Высоту от верхнего днища до первой ситчатой тарелки h1 принимают равной 1,10 м. Высоты определяют исходя из числа тарелок в этой части колонны и расстояния между ними. Согласно технологическому регламенту, расстояние между тарелками равно 0,5 м. Тогда:
h2=h4=(n-1)*h=(4-1)*0,5=1,5 м.
Высоту берём из расчёта расстояния между четырьмя тарелками, следовательно:
h3=h*0,3=1,5 м.
Высоту принимаем равной 2 м. Высоту опоры колонны принимаем исходя их практических данных равной 4 м. Общая высота колонны согласно технологическому регламенту равна 14,04 м.
Из формулы для расчёта общей высоты колонны рассчитываем величину h6.
h6= H-h1-h2-h3-h4-h5-h7=14,04-1,1-1,5-1,5-1,5-2-4=2,44 м.
Объём реакционной массы внизу колонны исходя из запаса остатка на 10 минут, равен:
V=Gшихты*10/(ρ*60)
Плотность шихты ρ равна 796,04 кг/м3. Отсюда:
V=14214,55*10/(796,04*60)=2,98 м3.
Площадь поперечного сечения колонны:
F=V/h6=2,98/2,44=1,22 м2.
Диаметр колонны рассчитывается, исходя из формулы:
D=(4F/π)1/2=1,22/0,785=1,25 м.
Согласно выполненным расчётам принимаем к эксплуатации вертикальный цилиндрический аппарат. Количество ситчатых тарелок-4 штуки, диаметр – 2200 мм.
Опираясь на данные технологического регламента и спецификации на оборудование, можно однозначно сказать, что имеющегося на производстве оборудования хватит с запасом для обеспечения заданной производительности.
Расчёт штуцеров колонны.
В общем виде формула для расчёта диаметра штуцерных соединений имеет следующий вид:
Dшихты=(V/(ω*0,785))1/2
V - объёмный расход потока, м3/с; ω - скорость потока, м/с.
Для расчёта диаметра штуцеров необходимо задаться объёмными скоростями, которые принимают исходя из агрегатного состояния и давления потока в трубопроводах.
Тогда диаметр штуцера для ввода шихты сырья составит:
Dшихты=(0,005/1,16)1/2=0,057 м.
По ГОСТ 12821-80 принимаем, что Dшихты= 65 мм.
Допустимая скорость потока сырья составит:
ωшихты= V/(0,785*Dшихты2)=1,94 м/с.
Примем, что скорость воздуха на входе в колонну равна 20 м/с. Тогда диаметр штуцера для воздуха будет равна:
Dвоздуха=(0,83/15,7)1/2=0,230 м.
По ГОСТ 12821-80 принимаем, что Dвоздуха=250 мм.
Расчётная допустимая скорость потока воздуха составит:
ωвоздуха=V/(0,785*Dвоздуха2)=16,99 м/с.
Для ввода охлаждающей воды:
Dводы=(0,013/0,18)1/2=0,27 м.
По ГОСТ 12821-80 принимаем, что Dводы=300 мм.
Расчётная допустимая скорость потока воды составит:
ωводы=V/(0,785*Dводы2)=0,7 м/с.
Для реакционной массы на выходе из аппарата:
Dвых=(0,021/0,18)1/2=0,34 м.
По ГОСТ 12821-80 принимаем, что Dвых=350 мм.
Расчётная допустимая скорость потока воды составит: