【導(dǎo)讀】設(shè)計任務(wù)及要求·································································5

　　

【正文】 ?? 取 1 6 0 , 1 0owh m m h m m??，則 60 10 50wh mm? ? ? 19 降液管底隙高度 h0 若取精餾段取 0 15h mm? ，提餾段取為 25mm ，那么液體通過降液管底隙時的流速為 精餾段： 39。0 0 0 .0 0 0 6 7 5 0 .0 6 4 3 /0 .7 0 .0 1 5SJwLu m slh? ? ?? 提餾段： 39。0 0 0 .0 0 2 2 5 0 .1 2 9 /0 .7 0 .0 2 5STwLu m slh? ? ?? 39。0u 的一般經(jīng)驗數(shù)值為 ~ /ms 進口堰高和受液盤 本設(shè)計不設(shè)置進口堰高和受液盤 浮閥數(shù)目及排列 采用 F1型重閥，重量為 33g，孔徑為 39mm。 浮閥數(shù)目 浮閥數(shù)目2020 SVN u?? 氣體通過閥孔時的速度0 Fu v?? 20 取動能因數(shù) 11F? ，那么0 11 1 0 .8 2 /1 .0 3 5 5u m s?，因此 21 .1 0 3 4 860 .0 3 9 1 0 .8 2N ? ?????個 排列 由于采用分塊式塔板，故采用等腰三角形叉排。若同一橫排的閥孔中心距 75t mm? ，那么相鄰兩排間的閥孔中心距 39。t計 為： 39。 atAt N?計 2 2 2 12 2 2 122 [ si n ]1800. 28 42 [ 0. 28 4 0. 46 0. 28 4 0. 46 si n ]18 0 0. 46= 0. 48 7axA x R x RRm????? ? ? ?? ? ? ? ?? 39。 0 .4 8 7 7 5 .58 6 0 .0 7 5t m m???計 取 39。 80t mm? 時畫出的閥孔數(shù)目只有 60 個，不能滿足要求，取39。 65t mm? 畫出閥孔的排布圖如圖 1 所示，其中 75 , 39。 65t mm t mm?? 圖中，通道板上可排閥孔 41 個，弓形板可排閥孔 24 個，所以總閥孔數(shù)目為 4 1 2 4 2 8 9N ? ? ? ?個 校核 氣體通過閥孔時的實際速度：0 204 1 0 .3 8 /SVu m sdN??? 21 實際動能因數(shù)： 0 1 0 .3 8 1 .0 3 3 5 1 0 .5 5F ? ? ?(在 9~12 之間 ) 開孔率： 2 20 ( 0 . 0 3 9 ) 8 91 0 0 % 1 0 0 % 1 3 . 5 %4 4 0 . 7 8 5 4TdNA? ? ??? ? ? ? ??閥 孔 面 積塔 截 面 積 開孔率在 10%~14 之間，滿足要求。 6. 流體力學(xué)驗算 氣體通過浮閥塔板的壓力降 (單板壓降 ) ph 氣體通過浮閥塔板的壓力降 (單板壓降 ) 1pch h h h?? ? ? 干板阻力 ch 浮閥由部分全開轉(zhuǎn)為全部全開時的臨界速度為 ocu ： 1 . 8 2 51 . 8 2 5 7 3 .1 / 7 3 .1 / 1 .0 3 3 5 1 0 .3 2 /o c Vu m s??? 因為 8 /oc ou u m s?? 所以 2 20 1 . 0 3 3 5 1 0 . 3 85 . 3 4 5 . 3 4 0 . 0 3 6 72 2 8 6 3 9 . 8 1Vc Luhmg?? ?? ? ? ??? 板上充氣液層阻力 1h 取板上液層充氣程度因數(shù) ?? ，那么： 1 h m?? ? ? ? 22 由表面張力引起的阻力 h? 由表面張 力導(dǎo)致的阻力一般來說都比較小，所以一般情況下可以忽略，所以： 0 .0 3 6 7 0 .0 3 0 .6 6 7 0 .6 6 7 8 6 3 9 .8 1 5 6 4 .7ph m P a? ? ? ? ? ? ? 漏液驗算 動能因數(shù) 0 5F? ，相應(yīng)的氣相最小負荷 minSV 為： 2m in 0 0 m in4SV d Nu?? 