課程設(shè)計(jì)---乙醇-水分離篩板精餾塔課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-13 04:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 μW,B=?s (100℃)按加權(quán)求取平均黏度①塔頂： μLD,m=(μAxA)D+(μBxB)D=+ =?s ②進(jìn)料板：μLF,m=(μAxA)F+(μBxB)F=+ =?s ③塔底： μLW,m=(μAxA)W+(μBxB)W=+ =?s ④精餾段液相的平均黏度： μL,m=+=?s ⑤提餾段液相的平均黏度：μL,m=+=?s 精餾段的氣液負(fù)荷計(jì)算汽相摩爾流率VV=R+1D=+1=汽相體積流量VsVs=VMV,m3600ρV,m==汽相體積流量Vh=3682m3h液相回流摩爾流率L=RD==液相體積流量Ls=LML,m3600ρL,m==液相體積流量Lh=冷凝器的熱負(fù)荷：℃下已婚和水的汽化潛熱分別為970kJ/kg和2311kJ/kg。平均汽化潛熱按質(zhì)量分?jǐn)?shù)加權(quán)有：rm39。=970+2311=Q=Vr== 精餾段塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 塔徑①初選塔板間距HT==，則HThL==②按Smith法求取允許的空塔氣速umax（即泛點(diǎn)氣速uF）==查Smith通用關(guān)聯(lián)圖，得C20=。負(fù)荷因子C===泛點(diǎn)氣速umax===③操作氣速 取 u===。④精餾段的塔徑D=4Vsπu=4=取塔徑DT=1000mm，此時(shí)操作氣速u=4VsπDT=412= 精餾段塔板工藝結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算采用單溢流型的平頂弓形溢流堰、弓形降液管、平形受液盤，且不設(shè)進(jìn)口內(nèi)堰。 溢流堰長（出口堰長）Lw 取Lw==1=。堰上溢流強(qiáng)度LhLw==?h100~130m3m?h，滿足篩板塔的堰上溢流強(qiáng)度要求。 出口堰高h(yuǎn)whw=hLhow對(duì)平直堰h(yuǎn)ow=由LwDT===，查得E=，于是 how=（滿足要求）hw=hLhow== 降液管的寬度Wd和降液管的面積Af 由LwDT=，查弓形降液管幾何關(guān)系圖得WdDT=，AfAT=, AT= 即Wd=，AT=，Af=液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間為：τ=AfHTLs==5s 降液管的底隙高度ho ~，取液體通過降液管底隙的流速uo39。=，則ho=LsLwuo39。== ~，本結(jié)果滿足要求 塔板分塊，因DT=1000mm，將塔板分作3塊安裝。 邊緣區(qū)寬度Wc與安定區(qū)寬度Ws邊緣區(qū)寬度Wc：一般為50~70mm，DT2m時(shí)，可達(dá)100mm。安定區(qū)寬度Ws：規(guī)定DT=75mm； DT=100mm。本設(shè)計(jì)取Wc=60mm，Ws=75mm。 開孔區(qū)面積Aax=DT2Wd+Ws=+=R=DT2Wc==Aa=2xR2x2+π180R2sin1xR=+= 開孔數(shù)n及開孔率φ取篩孔直徑do=5mm，材質(zhì)為碳鋼，厚度δ=3mm，取tdo=，孔心距t=35=15mm。每層塔板開孔數(shù)n==1158103t2Aa=1158103152=2187個(gè)每層塔板開孔率φ=== （φ應(yīng)在5%~15%，滿足要求）每層塔板的開孔面積Ao=φAa==氣體通過篩孔的孔速uo=VsAo== 精餾段的塔高Z1Z1=Np11HT=321= 精餾段塔板上的流體力學(xué)驗(yàn)算 氣體通過篩板壓降hf 和Δpf 的驗(yàn)算hf=hc+he 氣體通過干板的壓降hchc=== 氣體通過板上液層的壓降hehe=βhw+how=βhL式中，充氣系數(shù)β的求取如下：氣體通過有效流通截面積的氣速ua，對(duì)單流型塔板有：ua=VsAT2Af==動(dòng)能因子Fa=uaρV==查表535得β=he=βhL== 氣體通過篩板的壓降（單板壓降）hf 和Δpfhf=hc+he=+=Δpf=ρLghf==654Pa≈（接近要求） 液面落差對(duì)于篩板塔,液面落差很小,且塔徑和液流量都不大,故可忽視液面落差的影響 霧沫夾帶ev 的驗(yàn)算un=VsATAf==eV===（滿足要求） 漏液的驗(yàn)算漏液點(diǎn)氣速uom。 按式計(jì)算uom=+hσ=4103σρLgdo=4103=（清液柱）uom=+=+=篩板的穩(wěn)定性系數(shù)K=uouom==~（不會(huì)產(chǎn)生過量液漏） 液泛的驗(yàn)算為防止降液管發(fā)生液泛，應(yīng)使降液管中的清液層高度Hd≤ΦHT+hwHd=hf+hL+hdhd===Hd=++=，則有ΦHT+hw=+=Hd≤ΦHT+hw成立，故不會(huì)產(chǎn)生液泛。 精餾段塔板負(fù)荷性能圖 霧沫夾帶線ev=式中 un=VsATAf==Hf==+how=+=+=+將已知數(shù)據(jù)代入上式ev103=化簡得：Vs=在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依式（a）算出對(duì)應(yīng)的Vs值，列于下表。式（a）中的LsVs關(guān)系數(shù)據(jù)Ls/m3sVs/m3s 依據(jù)表中數(shù)據(jù)在精餾段塔板負(fù)荷性能表中畫出霧沫夾帶線①。 液泛線（氣相負(fù)荷上限線）?HT+hw=hf+hw+how+hdhow===hc====he=
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