化工原理課程設(shè)計——板式精餾塔的設(shè)計(編輯修改稿)
2025-02-12 09:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 1+(α1)x]得： α= 由αμav=，查O’connel關(guān)聯(lián)圖（圖32）得全塔效率ET=38% 實際板數(shù)NE NE=NT/ET=表 31 塔內(nèi)氣液流率匯總氣相流率（kmol/h）液相流率（kmol/h）精餾段提餾段4塔的結(jié)構(gòu)計算板式塔主要尺寸的設(shè)計計算，包括塔高、塔徑的設(shè)計計算，板上液流形式的選擇、溢流裝置的設(shè)計，塔板布置、氣體通道的設(shè)計等工藝計算。板式塔為逐級接觸式的氣液傳質(zhì)設(shè)備，沿塔方向，每層板的組成、溫度、壓力都不同。設(shè)計時，分別計算精餾段、提餾段平均條件下的參數(shù)作為設(shè)計依據(jù)，以此確定塔的尺寸，然后再作適當(dāng)調(diào)整，但應(yīng)盡量保持塔徑相同，以便于加工制造。（1） 塔頂?shù)钠骄肿恿? （x1為與y1=XD平衡 的液相組成） MVDM= XDM輕組分+（1－XD）M重組分 MLDM= x1M輕組分+（1－x1）M重組分 （2）進(jìn)料板的平均分子量 進(jìn)料板對應(yīng)的組成Xn 和yn MVFM= ynM輕組分+（1－yn）M重組分 MLFM= XnM輕組分+（1－Xn）M重組分 （3）塔底的平均分子量（yw為與xw平衡的氣相組成） MVWM= ywM輕組分+（1－yw）M重組分 MLWM= xwM輕組分+（1－xw）M重組分 （4）精餾段、提餾段的平均分子量精餾段平均分子量 提餾段平均分子量 平均密度的計算（1）液相平均密度查物性數(shù)據(jù)： 易揮發(fā)組分密度ρ1＝ 790 Kg/m3 難揮發(fā)組分密度ρ2＝ Kg/ m3塔頂易揮發(fā)組分質(zhì)量百分比a1＝% 進(jìn)料易揮發(fā)組分質(zhì)量百分比a2＝% 塔底易揮發(fā)組分質(zhì)量百分比a3＝% 塔頂液相密度：ρLD＝1/[a1/ρ1+(1a1) /ρ2]= 進(jìn)料液相密度：ρLF＝1/[a2/ρ1+(1a2) /ρ2]= 塔底液相密度：ρLW＝1/[a3/ρ1+(1a3) /ρ2]= 精餾段的平均液相密度：ρLM＝(ρLD+ρLF)/2=提餾段的平均液相密度：ρ’LM＝(ρLF+ρLW)/2=（2）汽相平均密度根據(jù)塔頂組成查平衡數(shù)據(jù)計算 塔頂溫度TD=℃根據(jù)進(jìn)料板組成查平衡數(shù)據(jù)計算 進(jìn)料板溫度TF＝℃根據(jù)塔底組成查平衡數(shù)據(jù)計算 塔底溫度TW＝℃精餾段：TM=（TF+TD）/2=℃ ρVM＝PMV/RTM=提餾段：T’M=（TF+TW）/2=℃ ρ’VM＝PM’V/RT’M=表 41 塔內(nèi)氣液流率匯總氣相流率（m3/h）液相流率（m3/h）精餾段提餾段①板式塔的有效高度是指安裝塔板部分的高度，按下式計算： 式中 Z——塔的有效高度，m；ET——全塔總板效率；NT ——塔內(nèi)所需的理論板層數(shù)；HT——塔板間距，m。① HT的初選選取時應(yīng)考慮塔高、塔徑、物系性質(zhì)、分離效率、操作彈性及塔的安裝檢修等因素。表42 塔板間距與塔徑的關(guān)系塔 徑/D，m～～～～～板間距/HT，mm200～300250～350300～450350～600400～600化工生產(chǎn)中常用板間距為：200，250，300，350，400，450，500，600，700，800mm。在決定板間距時還應(yīng)考慮安裝、檢修的需要。此設(shè)計中我取HT=300mm計算塔徑的方法有兩類：一類是根據(jù)適宜的空塔氣速，求出塔截面積，即可求出塔徑。另一類計算方法則是先確定適宜的孔流氣速，算出一個孔（閥孔或篩孔）允許通過的氣量，定出每塊塔板所需孔數(shù)，再根據(jù)孔的排列及塔板各區(qū)域的相互比例，最后算出塔的橫截面積和塔徑。本次數(shù)據(jù)采用第一種方法。 初步計算塔徑精餾段：圖中V ,L——分別為塔內(nèi)氣、液兩相體積流量，m3/s； ρV，ρL ——分別為塔內(nèi)氣、液相的密度，kg/m3圖 41 史密斯關(guān)聯(lián)圖由：，查圖41得，C20=又有精餾段平均溫度TM=,查得乙醇和水的表面張力分別為：σ1=，σ2=，從而算出混合液體的表面張力σ=。→=→=，又取u=，則=提餾段： 塔徑的圓整綜合精餾段與提留段，圓整后的塔徑取500mm溢流裝置包括降液管、溢流堰、授液盤等幾個部分，是液體的通道，其結(jié)構(gòu)和尺寸對塔的性能有著重要影響。A 降液管截面積 AfB溢流堰包括堰高h(yuǎn)w、堰長
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