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SCRUBBER DESIGN (Coluna de enchimento)
Elaborado por: Column Tag No. : CL2 ScrubberVerificado por: Job No. :Data: Client :
Project :
Entrada de dados Stream :
= Anel PallTamanho da embalagem = 50 mmPacking MOC = PP
Gas pr. Drop / m bed = 30 mmWC / m packing height = 294.2Altura total de embalagens = 3.54 m (including all packed beds)Altura Coluna = 6.04
Propriedade do Gas
Vazão = 8964.59 kg/h OR 10000.00
= 2.4902 kg/s = 2.777778
Pressão de entrada do Gas = 1.00 atm
Temperatura de entrada Ga= 30.00 = 303.00Taxa fluxo ar / gás = 70
Componente a ser lavadoNome = Cl2Taxa de fluxo do compente = 1038.16 Kg/h% comp. ar/gas = 8.64 % (v/v)Peso molecular do compon = 70.906
Propriedades da Solução de lavagemSolução média = 20% NaOHTaxa de fluxo de liquido = 15600 kg/h = 13.00 m³/h
= 4.3333 kg/s
Densidade do liquido = 1200 Conversion :
Viscosidade do liquido = 0.1 80 0
= 203
= 102 Ref. Table 6.3, Characterstics of Random packingsFator de conversão, J = 0.92 factor for adequate liquid distribution & irrigation across the bed
Tipo de embalagem
(N/m2)/m
m3/h
m3/s
oC oK
(presumed) / (given by client) / (by process cal.)
kg/m3
Ns/m2 Cp = Ns/m2
Fator de empacotamento, Fp m-1
Caracteristicas do fator de empacotamento,Cf
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Para calcular diâmetro da coluna
Uma vez que grandes quantidades de fluxo estão no fundo de um amortecedor, o diâmetro serão escolhidospara acomodar as condições de fundo
Para calcular a densidade do gasAvg. Peso molecular = 70.9 Kg / Kmol
Se a taxa de fluxo de gás é de dado por kg/h Se a taxa de fluxo é dado em m3/h
Gas in = 0.03512219936 Kmol/s Gas in x pr. in atm x 1kmol = mass / mol wt T in kelvin 1.0 atm 22.4
= 273 pr. In atm 1 = 0.11173 Kmol/s
= 0.873192 = 7.921652 Kg/smass = mol wt x kmol
Selecione vol. de taxa de fluxo e taxa de fluxo de massa por cimaSelecionados taxa de fluxo = 2.4902 Kg/s
Selecionados taxa de fluxo = 0.873192Selecionados Vazão molar = 0.03512219935721 Kmol/s
Portanto densidade do ga= 2.8518 (mass flow rate / vol. Flow rate)
Para encontrar L', G' e área da Torre c/sAssumindo a absorsão completaComponente removido = 0.2150 Kg/s (molar flow rate x % comp. x mol. Wt.)Liquido deixando = 4.5484 Kg/s (Inlet liquid flow rate + comp. Removed)
0.5 = 0.08904
Utilização 0.08904 as ordinate, 294.2
= 0.039 (from graph)
Portanto, G' = 0.039 0.5
= 1.3515
Área de torre c/s = 1.8425 ( c/s area = mass flow rate / G' )
Diâmetro da Torre = 1.5317 m = 1531.7 mm= 2000 mm
Area correspondente à c/s = 3.1416
= (m3/s) x 273
(kmol/s) x T in kelvin x 1.0 atm x 22.4
m3/s
m3/s
Kg/m3
L' G
G' L
Refer fig.6.34 usando uma queda de pressão de gas de(N/m2)/m
G' 2 Cf µL0.1 J
G ( L -- G) gc
G ( L -- G) gc
Cf µL0.1 J
Kg / m2.s
m2
m2
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REQUISITO PARA ESTIMAR PERDA DE POTÊNCIA
eficiência do ventilador = 60 %
Para calcular a queda de pressão
