氣液傳質(zhì)設(shè)備--板式塔的工藝設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-02-26 19:59本頁(yè)面
【正文】 3 板式塔的塔體工藝尺寸設(shè)計(jì) 基本計(jì)算公式 TTT1Zm NE H m .TTTNZHE????????式中： 板式塔的有效高度， ；塔內(nèi)所需理論塔板數(shù)； 總板效率； 塔板間距， 理論塔板數(shù)的計(jì)算 方法 逐板計(jì)算法 圖解計(jì)算法 吉利蘭圖捷算法 塔板間距的確定 塔板間距的選取與塔高、塔徑、物系性質(zhì)、分離效率、操作彈性以及塔的安裝、檢修等因素有關(guān)。 浮閥塔板 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、造價(jià)低；塔板開(kāi)孔率大，生產(chǎn)能力大；因閥片可隨氣量變化自由升降，操作彈性大；氣流水平吹入液層，氣液接觸時(shí)間較長(zhǎng)，板效率高。 篩孔易堵塞，不宜處理易結(jié)焦、黏度大的物料。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高；板上液層厚，塔板壓降大，生產(chǎn)能力及板效率較低。 2 塔板的類型及其選用 塔板分為錯(cuò)流式塔板和逆流式塔板兩大類，工業(yè)上常以錯(cuò)流式塔板為主。因此可在斜線部分區(qū)域選擇一適宜回流比。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的具體情況，參考生產(chǎn)上較可靠的回流比的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選定； 先求出最小回流比 Rmin，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取操作回流比為最小回流比的∽ 2倍，即 R＝（ ∽ 2） Rmin； 在一定的范圍內(nèi)，選 5種以上不同的回流比，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的理論塔板數(shù)，作出回流比與理論塔板數(shù)的曲線。 回流比的選擇 適宜回流比應(yīng)通過(guò)經(jīng)濟(jì)核算決定，即操作費(fèi)用和設(shè)備折舊費(fèi)之和為最低時(shí)的回流比為適宜回流比。 工藝多采用泡點(diǎn)進(jìn)料， 常以釜?dú)堃侯A(yù)熱原料液 ；如工藝要求減少塔釜的加熱量，避免釜溫過(guò)高，料液產(chǎn)生聚合或結(jié)焦，則應(yīng)采用氣態(tài)進(jìn)料。 操作壓力的選擇 依據(jù)操作壓力 常壓操作 減壓操作 加壓操作 選擇依據(jù)：一般，對(duì)熱敏性物質(zhì)或混合物泡點(diǎn)過(guò)高的體系易采用減壓蒸餾；常壓下呈氣態(tài)的物系采用加壓蒸餾。氣液傳質(zhì)設(shè)備 板式塔的工藝設(shè)計(jì) 板式塔設(shè)計(jì)步驟 ? 確定設(shè)計(jì)方案； ? 選擇塔板類型； ? 確定塔徑、塔高等工藝尺寸； ? 塔板設(shè)計(jì)，包括溢流裝置設(shè)計(jì)、塔板布置、升氣道（泡罩、篩孔或浮閥等）的設(shè)計(jì)排列； ? 流體力學(xué)驗(yàn)算； ? 繪制塔板負(fù)荷性能圖； ? 依據(jù)負(fù)荷性能圖，對(duì)設(shè)計(jì)分析、調(diào)整，直至滿意。 1 設(shè)計(jì)方案的確定 (6步法 ) 裝置流程的確定 蒸餾裝置 精餾塔 原料預(yù)熱器 蒸餾釜（再沸器） 冷凝器 釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器 原料入塔 泵輸送（易受泵操作波動(dòng)影響） 高位槽送液（穩(wěn)定） 泡點(diǎn)冷凝器 分凝器 產(chǎn)品冷卻器 流程確定要全面、合理的兼顧設(shè)備、操作費(fèi)用、操作控制及安全等諸因素。 進(jìn)料熱狀況的選擇 進(jìn)料熱狀況 ：冷液進(jìn)料 (q1)、泡點(diǎn)進(jìn)料 (q=1)、氣液混合進(jìn)料(q1)、飽和蒸汽進(jìn)料 (q=0)及過(guò)熱正氣進(jìn)料 (q0)五種。 加熱方式的選擇 再沸器 直接蒸氣加熱 類型： 間接蒸氣加熱 無(wú)需再沸器 a b 優(yōu)點(diǎn)：利用壓力較低的蒸汽節(jié)省費(fèi)用，且省去再沸器； 缺點(diǎn)：對(duì)釜內(nèi)溶液有一定的稀釋作用；如進(jìn)料條件及產(chǎn)品純度、輕組分收率一定，則需在提留段增加塔板數(shù)以達(dá)到生產(chǎn)要求。但作為課程設(shè)計(jì)，要進(jìn)行這種核算是困難的，通常根據(jù)下面 3種方法之一來(lái)確定回流比。當(dāng) R= Rmin時(shí)，塔板數(shù)為 ∞；R＞ Rmin后，塔板數(shù)從無(wú)限多減至有限數(shù)； R繼續(xù)增大，塔板數(shù)雖然可以減少，但減少速率變得緩慢。上述考慮的是一般原則，實(shí)際回流比還應(yīng)視具體情況選定。 錯(cuò)流式塔板比較表 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 泡罩塔板 操作彈性大、液氣比范圍大，不易堵塞，適于處理各種物料，操作穩(wěn)定可靠。 篩孔塔板 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低；板上液面落差低，氣體壓降小，生產(chǎn)能力較大；氣體分布均勻，傳質(zhì)效率高。若操作不當(dāng)，易產(chǎn)生漏夜。 處理易結(jié)焦、黏度大的物料時(shí)，閥片易與塔板粘結(jié)；操作中有時(shí)會(huì)發(fā)生閥片脫落或卡死現(xiàn)象。 表 101 塔板間距與塔徑的關(guān)系 塔徑 D， m 板間距 HT,mm 200300 300350 350450 450600 500800 ≥ 800 塔板間距的數(shù)值應(yīng)按系列標(biāo)準(zhǔn)選取，常用的塔板間距有 300、 350、 400、450、 500、 600、 800等幾種系列標(biāo)準(zhǔn)。 塔徑的計(jì)算（可參課本 P157頁(yè)） s4VDu??計(jì)算公式： 關(guān)鍵在于計(jì)算空塔氣速 u 空塔氣速的 上限由嚴(yán)重的霧沫夾帶或液泛決定，下限由漏夜決定，適宜的空塔氣速介于兩者之間。 最大允許氣速由嚴(yán)重霧沫夾帶時(shí)懸浮液滴的沉降速度確定： ? ? 223 VLV ud= d g。6 4 2???? ? ??凈重力 摩擦阻力液滴在上升氣流中懸浮，則其受力平衡，此時(shí)，空塔氣速與液滴沉降速度相等，為最大允許氣速。 塔徑的計(jì)算（可參課本 P157頁(yè)） ? ?1 / 2s LsVTLL
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