【文章內容簡介】 15 0 16 0 17 0 18 0 19 0 20 0 21 0 22 0 23 0 24 0 25 0 26 0 27 0 28 0 29 0 30 0 31 可以查看液相組成圖： 17 查看運算 結果 ， 見表 2，塔頂 甲醇 的質量分數(shù) %，塔底 水 質量分數(shù)為 %，塔頂溫度為 ℃ ，塔釜溫度為 ℃ 。滿足題目分離要求。 表 塔頂 （ 甲醇） 數(shù)據 進料數(shù)據 塔釜 （ 水） 數(shù)據 Temperature K Pressure atm Vapor Frac 0 0 0 Mole Flow kmol/hr Mass Flow kg/hr Volume Flow l/min Enthalpy Gcal/hr Mole Flow kmol/hr CH4O H2O 在 Blocks中，選擇 Profiles，查看 Hydraulics(水力學 )數(shù)據。 利用 Excel計算精餾段和提餾段的各參數(shù)平均值 表 平均值 精餾段 提餾段 進料 參數(shù) 單位 液相 氣相 液相 氣相 液相 溫 度 ℃ 質量流量 kg/h 體積流量 m3/s 分 子 量 密 度 kg/m3 粘 度 cP 表面張力 mN/m 18 第三章 塔板塔體工藝尺寸計算 塔徑計算 精餾段的氣、液相體積流率為 /s1 .3 6 8 2 mV 3s1 ? /s0 .0 0 1 2 7 6 mL 3s1 ? 提餾段氣、液相體積流率為 /s1 .2 4 8 9 mV 3s2 ? /s0 .0 0 2 3 2 9 mL 3s1 ? 取板間距： HT= Aspen plus 不僅能對精餾塔的物料衡算進行模擬計算，利用“ Tray Sizing”功能還能對模型進行塔盤以及塔板的流體力學驗算進行設計計算。 1） 塔盤參數(shù)的設計 該塔從塔頂分出 甲醇 餾分，因 甲醇 的 餾分流量小，氣相負荷小，塔徑小，采用單流型篩板 。 在“ Tray Sizing”子目錄，再點擊“ New”按鈕，創(chuàng)建一個塔板模擬對象，點擊“ OK”。 在“ Specification”頁面，根據精餾塔的實際塔板數(shù)，扣去冷凝器和再沸器兩塊板，從第 2 板到第 30板計算塔板性質。 選擇 Sieve（ 篩板塔）。 在下圖中，設置塔板間距 。 19 然后點擊運行，觀察計算結果。在“ Blockstray Sizing”子目錄的“ Results”頁面?？梢圆榭此?盤直 徑為 米，堰長為 米 ， AATF ?。 在“ Profiles”頁面，列出了各塔板降液管上的截面積數(shù)據 ： 表 Stage Diameter Total area Active area per panel Side downer area meter sqm sqm sqm 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 20 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 向上圓整塔徑，取塔徑為 塔截面積為 4 1 22T ???? ? 精餾段實際空塔氣速 1 . 4 4 2 m / s0 . 9 51 . 3 7AVu T ??? 提餾段實際空塔氣速 m / . 9 51 . 2 5AVu T ??? 精餾塔有效高度計算 35 塊塔板，需要三個人孔，每個人孔高度為 ，則精餾塔有效高度為： ????? ）（）（ 塔板主要工藝尺寸的計算 溢流裝置計算 因塔徑 D=，可選用單溢流弓形降液管，采用 凹形受液盤。各計算如下。 21 （ 1） 堰長 lW 由 Aspen Plus 的計算結果可知，當塔盤直徑為 時，堰長為 。取7 9 7 8 ????l 。 （ 2）溢流堰高度 hW 出口堰高：本設計采用平直堰，堰上液高度 hOW按下式計算 3/2WhOW L1 00 ?????????lEh（近似取 E=1） k g / h9 7 5 6 0 0 s1h1 ?? LL 0. 0 09 73 m0. 7 854. 