化工畢業(yè)設(shè)計(jì)----分離甲醇水溶液的精餾系統(tǒng)設(shè)計(jì)含流程圖和裝備圖(編輯修改稿)
2025-08-22 17:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 = m/s（2）提餾段 = HThL==查圖得：C20=對(duì)C作修正： （1－45）則 u2= umax= （1－46）經(jīng)過圓整，D2=1200mm 空塔氣速u2= m/s 塔板面積AT=(1/4)πD2=，提餾段數(shù)據(jù)結(jié)果匯總表5 精餾段，提餾段數(shù)據(jù)結(jié)果匯總表物理量精餾段提餾段平均溫度t/℃平均液相摩爾質(zhì)量ML/19平均氣相摩爾質(zhì)量MV/平均液相密度ρL/平均氣相密度ρV/粘度μ/表面張力σ/平均氣相組成y平均液相組成x液相摩爾流量L/96液相體積流量L39。/氣相摩爾流量V/136136氣相體積流量V39。/相對(duì)揮發(fā)度 溢流裝置(1) 堰長lw【3】本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)液體流量L,L’均比較小，所以采用單流型塔板，溢留堰選擇平直堰。為提高塔板面積的利用率，采用弓形降液管。對(duì)于弓形降液管，有l(wèi)w=（~）D為保證有一定的溢流量，則lw= D= （1－47）(2) 出口堰高h(yuǎn)w hw=hLhow （1－48）堰上液高度how由Francis公式確定： （1－49）【1】其中E為液體收縮系數(shù)，對(duì)于甲醇—水系統(tǒng)，E≈1 則堰高h(yuǎn)w==b. 提餾段則堰高h(yuǎn)w‘==(3) 降液管a 降液管的有關(guān)參數(shù)可查圖得到 【1】 查圖得： 其中Wd為弓形寬度，Af為弓形面積，AT為塔截面積b 停留時(shí)間 【1】 則精餾段 （1－50）提餾段 （1－51）c 降液管底隙高度h0降液管底隙流速u0=對(duì)于精餾段 （1－52）對(duì)于提餾段 （1－53）考慮到此處流速較小，為避免被雜物堵塞使液流不暢而引起液泛，取30mm【3】 塔板的設(shè)計(jì)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，節(jié)省材料，本次設(shè)計(jì)采用浮閥式塔板。根據(jù)機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn)JB111868,選用F1型33g重閥，孔徑d0=39mm，選擇碳鋼材料來制作浮閥，其厚度δ=4mm(1) 浮閥的數(shù)目與排列【1】孔速可由公式確定，其中F0為閥孔的動(dòng)能因子，一般取8~12，本設(shè)計(jì)中，F(xiàn)0取為10。則閥數(shù)為保證塔板的強(qiáng)度，需留有一定的邊緣區(qū)和安定區(qū)，在邊緣區(qū)內(nèi)不設(shè)置浮閥，在邊緣區(qū)內(nèi)不設(shè)置閥。取邊緣區(qū)寬度Wc=,安定區(qū)寬度Ws=. 【3】 又開孔區(qū)面積 （1－54） 其中 孔速 （1－55）閥數(shù) （1－56）采用正三角形排列，孔間距 t = =，則 （1－57）實(shí)際孔速 （1－58）則動(dòng)能因子 符合要求開孔率 （1－59）孔速 （1－60） （1－61）采用正三角形排列，孔間距 t = =，則 （1－62）實(shí)際孔速 （1－63）則動(dòng)能因子 符合要求開孔率 （1－64） 如圖3所示，共畫得閥數(shù)為85個(gè)（整板，除去弓形區(qū)域）下半塊板所示為分塊數(shù)，浮閥與上半塊對(duì)稱。 圖3 浮閥塔板示意圖(2) 氣體通過浮閥塔板的壓降hp【1】氣體通過每層塔板的壓降hp=hc+hl+hσ （1－65）其中hc為干板阻力，hl為板上充氣液層阻力,hσ為液體表面張力造成的阻力，可忽略。由于開孔率 ，則 （1－66）d=39mm,查得：c=,從而c0== hl1= 綜上 hp1=hc1+hl1= b. 提餾段hl2= 綜上 hp2=hc2+hl2= (3) 液泛【1】塔板不產(chǎn)生液泛的條件，其中 （1－67） ，則 符合要求,則 符合要求(4) 霧沫夾帶霧沫夾帶率有兩個(gè)公式如下：【1】 （1－68） （1－69）二者結(jié)果取最大值，要保證其中，Kc為物性系數(shù)，本系統(tǒng)為無泡沫正常體系，Kc為1，CF為泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)，可查圖得到。 Z== Ab== 由代入公式得：F1=% F1=% ,均小于80%Z== Ab==由代入公式得：F1=% F1=% ,均小于80% 塔的負(fù)荷性能圖【1】(1) 霧沫夾帶線已知泛點(diǎn)率取ev=，即泛點(diǎn)率為80%將代入公式，整理得： 即將代入公式，整理得： 即(2) 漏液線對(duì)于F1型重閥，把動(dòng)能因子F0=5作為氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)。則 ，對(duì)于精餾段， （1－70）對(duì)于提餾段， （1－71）(3) 液相下限為保證正常傳質(zhì)過程的進(jìn)行，,取how=又，代入解得：Ls=（1－72）(4) 液相上限液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間應(yīng)不低于3~5s，取τ=5s由 （2－28）則(5) 液泛線發(fā)生液泛時(shí)，臨界條件為 =其中 ， （1－73）hw=,N=85,代入整理得： hw=,N=85,代入整理得：綜上：將精餾段與提餾段的各條性能曲線畫于坐標(biāo)系中，如圖4，5所示，由圖可知，各段操作點(diǎn)均在有效范圍內(nèi)。從圖中得出該塔精餾段的氣相負(fù)荷上限Vs，max=,氣相負(fù)荷下限Vs，min=提餾段的氣相負(fù)荷上限Vs，max=,氣相負(fù)荷下限Vs，min=（1－74） 提餾段操作彈性= （1－75）圖4 精餾段負(fù)荷性能圖表6各條曲線所通過的點(diǎn)（精餾段）漏液線液相上限液相下限L(m3/s)V（m3/s)L(m3/s)V（m3/s)L(m3/s)V（m3/s）000霧沫夾帶線液泛線操作點(diǎn)與原點(diǎn)連線L(m3/s)V（m3/s)L(m3/s)V（m3/s)L(m3/s)V（m3/s）000圖5 提餾段負(fù)荷性能圖表7 各條曲線所通過的點(diǎn)（提餾段）漏液線液相上限液相下限L(m3/s)V（m3/s)L(m3/s)V（m3/s)L(m3/s)V（m3/s)000霧沫夾帶線液泛線操作點(diǎn)與原點(diǎn)連線L(m3/s)V（m3/s)L(m3/s)V（m3/s)L(m3/s)V（m3/s)000表8 精餾段，提餾段塔板數(shù)據(jù)結(jié)果匯總項(xiàng)目精餾段提餾段浮閥數(shù)（單板）/個(gè)
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