg/h.

- compozitia gazului la intrare în reactor, % volumetrice:

CO2 = 14,9

CO = 1,5

CH4 = 0,15

N2 = 20,8625

H2 = 62,5875

- compozitia gazului la iesirea din reactor, % volumetrice:

CO2 = 1,055

CO =1,075

CH4 =0,1744

N2 = 24,2516

H2 = 72,755

- compozitia solutiei la intrarea în reactor:

K2O = 186,3 g/l (sub forma de K2CO3)

As2O3 = 130 g/l

b). Proprietatile fizice ale componentilor si constantele care intervin în calculul acestora.

- entalpia de reactie: ΔHR,333 = -6272 kcal / kmol CO2 absorbit.

- coeficientii a, b, c din expresiile caldurilor molare:

. pentru N2 si CO → a = 28,31; b = 2,54*10-3; c

. pentru H2 → a = 28,68; b = 1,17*10-3; c = 0,92*10-6

- vâscozitatea lichidului la intrare: ηL,i = 1,153 cP

- vâscozitatea lichidului la iesire: ηL,e = 1,1176 cP

- densitatea lichid la intrare: ρL,i = 1199,7050 kg/m3

- densitatea lichid la iesire: ρL,e = 1078,0958 kg/m3

- vâscozitatea gazului la intrare: ηG,i =1,6022*10-2 cP

- vâscozitatea gazului la iesire: ηG,e = 1,5791*10-2 cP

- densitatea gazului la intrare: ρG,i = 8,634 kg/m3

- densitatea gazului la iesire: ρG,e = 5,59 kg/m3

c). Date constructive si de operare ale reactorului.

- presiunea gazului la intrare în reactor = 17 at

- temperatura gazului la intrare în reactor = TG, i = 65,9˚C

temperatura gazului la iesirea din reactor = TG, e = 62˚C


- temperatura solutiei la intrarea în reactor =TL, i = 58˚C




5.4. Parametrii modelului.


O parte din parametrii modelului matematic al reactorului, sunt constanti (caracteristici constructive si de operare precizate prin teme de proiectare si constante ce intervin în calculul proprietatilor fizico-chimice ale mediului de reactie), iar o alta parte variabila în lungul reactorului. Din a doua categorie, fac parte caldura specifica medie, vâscozitatea medie, densitatea medie, densitatea medie, masa molara medie. Acesti parametri se calculeaza la fiecare pas de integrare în lungul reactorului, cu ajutorul relatiilor cunoscute


5.5. Rezultate. Tabelul rezultat din program si graficele




















Bilant de materiale


Intrare gaz n reactor



Component

y

GV

(Nm3/h)

GM=Gv/22.4

(kmol/h

M (kg kmol)

Gm=GM M

(kg/h)

CO2






CO






CH4






N2






H2




Total


GVvi=SGVj


GMi=SGMj

GMi=1354.017857

=13.90025

Gmi=SGmj

Gmi=18821.18672








Kg/Kmol



Intrare lichid in reactor



L=250+0.3*n=250+0.3*11=253300 Kg/h

g/l - sub forma de K2CO3

g/l

g/l


concentratia masica a apei

kg/m3


debit volumetric la intrare


Component

r (g/l)

Lm =Lvi*r(kg/h)

M (kg/kmol)

LM (mol/h)

X=LM/LMi

K2CO3






As2O3






H2O






Total










iesiri cunoscute:



Debitul de CO2 absorbit (CO+CN­4+N2+H2)=GB=GMi*(1-yCO2.i


kmol/h



raportul molar:

fractia molara a CO2




Iesiri gaz din reactor






Component

Gm     (kg/h)

GM    (kmol/h)

y

Co2




CO




CH4




N2




H­2




Total







K2CO3 + CO2 + H2O 2 KHCO3





Iesire lichid


Component

LM (kmol/h)

x

M (kg/kmol)

Lm=LM*M (kg/h)

K2CO3





As2O3





KHCO3





H2O





Total










Bilant termic





Li*Cl (TLi-T0)+Gi*Ci(TGi-T0)+(-DHRA)*GCO ,rc

=Ll*CL(Ll-T0)+Ge* Ce(TGe-T0)