9 75 210 002. 8 4 2 / 3OW ?????????h 0 . 0 5 0 2 7 m0 . 0 0 9 7 30 . 0 6OWLW ????? hhh k g / h8 6 5 6 0 0 s2h2 ?? LL 0. 0 12 06 m0. 7 856. 8 65 210 002. 8 4 2 / 3OW ??????????h 0 . 0 4 7 9 4 m0 . 0 1 2 0 60 . 0 6OWLW ???????? hhh (3)弓形降液管的寬度和橫截面 已知： ?l ，查圖 5： 22 得到： AATF ?， ? ，則： 2F ??? D ??? 驗算降液管內停留時間： 精餾段： HA 31s TF ????? ?? 提餾段： s4 1 109 0 9 HA 32s TF ??????? ?? 停留時間 θ 5s， 故降液管可使用。 (4)降液管底隙高度 取降液管底隙流速 u0=，則 m0 2 1 0Ws10 ?? ul Lh mmhh W 0 1 2 8 2 1 5 0 2 ????? 故降液管底隙高度設計合理。 選用凹形受液盤，深度 hW=50mm 取降液管底隙流速 u’0=，則 m0 2 9 0Ws20 ???? ul Lh mmhh W 0 1 1 8 1 2 9 4 7 9 ??????? 故降液管底隙高度設計合理。 選用凹形受液盤，深度 h’W=50mm 塔板布置 （ 1）塔板的分塊 本設計塔徑 D=。采用分塊式塔板，以便通過人孔裝拆塔板。根據查表 5，塔板分3 塊。 表 塔徑 /mm 塔板分塊數(shù) 800~1200 3 1400~1600 4 1800~2020 5 2200~2400 6 23 （ 2）邊緣度寬度確定 如圖是塔板的結構示意圖： 圖 取邊緣區(qū)寬度 WC=，破沫區(qū)寬度 WS=。 （ 3） 開孔區(qū)面積計算 開孔區(qū)面積 Aa按下式計算： )ar cs in180(2A 222a rxrxrx ???? )0 6 6 (2 )W(W2D SD ???????x 其中 m5 1 3 C ?????r 2222a m6 1 )5 1 c s i n1 8 0 5 1 1 (2A ???????? （ 4）篩孔計算及其排列 選用 δ =2mm不銹鋼板，取篩孔直徑為 d0=5mm 篩孔按正三角形排列，取孔中心距 1 5 m m533dt 0 ???? 篩孔數(shù)目 個3 7 3 40 1 6 1 6 5 22 ????? t A a 24 開孔率為 % 00 220 ???????????????? t? 精餾段氣體通過篩孔的氣速 2 2 . 0 6 m/s0 . 6 1 40 . 1 0 11 . 3 6 8 2AVu 0s10 ???? 提餾段氣體通過篩孔的氣速 2 0 . 1 4 m/s0 . 6 1 40 . 1 0 11 . 2 4 8 9AVu 0s20 ????? 25 第四章 篩板流體力學驗算 塔板校核 核算“塔徑 1m”時的壓降。點擊“ BlocksTray Rating”子目錄，再點擊“ New”按鈕，創(chuàng)建一個塔板模擬對象，點擊“ OK”。 在“ Specs”頁面，填入“塔徑 ”等數(shù)據。然后點擊運行，觀察計算結果。 在“ BlocksB5tray Rating”子目錄的“ Results”頁面，可見塔徑 m 時的最大液泛因子 （小于 ）； 全塔壓降 ，符合題目要求 ；最大降液管液位 /板間距為 （在 ~ 之間） [3]。塔板校核通過。 26 在 “ Profiles”頁面，可看到各板上液泛因子、降液管流速、降液管持液量、壓降等數(shù)據。 表 Stage Flooding factor Downer velocity Downer backup Backup / Tray space Pressure drop Downer res. time m/sec meter kPa sec 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12