Ta chọn tháp hấp thụ loại đệm vòng Rasiga bằng sứ có các thông số [12-tr193] Đệm có kích thước: 35 x 35 x 4 (mm)
d : Bề mặt riêng của đệm: d = 135 m2/m3 Vd : Thể tích tự do của đệm: Vd = 0,78 m3/m3 Xác định vận tốc của khí đi trong tháp.
Vận tốc của khí đi trong tháp được xác định theo công thức[12-tr187] y = 1,2.e-4x 0,16 2 s d tbk x 3 n d tbk . . y . 6 g.v . 1 / 4 1 / 8 x tbk y tbl G x . 7 G Trong đó: S: Vận tốc sặc (m/s) d: Bề mặt riêng của đệm (m2/m3) g: gia tốc trọng trường (m2/s)
GX, GY lưu lượng lỏng, khí trung bình (kg/s)
tbk, tbl: khối lượng riêng trung bình của khí và lỏng (kg/m3)
x, n: độ nhớt của lỏng ở nhiệt độ trung bình và độ nhớt của nước ở nhiệt độ 20oC, N.s/m2 ( n = 10-3)
Vận tốc làm việc
GVHD: Dương Khắc Hồng 51
Các thông số của tháp
Vào: T = 450C, P = 10atm
Khối lượng riêng của dung môi (2% H2O - 98% NMP) NMP: N - metyl pyrolidon
NMP = 1025,1 (kg/m3)
H2O = 1000 (kg/m3)
Ở phần trước ta tính được khối lượng dung môi Vdm= 249,387 (m3/h) Do vậy:
G = 249,387 . 1025,1 = 255647,126 (kg/h) Từ bảng (8) ta có lưu lượng dòng khí đi vào
GKV = 21472,846 (kg/h) Ra T = 500C P = 8atm
GKR=17341,261 (kg/h)
+ Khối lượng riêng của khí vào từ bảng (19) ta có
V = xi. i = 0,5857 (kg/m3) + Khối lượng riêng trung bình của khí ra
R = xi . i = 0,5212 (kg/m3) +khối lượng trung bình của khí:
tbk = ( V + R)/2 = (0,5857 + 0,5212)/2 = 0,5534 (kg/m3) Lưu lượng trung bình của khí (đktc)
GK = (GKV + GKR)/2 = (21472,846 + 17341,216)/2 = 19407,031 (kg/h)
Độ nhớt của chất lỏng (x) (dung môi ra) Áp dụng công thức
lg(lg ) = K . /M - 2,9 Trong đó:
: độ nhớt của chất lỏng hữu cơ
: khối lượng riêng tương đối của chất lỏng (tỷ số so với nước) = 1025,01/1000 = 1,025
GVHD: Dương Khắc Hồng 52
M = 114 (kg/kmol) K: Hằng số phụ thuộc vào cấu trúc chất lỏng
K = A.n + p
Với A: Số nguyên tử cùng tên trong phân tử chất lỏng n: Trị số của hằng số nguyên tử 1 - 95 [11-tr92] P: Hiệu số hiệu chỉnh P = -24
Dựa vào bảng I-95 [11-tr 92]
K = 5 . 5,02 + 9 . 2,7 + 1 . 37 - 24 = 318 Thay các giá trị trên vào công thức độ nhớt ta được:
1 / 4 1 / 8 255647,126. 0,5534 X . 0,744 19407, 031 1024,52 0,16 2 4 s 3 3 .135.0,5534 8,16.10 Y . 10 0,98. 0,78 .1024,52
Thay các giá trị trên vào công thức (6)
Y = 0,024. s2 Thay các giá trị X, Y vào (5) ta được:
0,024. s2 = 1,2 . e-4 . 0,74 Suy ra s = 1,739 (m/s)
Chọn vận tốc làm việc = 0,9. s Vậy s= 1,739.0,9 = 1,565 (m/s)
Đường kính tháp xác định theo công thức [12-tr18]
k y tb 19407, 031 d 0, 0188. 0, 0188. 2,814(m) 0,5534.1.565 . G Quy chuẩn chọn D = 2,8 (m)
Chiều cao của tháp.
Đối với tháp đệm có
htd = 200 (Vd/ d)1/2* (v)-0,4[12-tr 168] Trong đó:
GVHD: Dương Khắc Hồng 53 Vd = 0,78 (m3/m3) d: Bề mặt riêng của đệm (m3/m3) v: Vận tốc pha khí trong tháp (m/s) v = 1,565 (m/s) Từ đây ta có: 1,2 td 0,4 0,78 1 h 200. . 0,344(m) 135 1,565
Số đĩa thực tế ta chọn NTT = 15 đĩa chia làm 3 đoạn, mỗi đoạn 5 đĩa. - Ta chọn khoảng cách giữa hai khoảng đệm là 1,5 (m)
- Khoảng cách tới đỉnh và đáy là 3,7 (m) Vậy tổng chiều cao tháp là:
H = 3 . (5 . 0,344) + 2 . 1,5 + 3,7 = 11,86 (m) Qui chuẩn H = 12 (m)
GVHD: Dương Khắc Hồng 54
CHƢƠNG 6: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ
Chọn vật liệu là thép CT3 Có các thông số kỹ thuật
+ Ứng suất giới hạn bền kéo k = 380.106 N/m2 + Ứng suất giới hạn bền chảy c = 240 . 106N/m
Ứng suất cho phép giới hạn bền kéo của thép được xác định theo công thức:
K K . 12 tr356 K: Hệ số an toàn giới hạn bền, K = 2,6 : Hệ số hiệu chỉnh = 1 Suy ra 6 6 2 K 380 .10 146.10 N / m 2,6 6 6 2 C 240 .10 160.10 N / m 1,5
C: Hệ số an toàn giới hạn bền chảy C = 1,5 Suy ra:
C
C
. 12 tr356
Để đảm bảo độ bền ta lấy giá trị ứng suất bé hơn để tính. [ ] = [ K] = 146.106 (N/m2)