6萬噸年甲醇-水溶液浮閥精餾塔設(shè)計任務(wù)書(編輯修改稿)
2025-06-09 18:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 根據(jù)公式：其中：R==x==∴ = ④塔板的布置因 D800mm 故塔板采用分塊式，查表的塔塊分為3塊。浮閥塔篩孔直徑取 d=39mm,閥孔按等腰三角形排列。 ⑤閥孔的排列：采用等腰三角形叉排，取同一個橫排的孔心距t=75mm則排間距：t’=== m= mm考慮到塔的直徑較大，必須采用分塊式塔板，而各分塊的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡面積， mm，而應(yīng)小些，故取t’=65mm=,按t=75mm，t’=65mm，以等腰三角形叉排方式作圖，排得閥數(shù)151個。按N=151重新核算孔速及閥孔動能因數(shù)：孔速u0= VS/（π 1/4 d2 N）= m/sF0=uo(ρV,M) =閥孔動能因數(shù)變化不大，仍在9～12范圍內(nèi)。⑥∴開孔率φ∵空塔氣速u= VS / AT = m/s ∴φ=u / uo =∵5% %15%, ∴符合要求故：t=75mm , t’=65mm, 閥孔數(shù)N實際=151個∴則每層板上的開孔面積AO =A a φ = %= 塔板流體力學(xué)的驗算氣體通過浮閥塔板的壓力降(單板壓降)①干板阻力 : 浮閥由部分全開轉(zhuǎn)為全部全開時的臨界速度為U0,cU0,c=（,M）（1/）=∴ =（2）=②液層阻力充氣系數(shù) =,有:h1’=h1==③液體表面張力所造成阻力, 此項可以忽略不計。故氣體流經(jīng)一層浮閥塔塔板的壓力降的液柱高度為：hp=+=∴常板壓降== 640Pa,符合設(shè)計要求。為了防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管高度應(yīng)大于管內(nèi)泡沫層高度。即：Hd≤ψ（HT+hW），Hd=hw+how+hd+hp+△ hd=(LS/(lwho))2 甲醇水屬于一般物系， 對于浮閥塔△≈0則Hd=hw+how+hd+hp+△=++(())2+=ψ（HT+hW）=(+)=， 故本設(shè)計中不會出現(xiàn)液泛為使液體夾帶的氣泡得以分離，液體在降液管內(nèi)應(yīng)有足夠的停留時間。由實際經(jīng)驗可知，液體在降液管內(nèi)停留的時間不應(yīng)小于3—5s。∵lW / D= ,查得 =,=∴Wd==, Af==停留時間θ=AfHT/LS=5s ∴符合要求泛點率=100%lL=D2Wd==Ab=AT2Af==式中: lL——板上液體流經(jīng)長度，m。 Ab——板上液流面積，m2 ； CF——泛點負荷系數(shù)， K——特性系數(shù)，查下表，.物性系數(shù)K系統(tǒng)物性系數(shù)K無泡沫，正常系統(tǒng)氟化物（如BF3，氟里昂）中等發(fā)泡系統(tǒng)（如油吸收塔、胺及乙二醇再生塔）多泡沫系統(tǒng)（如胺及乙二胺吸收塔）嚴(yán)重發(fā)泡系統(tǒng)（如甲乙酮裝置）形成穩(wěn)定泡沫的系統(tǒng)（如堿再生塔）由上代入數(shù)據(jù)得：泛點率=% ∵對于大塔，為避免過量霧沫夾帶，應(yīng)控制泛點率不超過80%。計算出的泛點率在80%以下，故可知霧沫夾帶量能夠滿足ev(干氣)的要求。 m3/sVs= m3/s,可見不會產(chǎn)生過量漏液。 塔板負荷性能圖及操作彈性因堰上液層厚度how為最小值時，對應(yīng)的液相流量為最小。設(shè)how,小= LW=, 推出 LS= m3/s當(dāng)停留時間取最小時，LS為最大，求出上限液體流量LS值（常數(shù)），在VS—LS圖上，液相負荷上限線為與氣體流量VS無關(guān)的豎直線。以作為液體在降液管中停留時間的下限，因Af= ， HT= 又因θ=AfHT/LS ,則LS,大= / 5= 據(jù)此可作出與液體流量無關(guān)的水平漏液線。 根據(jù)經(jīng)驗值， 控制其泛點率為80%代入上式∵lL=D2Wd== Ab=AT2Af==K物性系數(shù)查表得K=1, CF泛點負荷因素，查表得CF=代入計算式，整理可得：+=由上式知霧沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)任取兩個LS值，依式算出相應(yīng)的VS值列于下表中。 