其中 0 m in 5 / 1 .0 3 3 5 4 .9 2 /Vu F m s?? ? ? 所以 2 3 3m i n 00 . 0 3 9 8 9 4 . 9 2 0 . 5 2 3 / 1 . 1 0 3 /4SV m s m s?? ? ? ? ? ? 可見不會產(chǎn)生過量漏液。 液泛驗算 溢流管內(nèi)的清液層 高度 d p d LH h h h h?? ? ? ? 其中， 0. 06 67 , 0. 06pLh m h m?? 所以， 0 .6 6 7 0 .0 6 0 .0 0 3 0 .1 2 9 7dHm? ? ? ? 為防止液泛，通常 ()d T wH H h???，取校正系數(shù) ?? ，則有：( ) ( 5 ) 25TwH h m? ? ? ? ? ? 可見， ()d T wH H h???，即不會產(chǎn)生液泛。 23 霧沫夾帶驗算 泛點率 = VS S LLVFbV L ZKC A??? ?? 查得物性系數(shù) ? ，泛點負荷系數(shù) ? 2 1 2 0 .1 4 6 0 .7 0 8LdZ D W m? ? ? ? ? ? 22 0. 78 54 2 0. 07 06 0. 64 42b T fA A A m? ? ? ? ? ? 所以， 泛點率 = 46 863 5 % 80%1 2? ? ? ?? ???? 可見，霧沫夾帶在允許的范圍之內(nèi) 7. 操作性能負荷圖 霧沫夾帶上限線 取泛點率為 80%代入泛點率計算式，有： 1 .0 3 3 51 .3 6 1 .3 6 0 .7 0 88 6 3 1 .0 3 3 50 .80 .0 9 7 0 .6 4 4 2VS S LSSLVFbV L Z VLKC A??? ? ??? ???? 整理可得霧沫夾帶上限方程為： ?? 液泛線 24 液泛線方程為 2 2 2 / 3S S SaV b cL dL? ? ? 其中， 552 1 . 0 3 3 51 . 9 1 1 0 1 . 9 1 1 0 0 . 0 3 0 98 6 3 8 6VLa N??? ? ? ? ? ?? 0( 1 ) ( 1 ) 5 5TbH ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 2 2 200 .1 5 3 0 .1 5 3 1 9 2 .40 .7 0 5 0 .0 1 5wc lh? ? ?? 0 2 / 3 211( 1 ) ( 0 . 6 6 7 ) ( 1 0 . 5 ) 1 . 0 2 0 . 6 6 7 3 . 5 5 30 . 7 0 5wdE l?? ? ? ? ? ? ? ? 代入上式化簡后可得： 2 2 2 / 34 .8 5 6 .2 1 7 1 1 4 .9S S SV L L? ? ? 液體負荷上限線 取 5s?? ，那么 m a x 30 . 0 7 0 6 0 . 4 0 . 0 0 5 6 5 /55fTS AHL m s?? ? ? 漏液線 取動能因數(shù) 0 5F? ，以限定氣體的最小負荷： 23m i n 0 5 0 . 5 2 3 /4S VV d N m s? ??? 液相負荷下限線 取 ? 代入 owh 的計算式： 2 / 3m i n2 .8 4 1 .0 2 [ ] 0 .0 0 61000 S wL l? ? ? 25 整 理可得： 33m in 2. 1 / 0. 00 05 84 /SL m h m s?? 操作性能負荷圖 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)。連接 OP 作出操作線，由圖可知，該塔的霧沫夾帶及液相負荷下限，即由漏液所控制。由圖可讀得： 33m a x m in( ) 1. 65 / , ( ) 0. 57 /SSV m s V m s?? 所以，塔的操作彈性為 5 / 7 9? 有關(guān)該浮閥塔的工藝設(shè)計計算結(jié)果匯總于表 7 表 7 浮閥塔工藝設(shè) 計計算結(jié)果 項目 數(shù)值與說明 備注 塔徑 ,Dm 板間距 ,THm 塔板型式 單溢流弓形 降液管 分塊式塔板 空塔氣速 ,/ums 溢流堰長度 ,Wlm 溢流堰高度 ,Whm 板上液層高度 ,Lhm 降液管底隙高度 0,hm 浮閥數(shù) ,N 個 89 等腰三角形叉排 26 閥孔氣速0,/u ms 閥孔動能因數(shù)0F 5 臨界閥孔氣速0 ,/cu ms 孔心距 ,tm 同一橫排的孔心距 排間距 39。,tm 相臨二橫排的中心線距離 單板壓降 ,pPa? 液體在降液管內(nèi)的停留時間,s? 精餾段 提餾段 降液管內(nèi)的清液高度 ,dHm 泛點率， % 氣相負荷上限 max()SV 霧沫夾帶控制 氣相負荷下限 min()SV 漏夜控制 開孔率， % 操作彈性 8. 各接管尺寸的確定 進料管 進料體積流量 332 9 9 2 2 . 3 7 . 3 2 / 0 . 0 0 2 0 3 /9 1 1 . 3fSf fFMV m h m s? ?? ? ? ? 取適宜的輸送速度 /fu m s? ，故 4 4 0 . 0 0 2 0 3 0 . 0 3 62Sfif Vdmu???? ? ? 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管 (YB23164)，規(guī)格： 45 3mm? ? 27 實際管內(nèi)流速：24 0 .0 0 2 0 3 1 .7 /0 .0 3 9fu m s????? 釜殘液出料管 釜殘液的體積流量： 333 6 4 . 8 5 1 8 . 1 6 . 8 9 / 0 . 0 0 1 9 1 /9 5 8 . 4wSWwWMV m h m s? ?? ? ? ? 取適宜的輸送速度 /Wu m s? ，則 4 0 .0 0 1 9 1 0 .0 41 .5dm????計 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管 (YB23164)，規(guī)格： 45 3mm? ? 實際管內(nèi)流速：24 0 .0 0 1 9 4 1 .6 /0 .0 3 9Wu m s????? 回流液管 回流液體積流量 336 6 . 8 5 3 9 . 8 1 3 . 5 1 / 0 . 0 0 0 9 7 5 /747LSL LLMV m h m s? ?? ? ? ? 利用液體的重力進行回流，取適宜的回流速度 /Lu m s? ，那么 4 0 .0 0 0 9 7 5 0 .0 50 .5dm????計 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管 (YB23164)，規(guī)格： 57 ? ? 實際管內(nèi)流速：24 0 .0 0 1 9 4 1 .6 /0 .0 3 9Wu m s????? 28 塔頂上升蒸汽管 塔頂上升蒸汽的體積流量： 33( 1 1 ) 6 5 . 8 5 3 9 . 8 1 3 7 5 0 / 1 . 0 4 2 /1 . 3 9 8SVV m h m s? ? ?? ? ? 取適宜速度 /Vu m s? ，那么 4 1 .0 4 2 0 .2 5 820dm????計 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管 (YB23164)，規(guī)格： 273 5mm? ? 實際管內(nèi)流速：24 1 .0 4 2 1 9 .2 /0 .2 6 3SVu m s? ???? 水蒸汽進口管 通入塔的水蒸氣體積流量： 331 3 1 .7 1 8 3 9 7 1 / 1 .1 0 3 /0 .5 9 7SOV m h m s?? ? ? 取適宜速度 0 /u m s? ，那么 4 1 .1 0 3 0 .2 3 725dm????計 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管 (YB23164)，規(guī)格： 245 5mm? ? 實際管內(nèi)流速：0 24 1 .1 0 3 2 5 .4 3 /0 .2 3 5u m s? ???? 參考資料： 29 [1] 華東理工大學(xué)化工原理教研室編 . 化工過程設(shè)備及設(shè)計 . 廣州：華南理工大學(xué)出版社 . [2] 天津大學(xué)化工原理教研室編 . 化工原理 (下 ). 天津：天津大學(xué)出版社 .