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正文內(nèi)容

甲醇水體系浮閥餾塔的設計(doc畢設論文)(編輯修改稿)

2024-07-24 21:46 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 =s∴μL,m提=(+)/2=s3)塔的汽、液相負荷L=RD=42= kmol/hV=(R+1)D=(+1) 42= kmol/hL’=L+F= kmol/h+210 kmol/h=V’=V= kmol/hVS=VMVM/(3600ρVM)=()/(3600)=LS=LMLM/(3600ρLM)=()/(3600)=VS’=V’MVM’/(3600ρVM’)=()/(3600)=LS’=L’MLM’/(3600ρLM’)=()/(3600)= 精餾段塔徑塔板的實際計算1) 精餾段汽、液相體積流率為:LS = m3/sVS= m3/s2)塔徑塔板的計算欲求塔徑應先求出u,而u=安全系數(shù)umax 式中: 橫坐標的數(shù)值為:(Ls/Vs)(ρL/ρv)=參考有關(guān)資料,根據(jù)塔板間距與塔徑的關(guān)系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初選板間距=, 取板上液層高度h1=,故分離空間HTh1==根據(jù)以上數(shù)值,由史密斯關(guān)聯(lián)圖查得,C20=由公式C=校正得 C=Umax=C=[()/]=,則u==故 D==[(4)/()]=所以圓整取D=1m∴塔截面積: AT= =空塔氣速u= VS / AT = m/s 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)中應用最廣的降液管是弓形降液管。綜合考慮各方面因素,本設計體系采用單溢流、弓形降液管。①溢流堰長lw==②出口堰高 h w Ls / l W =3600/= l W / D= 查流體收縮系數(shù)圖得:E=,選用平直堰,堰上液層高度由下式計算則how=, 又∵h1 =∴h w = h1 how===③降液管的寬度與降液管的面積∵lW / D= ,查得 =,=∴Wd=1=, Af==④降液管底隙高度降液管底隙高度是指降液管下端與塔板間的距離,以表示。降液管底隙高度應低于出口堰高度,(hwho)不應低于6mm才能保證降液管底端有良好的液封. 工程上ho一般取2025mm。本次設計中取22mm。hwho= 22 = mm 6 mm 故降液管底隙高度設計合理。取安定區(qū)寬度=,邊緣區(qū)寬度取= 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=①孔速 uo==()= m/s②浮閥數(shù):n==(1/4)==89(個)③有效傳質(zhì)區(qū):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,采用等腰三角形叉排。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:第一排閥孔中心距t為75mm,各排閥孔中心線間的距離t’可取65mm,80mm,100mm. 經(jīng)過精確繪圖,得知,當t’=65mm時,閥孔數(shù)N實際=85個按N=85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=85個∴則每層板上的開孔面積AO =A a φ = %=4)塔板流體力學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,符合設計要求。b. 液泛的校核為了防止塔內(nèi)發(fā)生液泛,降液管高度應大于管內(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)停留的時間不應小于3—5s。∵lW / D= ,查得 =,=∴Wd=1=, Af==停留時間θ=AfHT/LS=5s ∴符合要求d.霧沫夾帶泛點率=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。e. 漏液驗算 m3/sVs= m3/s,可見不會產(chǎn)生過量漏液。4) 塔板負荷性能圖及操作彈性①液相下限線因堰上液層厚度how為最小值時,對應的液相流量為最小。設how,小= LW= 推出 LS= m3/s②液相上限線當停留時間取最小時,LS為最大,求出上限液體流量值(常數(shù)),在—圖上,液相負荷上限線為與氣體流量無關(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= ∵θ=AfHT/LS 則LS,大= / 5=③漏液線 據(jù)此可作出與液體流量無關(guān)的水平漏液線。④霧沫夾帶線 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,依式算出相應的值列于下表中。 LSVS⑤液泛線為了防止塔內(nèi)發(fā)生液泛,降液管高度應大于管內(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,可將上式簡化成與的如下關(guān)系式: 其中 : 帶入數(shù)據(jù): 由得LSvs⑥操作負荷線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)在任務規(guī)定的氣液負荷下的操作點P(設計點),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∴此設計符合要求。1) 提餾段汽、液相體積流率為:LS’= m3/sVS’=2)塔徑的計算取塔板間距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’= umax’=∴= 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’=
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