LS39。VS39。為了防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管高度應(yīng)大于管內(nèi)泡沫層高度。聯(lián)立以下三式：由上式確定液泛線。忽略式中項，將以下五式代入上式，得到：因物系一定，塔板結(jié)構(gòu)尺寸一定，則、、及φ等均為定值，而與VS又有如下關(guān)系，即：整理得： LSVS由以上各線的方程式，可畫出圖塔的操作性能負荷圖。根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)規(guī)定的氣液負荷，可知操作點P(，)在正常的操作范圍內(nèi)。過圓點連接OP作出操作線.由塔板負荷性能圖可以看出：（1）在任務(wù)規(guī)定的氣液負荷下的操作點P（設(shè)計點），處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置。（2）塔板的氣相負荷上限完全由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制。（3）操作彈性Vmax=, Vmin=操作彈性=Vmax/ Vmin =3∴此設(shè)計符合要求。 提餾段汽、液相體積流率為：LS’= VS’= 塔徑塔板的計算取塔板間距HT=，板上液層高度h1=，那么分離空間：HT – h1 = = 功能參數(shù)：=從史密斯關(guān)聯(lián)圖查得：=由公式C=校正得 C==，則u’==∴= 為了防止精餾段塔徑大于提留段，造成塔的穩(wěn)定性下降，所以圓整取D’=∴塔截面積AT’= =空塔氣速: u’= VS ’/ AT’ =單溢流又稱直徑流，液體自液盤橫向流過塔板至溢流堰，流體流徑較大，塔板效率高，塔板結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。工業(yè)中應(yīng)用最廣的降液管是弓形降液管。綜合考慮各方面因素，本設(shè)計體系采用單溢流、弓形降液管。①堰長lw’∵塔徑D’= , ∴堰長lw’=’=②出口堰高 hw’=h1’how’∵L’ / l W’ =3600/= l W’ / D’= 查流體收縮系數(shù)圖得：E=, ∴h w’ = hl’ how’== m③降液管的寬度’與降液管的面積’：由lW ’/D= 查圖得查得’=, ’=∴Wd’==, Af’==④ 液體在降液管中停留時間 θ= Af’HT/Ls’=5s故降液管設(shè)計合適⑤降液管底隙高度h0’ 降液管底隙高度是指降液管下端與塔板間的距離，以表示。Ho的大小應(yīng)在20~25mm之間。降液管底隙高度應(yīng)低于出口堰高度，(hwho)6mm才能保證降液管底端有良好的液封。工程上ho一般取2025mm。本次設(shè)計中取22mm。hW’ h0’==6mm 故降液管底隙高度設(shè)計合理。取安定區(qū)寬度WS’=邊緣區(qū)寬度 WC’= 弓形降液管寬度 Wd’=采用F1型重閥，孔徑為39mm。取閥孔動能因子 FO=10①孔速 uo’==10/()=②浮閥數(shù):n==（1/4）==153(個)③有效傳質(zhì)區(qū)面積 ：根據(jù)公式：其中：R==x== ∴Aa’=④塔板的布置因 D800mm 故塔板采用分塊式，查表的塔塊分為3塊采用等腰三角形叉排。浮閥塔閥孔直徑取 d=39mm,閥孔按等腰三角形排列，如下圖: ⑤閥孔的排列：采用等腰三角形叉排，取同一個橫排的孔心距t=75mm則排間距：t’=== m= mm考慮到塔的直徑較大，必須采用分塊式塔板，而各分塊的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡面積， mm，而應(yīng)小些，故取t’=85mm=,按t=75mm，t’=85mm，以等腰三角形叉排方式作圖，排得閥數(shù)135個。按N=135重新核算孔速及閥孔動能因數(shù)：孔速u0’ = VS’/（π 1/4 d2 N）= F0= uo ’ (ρV,M’) =閥孔動能因數(shù)變化不大，仍在9～12范圍內(nèi)。⑥開孔率φ’∵空塔氣速: u’= VS ’/ AT’ =∴開孔率φ’=u’/uo ’=100%=%∵5%%14%, ∴符合要求 ∴則每層板上的開孔面積AO ’=A a’ φ ’=%= 塔板流體力學(xué)的驗算氣體通過浮閥塔板的
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