分離乙醇水連續(xù)浮閥式精餾塔設(shè)計(jì)方案(編輯修改稿)
2025-05-22 13:25 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，則：塔底表面張力：聯(lián)立方程組：，解得：，則：精餾段的平均表面張力為：mNm1提餾段的平均表面張力為： mNm1全塔的平均表面張力為： mNm1 精餾塔結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 塔板工藝尺寸計(jì)算(1)塔徑塔徑可以由下面的公式給出：由于適宜的空塔氣速。因此，需先計(jì)算出最大允許氣速。取塔板間距HT=，板上液層高度hL=60m=，那么分離空間：HTHL==功能參數(shù)：從史密斯關(guān)聯(lián)圖查得：C20=，由于得塔徑 ， 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整為塔截面積實(shí)際空塔氣速(2)溢流裝置選用單溢流弓形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰和受液盤。各項(xiàng)計(jì)算如下：①堰長(zhǎng)：取堰長(zhǎng)，即②出口堰高：采用平直堰，堰上液層高度，近似取E=1，則可由的列線圖查得值。因，由該圖查得，則③弓形降液管寬度Wd面積Af：用弓形降液管的寬度與面積圖查得相關(guān)數(shù)據(jù)求得Wd及Af，因?yàn)?，由該圖查得：，則 故液體在降液管中停留時(shí)間，即降液管尺寸可用。④降液管底隙高度，取降液管底隙處液體流速 取(3)塔板布置及浮閥數(shù)目與排列采用F1型重閥，重量為33g，孔徑為d0=39mm。取閥孔動(dòng)能因子，得孔速則每層塔板上的浮閥數(shù)取邊緣區(qū)寬度，破沫區(qū)寬度由得塔板上的鼓泡區(qū)面積為：浮閥排列方式采用等腰三角形交叉排，取同一排的孔心距，考慮到塔徑的直徑較大，必須采用分塊式塔板，而各分塊板的支承與銜接也要占去一部分鼓泡區(qū)面積，因此排間距不宜采用70mm，而應(yīng)小于此值，故取。塔板按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為整塊式與分塊式兩種。塔直徑在800mm以內(nèi)的小塔采用整塊式塔板；塔直徑在800mm以上的大徑通常都采用分塊式塔板。因?yàn)镈=1400mm800mm，故采用分塊式塔板，根據(jù)表9查出塔板分為4塊。表9 塔板分塊數(shù)與塔徑大小的關(guān)系塔徑(mm)800~12001400~16001800~20002200~2400塔板分塊數(shù)3456按、以等腰三角形叉排方式作圖(圖6)，排得閥數(shù)198個(gè)。按N=198重新核算孔速及閥孔動(dòng)能因數(shù)： 閥孔動(dòng)能因數(shù)變化仍在9~12范圍內(nèi)。塔板開孔率％=％圖6 分塊式塔板的浮閥排列 塔板流體力學(xué)驗(yàn)算(1)氣相通過浮閥塔板的壓強(qiáng)降①干板阻力：因?yàn)椋瑒t干板阻力液柱②板上充氣液層阻力(取充氣系數(shù))③液體表面張力所造成的阻力：此阻力很小，忽略不計(jì)，即因此，與氣體流經(jīng)一層浮閥塔板的壓強(qiáng)降所相當(dāng)?shù)囊褐叨葹橐褐?，則：?jiǎn)伟鍓航?2)淹塔為了防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度。與氣體通過塔板的壓強(qiáng)降所相當(dāng)?shù)囊褐叨萮p：前已算出hp=液體通過降液管的壓強(qiáng)損失：因不設(shè)進(jìn)口堰，則液柱板上液層高度：前已選板上液層高度為，則取，又已選定，則可見，符合防止淹塔的要求。(3)霧沫夾帶板上液體流徑長(zhǎng)度 板上液流面積 由于乙醇和水為無泡沫，正常系統(tǒng)，故取K=，由泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)圖查得CF=泛點(diǎn)率==％=％及 泛點(diǎn)率=％=％=％故知泛點(diǎn)率=％80％，故可知霧沫夾帶量能夠滿足eV(液)/kg(氣)的要求。 塔板負(fù)荷性能圖(1)霧沫夾帶線泛點(diǎn)率=按泛點(diǎn)率為80％計(jì)算如下：整理得 (1)由式(1)知霧沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)任意取兩個(gè)LS值，依式(1)算出相應(yīng)的VS值列于表10中。據(jù)此，可做出霧沫夾帶線(1)表10LS(m3/s)VS(m3/s)(2)液泛線由上式確定液泛線。忽略式中h0得因物系一定，塔板結(jié)構(gòu)尺寸一定，則、、及等均為定值，而與又有如下關(guān)系，即式中閥孔數(shù)N與孔徑亦為定值，因此可將上式簡(jiǎn)化成與的如下關(guān)系式：即 或 (2)在操作范圍內(nèi)任去若干個(gè)值，依式(2)算出相應(yīng)的值列于表11中。表11LS(m3/s)VS(m3/s)據(jù)表中數(shù)據(jù)做出液泛線(2)。(3)液相負(fù)荷上限線 液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時(shí)間不低于3~5s。液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間為以作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，則 (3)求出上限液體流量值(常數(shù))。在圖上液相負(fù)荷上限線為與氣體流量無關(guān)的豎直線(3)。(4)露液線 對(duì)于F1型重閥，依計(jì)算，則。又知?jiǎng)t得 以作為規(guī)定氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)，則 (4)據(jù)此作出與液體流量無關(guān)的水平露液線(4)。(5)液相負(fù)荷下限線 取堰上液層高度作為液相負(fù)荷下限條件，依下式算出的下限值，依此做出液相負(fù)荷下限線，改線為與氣相流量無關(guān)的豎直線(5)取E=，則(5)根據(jù)表11及式(3)、(4)、(5)可分別作出塔板負(fù)荷性能圖上的(1)、(2)、(3)、(4)、(5)五條線，見圖7。由塔板負(fù)荷性能圖可以看出：①任務(wù)規(guī)定的氣、液負(fù)荷下的操作點(diǎn)(設(shè)計(jì)點(diǎn))，處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置。②塔板的氣相負(fù)荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限由露液控制。③按照固
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