Li=LMi=9896,908277 Kmol/h

Gi=GMi=1359,375 Kmol/h

Ge=GMe=1160,567694Kmol/h

Le=LMe=9908,803904Kmol/h


Determinarea caldurii molare a componentilor gazosi


Cp=a+bT+cT2


CO2 : a=38.04 b*103=20.1 c*106=-3.48

CO : a=29.03 b*103=2.83 c*106=0.54

CH4 : a=39.11 b*103=40.2 c*106=0

N2 : a=29.03 b*103=2.83 c*106=0.54

H2: a=29.07 b*103=1.68 c*106=0.92


Ti=339.5 K

Te=335K


Cp N2,CO,i =a+bT+cT2

Cp N2,CO,i =29.03+2.83*10-3*339.5+(339.5)2*0.54*10-6

Cp N2,CO,i=30.053 J/mol*K

Cp N2,CO,e =a+bT+cT2

Cp N2,CO,e = 29.03+2.83*10-3*335+(335)2*0.54*10-6

Cp N2,CO,e=30.038 J/mol*K

Cp CO2,i=38.04+20.1*10-3*339.5+(339.5)2*(-3.48)*10-6

Cp CO2,i=44.3725 J/mol*K

Cp CO2,e=38.04+20.1*10-3*335+(335)2*(-3.48)*10-6

Cp CO2,e=45.164 J/mol*K

Cp CH4,i=39.11+40.2*10-3*339.5=52.7579 J/mol*K

Cp CH4,e=39.11+40.2*10-3*335

Cp CH4,e=52.577 J/mol*K

Cp H2,i =29.07+1.68*10-3*339.5+0.92*10-6*(339.5)2

Cp H2,i =29.746 J/mol*K

Cp H2,e =29.07+1.68*10-3*335+0.92*10-6*(335)2

Cp H2,e=29.73 J/mol*K

Ci= Ci*yi

Ci=44.3725*0.155+30.053*0.015+30.053*0.207125+52.7579*0.0015+29.746*

*0.621375=32.1158 J/Kcal*grd=7.672Kcal/Kmol*K

ce=45.164*0.01025+30.038*0.017569+30.038*0.2426+52.577*0.00175952+

+29.73*0.727817=30.008J/Kmol*K=7.168Kcal/Kmol*K

bilant termic


Li*Cl (TLi-T0)+Gi*Ci(TGi-T0)+(-DHRA)*GCO2 ,rc

=Ll*CL(Ll-T0)+Ge* Ce(TGe-T0)=

9896,908277*19.3*(331-293)+1359,375*(339,5-293)*7,366+6272*198,807=9908,803904*19,3*(T­Le-293)+


TLe=338,122K

TLe=65,122 C

Alte elemente necesare efectuarii calculelor, sunt vâscozitatile lichidului si gazului, precum si densitatile amestecului gazos la intrare si la iesire.

ηL = exp[-1,4033 + 511,6016/T], cP

ηL, i = exp[-1,4033 + 511,6016/331] = 1,153 cP → ηL, mediu = 1,1353 cP

ηL, e = exp[-1,4033 + 511,6016/337,8] = 1,1176 cP


ρG = (MG / 22,4)*(p/p0)*(T0/TG)

ρG, i = (MG, i/22,4)*(p/p0)*(T0/TG, i) = (14,12325/22,4)*(17/1)*(293/338,9) = 8,634 kg/m3

ρG, e = (MG, e/22,4)*(p/p0)*(T0/TG, e) = (9,038,204/22,4)*(17/1)*(335) = 5,59 kg/m3

Vâscozitatea amestecului gazos, la intrare si la iesire, se calculeaza cu formula:

ηG = MG/(Σy*Mj/ ηG, j), în care: Mj = masa moleculara a compusului "j".

Vâscozitatea medie a amestecului gazos: ηmedie = (ηG, i - ηG, e )/[ln (ηG, i / ηG, e)].

Vâscozitatile compusilor gazosi la temperaturile corespunzatoare intrarii si iesirii, se obtin prin interpolarea datelor din tabelul urmator (TG, i = 65,9șC=338,9K; TG, e = 62șC=335 K).


 

TșC

Compusi amestec gazos




CO2




CO




CH4




N2




H2











ηCO2, i 65,5șC     = 0,0158 cP; ηCH4, i 65,5șC = 0,0122 cP; ηCO, i 65,5șC = 0,019 cP;

ηCO2, e 62șC     = 0,0153 cP; ηCH4, e 62șC = 0,012 cP; ηCO, e 62șC = 0,0186 cP;


ηH2, i 65,9șC     = 0,0095; ηN2, i 65,9șC = 0,0188 cP;

ηH2, e 62șC     = 0,0093; ηN2, e 62șC = 0,0185 cP.

