Уравнение Содерса – Брауна - Souders–Brown equation

Типовой парожидкостный сепаратор

В Уравнение Содерса – Брауна (назван в честь Мотта Содерса и Джорджа Грейнджера Брауна^[1][2]) был инструментом для получения максимально допустимого пара скорость в сосуды парожидкостного разделения (по-разному называемый флеш-барабаны, нокаутирующие барабаны, нокаутные горшки, компрессор всасывающие барабаны и входные барабаны компрессора). Он также использовался с той же целью при проектировании лотков. фракционирующие колонны, поднос поглощение колонны и другие колонны парожидкостного контакта.

Барабан парожидкостного сепаратора представляет собой вертикальный сосуд, в который подается смесь жидкости и пара (или мгновенная жидкость), и в котором жидкость разделяется под действием силы тяжести, падает на дно емкости и выводится. Пар движется вверх с расчетной скоростью, которая сводит к минимуму увлечение любых капель жидкости в паре, когда он выходит из верхней части емкости.

Использовать

Диаметр барабана сепаратора пара и жидкости определяется ожидаемым объемным расходом пара и жидкости из барабана. Следующая методика определения размеров основана на предположении, что эти скорости потока известны.

Используйте вертикаль сосуд под давлением с отношением длины к диаметру примерно от 3 до 4 и размером емкости, чтобы обеспечить примерно 5 минут запаса жидкости между нормальным уровнем жидкости и дном емкости (при нормальном уровне жидкости, находящемся несколько ниже входного отверстия для подачи).

Рассчитайте максимально допустимую скорость пара в резервуаре с помощью уравнения Судерса – Брауна:

${displaystyle v=left(kight){sqrt {frac {ho _{L}-ho _{V}}{ho _{V}}}}}$

куда:
${displaystyle v}$	= максимально допустимая скорость пара, м / с
${displaystyle ho _{L}}$	= плотность жидкости, кг / м³
${displaystyle ho _{V}}$	= плотность пара, кг / м³
${displaystyle k}$	= 0,107 м / с (когда барабан имеет подушку из улавливающей сетки)

Тогда площадь поперечного сечения барабана можно найти из:

${displaystyle A={frac {dot {V}}{v}}}$

куда:
${displaystyle v}$	= максимально допустимая скорость пара, м / с
${displaystyle {dot {V}}}$	= пар объемный расход, м³ / с
${displaystyle A}$	= площадь поперечного сечения барабана

А диаметр барабана составляет:

${displaystyle D={sqrt {frac {4A}{pi }}}}$

Барабан должен иметь выпускное отверстие для пара вверху, выпускное отверстие для жидкости внизу и входное отверстие для подачи примерно на половину полного уровня. На выходе для пара установите внутри барабана сетчатую подушку для удаления уноса, чтобы пар должен был пройти через эту сетку, прежде чем он сможет покинуть барабан. В зависимости от ожидаемого потока жидкости, линия выпуска жидкости, вероятно, должна иметь уровень жидкости. регулирующий вентиль.

Что касается механической конструкции барабана (материалы конструкции, толщина стенок, допуск на коррозию и т. Д.), Используйте те же критерии, что и для любого сосуда высокого давления.

Рекомендуемые значения k

В Книга технических данных GPSA^[3] рекомендует следующие k значения для вертикальных барабанов с горизонтальными сетчатыми подушками (при указанном рабочем давлении):

• При манометрическом давлении 0 бар: 0,107 м / с
• При избыточном давлении 7 бар: 0,107 м / с
• При избыточном давлении 21 бар: 0,101 м / с
• При избыточном давлении 42 бара: 0,092 м / с
• При избыточном давлении 63 бар: 0,083 м / с
• При избыточном давлении 105 бар: 0,065 м / с

Примечания GPSA:

1. k = 0,107 при манометрическом давлении 7 бар. Вычтите 0,003 на каждые 7 бар сверх манометрического давления в 7 бар.
2. За гликоль или же амин решения, умножить выше k значения на 0,6 - 0,8
3. Обычно используют половину указанного выше k значения для приблизительных размеров вертикальных разделителей без сетчатых прокладок
4. Для скрубберов на всасывании компрессоров и сепараторов на входе расширителей, увеличьте k на 0,7 - 0,8

Смотрите также

• Демистер

Рекомендации

1. М. Судерс и Г. Г. Браун (1934). «Проектирование колонн фракционирования, уноса и емкости». Промышленная и инженерная химия. 38 (1): 98–103. Дои:10.1021 / ie50289a025.
2. Аналитическое исследование эффективности разделения жидкости / пара В архиве 2009-04-24 на Wayback Machine, исследование, проведенное W.D. Monnery, Chem-Pet Process Technology Ltd. и W.Y. Сврчек, Университет Калгари, Калгари, Канада, 2005 г., для Petroleum Technology Alliance Canada
3. Ассоциация поставщиков газопереработки (GPSA) (1987). Книга технических данных. 1 (10-е изд.). Ассоциация поставщиков газопереработки, Талса, Оклахома.