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正文內(nèi)容

化工原理課程設(shè)計(jì):甲醇------水二元物料板式精溜塔(編輯修改稿)

2025-07-11 14:11 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 /2=提餾段液相平均密度為 ρ Lm=( + kg/m3) = kg/m3 液相平均表面張力計(jì)算 液相平均表面張力依下式計(jì)算,即 σ Lm=∑ xiσ i 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算 由 tD=65℃,查手冊(cè)得 σ A=σ LDm= + = mN/m 進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算 由 tF=℃ ,查手冊(cè)得 σ A=σ LFm= + =塔釡板液相平均表面張力的計(jì)算 由 tW=℃ ,查手冊(cè)得 σ A= mN/m σ B= mN/m σ LWm= mN/m +( ) mN/m= mN/m 精餾段液相平均表面力為 σ Lm=(+ )/2=提餾段液相平均表面張力為 σ Lm=( +) /2= mN/m 液體平均粘度計(jì)算 液相平均粘度依下式計(jì)算,即 lgμ Lm=∑ xilgμ i 塔頂液相平均粘度的計(jì)算 由 tD=65℃,查手冊(cè)得 μ A= mP s μ B= mP s lgμ LDm=()+ () 解出 μ LDm = mP s 進(jìn)料板液相平均粘度的計(jì)算 由 tF=℃ ,查手冊(cè)得 μ A= mP?s μ B= mP s lgμ LFm=()+ () 解出 μ LFm= mP s 塔釜液相平均粘度 由 tW=℃查手冊(cè)得 μ A= mP s μ B= mP s lgμ LWm=()+() 解出 μ LWm= 精餾段液相平均粘度 μ Lm=(+ )/2= mP s 提餾段液相平均粘度 μ Lm=( +) /2= mP s 4 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 塔徑的計(jì)算 精餾段的氣、液相體積流率為 Vs= = = Ls= = = 由 umax=C 式中 C由式 55計(jì)算,其中的 C20由圖 51 查取,圖的橫坐標(biāo)為 = = 取塔板間距 HT=,板上液層高度 hL=,則 HT- hL= - = m 查圖 51 得 C20= C=C20 = = umax= =取安全系數(shù)為 ,則空塔氣速為 u== =D= = = D 提 = = m 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D= 塔截面積為 AT= D2= =㎡ 實(shí)際空塔氣速為 u= = 精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效高度為 Z 精 =( N 精 1) HT=(101) = 提餾段有效高度為 Z 提 =( N 提 1) HT=(101) = 在進(jìn)料板上方開一人孔,其高度為 。 故精餾塔的有效高度為 Z=Z 精 +Z 提 +=++= 5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,采用凹行受液盤。各項(xiàng)計(jì)算如下: 堰長 lW 取 lW== = 溢流堰高度 hW 由 hW=hL hOW 選用平直堰,堰上液層高度 hOW由式 57計(jì)算,即 hOW= 近似取 E=1,則 hOW= = 取板上清夜高度 hL= 故 hW== 弓形降液管寬度 Wd和截面積 Af 由 = 查圖 57,得 = = 故 Af= = ㎡ Wd== = 依式 59 驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間,即 = => 5s 故降液管設(shè)計(jì)合理。 降液管底隙高度 ho 取 =則 = hWho==> 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。 選用凹形受液盤,深度 =50mm。 塔板布置 塔板的分塊 因 D800mm,故塔板采用分塊式。查表 53得,塔板分為 3塊。 邊緣區(qū)寬度確定 取 Ws=Ws’ =,Wc=。 開孔區(qū)面積計(jì)算 開孔區(qū)面積 Aa按式 512 計(jì)算,即 其中 x=D/2(Wd+Ws)=()(+)= r=(D/2)Wc== 故 ㎡ 浮閥計(jì)算及其排列 閥孔氣速 F0=u0 F0cr=u0cr =9~ 12 取 F0cr=u0cr =10 ⑴ u0cr= ( m/s) ⑵ 聯(lián)立 ⑴ 、 ⑵ 可得 u0cr=u0=(~ )u0cr = 浮閥數(shù) N= 取 dV=50mm 可得 d0==39mm N= 所以取 N=84 開孔率 ==N( )= 在長壓、減壓塔中開孔率為 10%~ 13%;在加壓塔中,開孔空率小于 10%,常見的為 6%~ 9%;在小直徑塔中開孔率低,一般為 6%~ 0% 所以取 =% 閥孔的排列 在塔板鼓泡區(qū),閥孔的排列有正三角和等腰三角兩 種方式。正三角排列又分為順排和叉,采用叉排 對(duì)分塊式塔板,易采用等腰三角叉式,此時(shí)常把三角形底邊固定為 75mm,三角形高度 h 為 65mm, 80mm, 90mm, 100mm, 110mm 幾種尺寸。鼓泡區(qū)面積 AP AP=2[x sin1 ] 得 AP= 閥孔按等腰三角形排列時(shí) h= = = = 浮閥塔的流體力學(xué)性能驗(yàn)算 氣體通過浮閥塔的靜壓頭 hf=he+hl+hσ 干板靜壓頭 hc 浮閥全開前 hc= 浮閥全開后 hc= uoc= =u0=hc= = 板上層阻力 hl hl= 0hL= 液體表面張力所造成的靜壓頭 hσ hσ = 由于 hσ 很小可忽略不計(jì) 液泛 Hd=hf+hw+hd+△ h+how hf= hσ + hl+ hc=+= hw= how= hd= = 所以得 Hd=hf+hw+hd+△ h+how=+++= Hd≤ ( HT+hw) =( +) = 液沫夾帶 F1= 100% ZL=D- 2Wd=- 2 = C F= A=AT2Af= = F1= 100%=% 漏液 錯(cuò)流型的塔板在正常操作時(shí),液體應(yīng)沿塔板水平流動(dòng),與垂直向上流動(dòng)的氣體接觸后由降液管流下。但當(dāng)上升氣流速度減少時(shí),氣體通過閥孔的動(dòng)壓不足以阻止板上液體從閥孔流下時(shí),便會(huì)出現(xiàn)漏夜現(xiàn)象。發(fā)生漏夜時(shí),由于上層板 上的液體未與從下層板上升的氣體進(jìn)行傳質(zhì),就漏落在濃度較低的下層板上,這勢(shì)必降低了塔板效率。漏夜嚴(yán)重時(shí)會(huì)使塔板上不能積液而無法正常操作。所以為保證塔的正常操作,漏夜量不能超過某一規(guī)定值,一般不能大于液體流量的 10%。漏夜量大于 10%的氣流速度稱為漏夜速度,這是塔操作的下限氣速。 造成漏夜的主要原因是氣速太小和板上液面落差所引起的氣流分布不均,比如在塔板的液流入口處由于有液層較厚而往往出現(xiàn)漏夜,這也是在此處設(shè)置不開孔的安定區(qū)的原因之一。 .液面落差 當(dāng)液體橫向流過板面時(shí),由于要克服板上部件的局部阻力和 摩擦阻力,需要一定液位差才能維持這一流動(dòng),這樣板上液體進(jìn)、出口側(cè)的液面就會(huì)出現(xiàn)高度差,即液面落差,亦稱水力學(xué)坡度。 液面落差主要與塔
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