La intrare:

Σy*Mj, i / ηG, j, i = [(0,149*44/0,0158*10-3)+(0,015*28/0,019*10-3)+(0,0015*16/0,0122*10-3)+


ηG, i = MG, i/(Σy*Mj, i / ηG, j, i) = (14,12325/881490,43) = 1,6022*10-5 N*s/m2 = 1,6022*10-2 cP

La iesire:

Σy*Mj, eG, j, e=[(0,01055*44/0,0153*10-3)+(0,0175*28/0,0186*10-3)+(0,001744*16/0,012*10-3


ηG, e = MG/(Σy*Mj/ ηG, j) = 9,038204/572361,6071 = 1,5791*10-5 N*s/m2 = 1,5791*10-2 cP


ηmedie=(ηG, i - ηG, e )/[ln (ηG, iG, e)]=

=[(1,6022*10-2)-(1,5791*10-2)]/[ln(1,6022*10-2)/(1,5791*10-2)] = 0,015906 cP

ρL, medie= ρL, i + ρL, e = (1199,705+1078,0958)/2 = 1138,9004 kg/m3

ρG, medie= ρG, i + ρG, e = (8,634+5,58)/2 = 7,107 kg/m3
















CALCULUL DE INECARE



Se efectueaza calculul de inecare pentru a determina diametrul colanei cu umplutura.

Se calculeaza f(R) pentru baza coloanei:



Se calculeaza viteza gazului la intrare in coloana:


unde

Gvi = debitul de intrare a gazului

T = temperatura gazului la intrare

T =339.2 K

T0 = temperatura de referinta:273K


Se calculeaza viteza lichidului la iesirea din coloana:


unde:LVe = debitul lichidului la iesirea

din coloana.


Se propune diametrul coloanei: D=1.4


m/h

m/h


Se calculeaza viscozitatea amestcului gazos si a lichidului la baza coloanei:


cp


cp


Se calculeaza densitatea gazului si a lichidului la baza coloanei:



kg/m3


kg/m3


kg/m3



In functie de f(R) se alege Rlim:


Rlim=14.5


%




Se calculeaza f(R) pentru varful coloanei:




Se calculeaza viscozitatea amestcului gazos si a lichidului la varfulul coloanei:




cp





cp






Se calculeaza densitatea gazului si a lichidului la varful coloanei:



kg/m3


kg/m3


kg/m3



Se calculeaza viteza gazului la iesirea din coloana:


unde:

Gvi = debitul de intrare a gazului

T = temperatura gazului la iesire

T =335 K

T0 = temperatura de referinta:273K


Se calculeaza viteza lichidului la intrarea in coloana:


unde:LVi = debitul lichidului la intrarea

in coloana.


Se propune diametrul coloanei: D=1.1


m/h

m/h


In functie de f(R) se alege Rlim:


Rlim=12



%




































CALCUL PIERDERII DE PRESIUNE



Pierderea de presiune se calculeaza prin metoda Jaworankov:


    [1]


Se calculeaza densitatea medie a gazului si a lichidului intre intrare si iesire:



kg/m3



kg/m3


Se calculeaza vascozitatea medie a gazului si a lichidului intre intrare si iesire:



cp



cp



Se calculeaza diametrul echivalent dechiv:



m


Se calculeaza viteza medie a gazului:



m/s


Se calculeaza criteriul Reynolds:




Pentru Re>



Se calculeaza


unde = debitul mediu masic de gaz


kg/h


= 4.16 kg/s


kg/m2s


Se calculeaza


unde: = debitul masic mediu de lichid


=257866.58 kg/h


kg/m2s



Pt. f>



N/m2


N/m2











CALCULUL MECANIC




Pentru gaz:


Calcul mecanic se efectueaza pentru a determina viteza de curgere a gazului si lichidului in coloana cu umplutura.


Intrare gaz


GVi = 30360 m3/h GVi = 8.43 m3/s


unde w= viteza gazului


w se impune intre limite cuprinse intre 15 si 35 m/s


Se alege w = 35 m/s


m


In functie de aceasta valoare se alege dstas din culegerea de probleme "Probleme pentru subingineri" O. Floarea si colectivul.


dstas = 0.5 m


In functie de dstas se recalculeaza w:



m/s

Iesire gaz


GVe = 24000 m3/h GVe = 6.66 m3/h



m


Se alege dstas = 0.5 m



m/s




Pentru lichid:


Intrare lichid



unde LVi =222 m3/h LVi = 0.061 m3/s

w = 0.2...0.4 m/s


m


Se alege dstas = 0.5 m


m/s


Iesire lichid


LVe = 243.24 m3/h LVe =0.067 m3/h


w = 1...5 m/s


m dstas = 0.2 m


m/s





Document Info


Accesari: 3417
Apreciat: hand-up

Comenteaza documentul:

Nu esti inregistrat
Trebuie sa fii utilizator inregistrat pentru a putea comenta


Creaza cont nou

A fost util?

Daca documentul a fost util si crezi ca merita
sa adaugi un link catre el la tine in site


in pagina web a site-ului tau.




eCoduri.com - coduri postale, contabile, CAEN sau bancare

Politica de confidentialitate | Termenii si conditii de utilizare




Copyright © Contact (SCRIGROUP Int. 2024 )