化工原理課程設(shè)計(jì)--苯-甲苯分離過程浮閥精餾塔的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-09 07:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 D＝ 塔截面積為： mDA 222T ???? ?? 實(shí)際空塔氣速為 : ??? AVTsu m/s 精餾塔的有效高度的計(jì)算 1)精餾段有效高度為： Z 精 =（ N 精 1） HT=（ 221） = 2)提餾段有效高度為： Z 提 =（ N 提 1） HT=（ 241） = 所以精餾塔的有效高度為 Z= Z 精 + Z 提 +=+= 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 溢流裝置計(jì)算 因塔徑 D＝ ，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。各項(xiàng)計(jì)算如下： 1)堰長(zhǎng) LW 取 LW== = 2)溢流堰高度 hw hw=hL－ hOW 選用平直堰，堰上層高度 hOW由下式計(jì)算 ??????????? LLh WsE32OW 1000 近似取 E=1,則 mh 0 5 3 6 0 00 0 6 4 32OW ???? ?????? ? 取板上清液層高度 hL= 故 hw=hL－ hOW== 3) 弓形降液管寬度 Wd和截面積 Af 由 DLW =，查弓形降液管參數(shù)圖得 ATfA =； DWd = Af = = =179。 ?Wd = = 驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間 ,即 sL HAsTf ?? ????? ＞ 5s 故降液管設(shè)計(jì)合理 4）降液管底隙高度 h0 取 smu /39。o ?， muLLh oWso 03 04 360000 64 39。 ??? ??? ??hh oW = 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理 選用凹形受液盤，深度 hw39。=50mm 1）塔板的分塊 因 1400mm? D? 1600mm,故塔板采用分塊式，查表 表 塔徑 mm 8001200 14001600 18002021 22002400 塔板分塊數(shù) 3 4 5 6 得塔板分為 4塊 選用 F1型重閥，閥孔直徑 dO=39mm，底邊孔心距 t=75mm 精餾段計(jì)算 取閥孔動(dòng)能因子 FO=12 孔速 smV mFu O /O ??? ? 浮閥數(shù) 4 0 3 22 ????? ?? udVOOSn ,取 201個(gè) 2）邊緣寬度確定 取 mWW SS 39。 ?? ， mWC ? 3）開孔區(qū)面積計(jì)算 開孔區(qū)面積 Aa計(jì)算 )180(2 si n 1222a rxx rxrA ???? ? 其中 mDx WWSd )(2 )(2 ??????? mDr W C ????? 故mA 21222a ) (2 si ???????? ?? 3）篩孔計(jì)算及其排列 浮閥排列方式采用等腰三角形叉排，取同一排的孔心距t=75mm= 估算其排間距 h h= mntA ??? 考慮到塔的直徑較大，必須采用分塊式塔板，而各塊板的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡區(qū)面積，故取 t＇ =90mm= 按 t=, t＇ =,以等腰三角形叉排方式，排得閥數(shù) 203個(gè) 按 N=203個(gè)重新核算孔速及 閥控動(dòng)能因數(shù) 氣速 smu /39。o ? ??? 12 閥控動(dòng)能因數(shù) FO變化不大，仍在 912范圍內(nèi) 塔板開孔率： %0 3 Dd22???? ????????????? 提餾段 堰長(zhǎng) LW 取堰長(zhǎng) mDLW 0 5 ???? 出口堰高 hW ??? 36003600 39。SLL h = 179。/h hhh OWwL ?? 故采用平直堰 :堰上 高度 ?????????lLhWhE 32OW 1 0 0 0 近似取 E=1 所以 ?????????lLhWhE 32OW 1 0 0 0 = 10000 5 32 ??? ?????? 故 ??? hhhOWLW= 降液管的寬度 Wd與降液管的面積 Af 由 ?DL ，查《化工設(shè)計(jì)手冊(cè)》得 ?DW ， T?AAf 故 Wd== = Af== 4? 178。=178。 停留時(shí)間： sLHASTf 1 1 5 2 39。 ???? 35s 降液管底隙高度 hO ??? hh W = 塔板布置及浮閥數(shù)目，浮閥排列 取閥孔動(dòng)能因子 FO=12 孔速 smV mFu O /O ??? ? 浮閥數(shù) 4 0 3 2239。S ????? ?? udVOOn ,取 216個(gè) 2）邊緣寬度確定 取 mWWSS 39。 ??， mWC ? 3）開孔區(qū)面積計(jì)算 開孔區(qū)面積 Aa 計(jì)算 )180(2 si n 1222a rxx rxrA ???? ? 其中 mDx WWSd )(2 )(2 ??????? mDr W C ????? 故 mA 21222a ) (2 si ???????? ?? 3）篩孔計(jì)算及其排列 浮閥排列方式采用等腰三角形叉排，取同一排的孔心距t=75mm= 估算其排間距 h h= mntA ??? 考慮到塔的直 徑較大，必須采用分塊式塔板，而各塊板的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡區(qū)面積，故取 t＇ =80mm= 按 t=, t＇ =，排得閥數(shù) 239個(gè) 按 N=239個(gè)重新核算孔速及閥控動(dòng)能因數(shù) 氣速 smu /39。o ? ??? 12 閥控動(dòng)能因數(shù) FO變化不大，仍在 912范圍內(nèi) 塔板開孔率： %0 3 Dd 22 ???? ????????????? 塔板壓降的計(jì)算 1）精餾段 氣相通過浮閥塔板的壓力降 P c lh h h h?? ? ? 干板阻力 Lvc gUh ?????? 20 mh c )( 2 ????? 計(jì)算塔板上含氣液層阻力 由于所分離的苯和甲苯混合液為碳?xì)浠衔?，可取充氣系?shù) ?? ，已知板上液層高度 ? 所以依式 Ll hh 0?? mhl ??? 計(jì)算液體表面張力所造成的阻力 由于采用浮閥塔板，克服鼓泡時(shí)液體表面張力的阻力很小，所以可忽略不計(jì)。這樣，氣流經(jīng)一層，浮閥塔板的靜壓頭降液柱高度為 mh p 0 7 3 4 ??? 換算成單板壓降 K p aPaghP Lff ??????? ? (設(shè)計(jì)允許值 ) 2）提餾段 氣相通過浮閥塔板的壓力降 P c lh h h h?? ? ? 干板阻力 Lvc gUh ?????? 20 mh c )( 2 ????? 計(jì)算塔板上含氣液層阻力 由于所分離的苯和甲苯混合液為碳?xì)浠衔?，可取充氣系?shù) ?? ，已知板上液層高度 ?Lh 所以依式 Ll hh 0?? mhl ??? 計(jì)算液體表面張力所造成的阻力 由于采用浮閥塔板，克服鼓泡時(shí)液體表面張力的阻力很小，所以可忽略不計(jì)。這樣，氣流經(jīng)一層，浮閥塔板的靜壓頭降液柱高度為 mh p 0 8 3 5 ??? 換算成單板壓降 K paPaghP Lff 5 . ??????? ? (設(shè)計(jì)允許值 ) 液面落差的計(jì)算 1）精餾段 為了防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度 Hd≤φ (HT+hw) Hd=hp+hl+hd 氣體通過塔板的壓強(qiáng)降所相當(dāng)?shù)囊后w高度 hp，前已算 hp= 液體通過降液管的壓頭損失，因不設(shè)進(jìn)口堰 故 Hd= ? ?mhl L
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