Queda de pressão de irriga = 1040.52 (pressure drop per m packing x total ht. of packing)embalagem
Para embalagens local seco
O/L Gas flow rate, G' = 0.7242 (Gas inlet flow rate - Component removed) / c/s area
O/L Gas pressure = 100284.482118219 (subtracting pressure drop across packing)
= gas mol wt. x 273 x gas o/l pr. 22.41m3/Kmol T in kelvin 101330
= 2.7853
= 47.5 Ref. Table 6.3, Characterstics of Random packings
Delta P =
Z
= 8.94
Perda de pressao por ench = 1049.46 (irrigated packing + dry packing)
Perda de pressao por inter = 30 mmWC (packing supports and liquid distributors)
= 294.20
Velocidade do Gas = 0.884194 m/s
Inlet expansion & outlet = 1.5 x Velocity heads =contraction losses = 0.59 N m / Kg
= 1.67 (divide by density)
Perda total de pressão = 1345.33 (packing + internals + losses)
Perda total de pressão = 137.28 Kgf/m² = 0.01 atm
Fan power output =
= 1098.91 N .m / s= 1.10 kW
Power for fan motor = 1.83 kW (fan power output / motor efficiency)= 2.46 hp
assumed / given
N/m2
Kg / m2.s
N/m2
Densidade do Gas, G
Kg/m3
CD
CD G' 2
G
N/m2
N/m2
N/m2
1.5 x (V2 / 2g)
N/m2
N/m2
pressure drop,N/m2 x (gas in - component removed) Kg/s
O/L gas density, Kg/m3
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COLUMN DIAMETER / HYDRAULIC CHECK
== 0.0848
Design for an initial pressure drop of 35 mm H2O /m packing
= 7.00
= 0.85
Trial % flooding == 286.9720
=
= 4.8485
Trial column c/s area =
= 0.5136
Trial column dia., D = 0.8087 m D =
Round off 'D' to nearest standard sizeTherefore, D = 1.8 m
= 2.5447
% flooding = 57.9201
ConclusionGenerally packed towers are designed for 50% -- 85% flooding.If flooding is to be reduced,(i) Select larger packing size and repeat the above steps.OR(ii) Increase the column diameter and repeat the above steps.
Liq.-Vap. Flow factor, FLV (L / V) x ( V / L)
From K4 v/s FLV,
K4
K4 at flooding
( (K4 / K4 at flooding) ) x 100
Gas mass flow rate, Vm K4 . V ( L -- V)
13.1 Fp (µL / L)0.1
kg/m2.s
V / Vm
(Trial As)
m2
(4/pi) x Trial As
Column C/S area, As m2 As = (pi/4) x D2
% flooding = Trial % flooding x (Trial As / As)
(1/2)
Table 6.2Constant for HETP Correlation
Ref.:: Random Packings and Packed Towers ---- Strigle
Ref. : : Chemical Engineering, Volume-6 , COULSON & RICHARDSON'S
Ref. : : Mass Transfer Operation : : Treybal
ppm= Massa em / metro cubi * 24.45 / peso molecular183.662
mg/M³ = PPM * PESO MO / 24.45533.3333
m³/h L/molcomposição ar m³ 10000 24.4 L Mol g mg/m³ g/4100m³oxigenio nitrogenio 0.21 28 2100000 86065.57 2409836 240.98 2409800nitrogenio% 0.78 16 7800000 319672.1 5114754 511.47 5114700Total 0.99Cloro 24kg 71 494873.2 20281.69 1440000 533.33 5333300
Vazao masTotal kg 8964.59 12857.8 kg/10000m³
1 2835286.89 x V/V: 4.99872
0.000645114
Taxa Ar/Ga 20.20719Torre Fabricadavazio 0.15 mcamada elimiunador 0.15 mbico ate eliminador 0.3 mbico ate encimento 0.3 mentrada ar+ recheio 1.7 mtotal 2.45 m
peso molecular
kg/10000m³