La ecuación de Souders-Brown (llamada así en honor a Mott Souders y George Granger Brown [1] [2] ) ha sido una herramienta para obtener la velocidad máxima permitida del vapor en recipientes de separación vapor-líquido (también llamados tambores flash , tambores knockout , crisoles knockout , tambores de succión del compresor y tambores de entrada del compresor ). También se ha utilizado para el mismo propósito en el diseño de columnas de fraccionamiento con platos , columnas de absorción con platos y otras columnas de contacto vapor-líquido.
Un tambor separador de vapor-líquido es un recipiente vertical en el que se alimenta una mezcla de líquido y vapor (o un líquido instantáneo) y en el que el líquido se separa por gravedad, cae al fondo del recipiente y se retira. El vapor viaja hacia arriba a una velocidad de diseño que minimiza el arrastre de cualquier gota de líquido en el vapor cuando sale por la parte superior del recipiente.
El diámetro de un tambor separador de vapor-líquido viene dictado por el caudal volumétrico esperado de vapor y líquido del tambor. La siguiente metodología de dimensionamiento se basa en el supuesto de que se conocen esos caudales.
Utilice un recipiente a presión vertical con una relación longitud-diámetro de aproximadamente 3 a 4, y dimensione el recipiente para proporcionar aproximadamente 5 minutos de inventario de líquido entre el nivel de líquido normal y el fondo del recipiente (con el nivel de líquido normal algo por debajo del entrada de alimentación).
Calcule la velocidad máxima permitida del vapor en el recipiente utilizando la ecuación de Souders-Brown:
Entonces el área de la sección transversal del tambor se puede encontrar a partir de:
Y el diámetro del tambor es:
El tambor debe tener una salida de vapor en la parte superior, una salida de líquido en la parte inferior y una entrada de alimentación aproximadamente a la mitad del nivel. En la salida de vapor, proporcione una almohadilla de malla de desarraigo dentro del tambor de modo que el vapor deba pasar a través de esa malla antes de poder salir del tambor. Dependiendo de cuánto flujo de líquido se espera, la línea de salida de líquido probablemente debería tener una válvula de control de nivel de líquido .
En cuanto al diseño mecánico del bidón (materiales de construcción, espesor de pared, tolerancia a la corrosión, etc.) se utilizan los mismos criterios que para cualquier recipiente a presión.
El Libro de datos de ingeniería de GPSA [3] recomienda los siguientes valores k para tambores verticales con almohadillas de malla horizontales (a las presiones de operación indicadas):
Notas de la GPSA: