化工原理課程設(shè)計(jì)---分離苯—甲苯混合液的浮閥板式精餾塔工藝設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-01-24 13:39本頁面
【正文】 荷性能圖中可查得4. 精餾段：氣相負(fù)荷上限 = m3/s,氣相負(fù)荷下限 = m3/s，所以可得塔板的這一操作彈性在合理的范圍(3～5)之內(nèi)，由此也可表明塔板設(shè)計(jì)是合理的。所得負(fù)荷性能圖如下：1. 從塔板負(fù)荷性能圖中可看出，按生產(chǎn)任務(wù)規(guī)定的氣相和液相流量所得到的操作點(diǎn)P在適宜操作區(qū)的適中位置，說明塔板設(shè)計(jì)合理。（漏液線）對于F1型重閥，因5時(shí)，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏液，故取計(jì)算相應(yīng)的氣相流量 取堰上液層高度作為液相負(fù)荷下限條件，作出液相負(fù)荷下限線，該線為與氣相流量無關(guān)的豎直線。由式可知，液體在降液管內(nèi)最短停留時(shí)間為3～5秒。在操作范圍內(nèi)任取若干值，可得如下表所示結(jié)果：用上述坐標(biāo)點(diǎn)便可在負(fù)荷性能圖中繪出液泛線 液相負(fù)荷上限線為了使降液管中液體所夾帶的氣泡有足夠時(shí)間分離出，液體在降液管中停留時(shí)間不應(yīng)小于3～5s。由式 聯(lián)立，即式中 ，板上液層靜壓頭降 從式 知，表示板上液層高度，所以液體表面張力所造成的靜壓頭和液面落差可忽略液體經(jīng)過降液管的靜壓頭降可用式則 式中閥孔氣速U0與體積流量有如下關(guān)系式中各參數(shù)已知或已計(jì)算出即 ；；代入上式。所以在操作范圍內(nèi)任取兩個(gè)值便可算出相應(yīng)的。對于苯—甲苯物系和已設(shè)計(jì)出塔板結(jié)構(gòu)，霧沫夾帶線可根據(jù)霧沫夾帶量的上限值所對應(yīng)的泛點(diǎn)率 (亦為上限值),利用式便可作出此線。從以上計(jì)算的結(jié)果可知，其泛點(diǎn)率都低于80%，所以霧沫夾帶量能滿足的要求。（1）霧沫夾帶量判斷霧沫夾帶量是否在小于10%的合理范圍內(nèi)，是通過計(jì)算泛點(diǎn)率來完成的。(3) 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間校核應(yīng)保證液體早降液管內(nèi)的停留時(shí)間大于3~5 s,才能使得液體所夾帶氣體釋出。(1)計(jì)算干板靜壓頭降由式可計(jì)算臨界閥孔氣速，即，可用算干板靜壓頭降，即(2)計(jì)算塔板上含氣液層靜壓頭降由于所分離的苯和甲苯混合液為碳?xì)浠衔铮扇〕錃庀禂?shù)，已知板上液層高度所以依式(3)計(jì)算液體表面張力所造成的靜壓頭降由于采用浮閥塔板，克服鼓泡時(shí)液體表面張力的阻力很小，所以可忽略不計(jì)。所以這樣開孔是合理的?，F(xiàn)按的等腰三角形叉排方式排列，則設(shè)計(jì)條件下的閥孔氣速為閥孔動(dòng)能因數(shù)為所以閥孔動(dòng)能因子變化不大，仍在9~12的合理范圍內(nèi)，故此閥孔實(shí)排數(shù)適用。（2）邊緣區(qū)寬度確定 取 。（4）降液管底隙高度h0－56計(jì)算降液管底隙高度h0，即：選用凹形受液盤，深度、浮閥排列及塔板布置（1）塔板的分塊本設(shè)計(jì)塔徑為，因，故塔板采用分塊式。塔截面積為以下的計(jì)算將以精餾段為例進(jìn)行計(jì)算：空塔氣速 精餾段有效高度為提餾段有效高度為因塔徑D=、弓形降液管、凹形受液盤及平直堰，不設(shè)進(jìn)口堰。對于塔頂：,查表化工原理[14]得下列數(shù)據(jù)對于進(jìn)料板：，查表求得下列數(shù)據(jù)對于塔底：，查表求得下列數(shù)據(jù) 精餾段平均密度：提餾段平均密度：液體表面張力σM=由查手冊得由℃ 查手冊得 由查手冊得精餾段平均表面張力： 提餾段平均表面張力： 精餾塔工藝尺寸的計(jì)算精餾段氣液相體積流率為精餾段 提餾段 （1） 精餾段塔徑計(jì)算由（其中）由課程手冊108頁圖51查得，其橫坐標(biāo)為： 選板間距，取板上液層高度 = ，故以為橫坐標(biāo)查圖51得到，因，很接近，故無需校正，即，則空塔速度為故塔徑（2）提餾段塔徑計(jì)算其中的C20查圖求得，圖的橫坐標(biāo)為查圖51得到，則空塔速度為故塔徑 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整為。加料液體的平均粘度：厘泊。℃苯的粘度：。同理可查得：℃，由它們的安托因方程[2] 平均塔溫為℃。 L=RD ==V=(R+1)D=(+1) =L+qF =+ =精餾段操作線方程為：提餾段操作線方程為： 同理可算出如下值：所以第七塊為進(jìn)料板 所以總理論板數(shù)為12塊（不含再沸器），第7塊板上進(jìn)料。如表16 苯—甲苯（）的txy相平衡數(shù)據(jù)苯摩爾分?jǐn)?shù)溫度℃苯摩爾分?jǐn)?shù)溫度℃液相氣相液相氣相===同理可算出其它的從而推出所以平衡線方程因?yàn)?，查表知：，?所以q線方程為：y=。氣體在塔盤板上以水平方向吹出，氣液接觸時(shí)間長，霧沫夾帶量少，液面落差也較小。從苯—甲苯的相關(guān)物性中可看出它們可近似地看作理想物系。浮閥塔一直成為化工生中主要的傳質(zhì)設(shè)備，其多用不銹鋼板或合金 。在此使用浮閥塔，浮閥塔塔板是在泡罩塔板和篩孔塔板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它吸收了兩者的優(yōu)點(diǎn)，其突出優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)氣體的流量自行調(diào)節(jié)開度，這樣就可以避免過多的漏液。塔頂選用全凝器。間接蒸汽加熱。常壓操作。在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)實(shí)際需要選定回流比?；亓鞅仁蔷s操作的重要工藝條件。此次設(shè)計(jì)是在常壓下操作。
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