常壓甲醇水篩板精餾塔設(shè)計(jì)方案-在線瀏覽
2025-06-12 13:34本頁(yè)面
【正文】 蒸餾釜加熱量及冷凝器冷卻量增大，耗能增大，即操作費(fèi)用增大。其設(shè)備投資操作費(fèi)用與回流比之間的關(guān)系如下圖所示。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)核算確定最佳值，常用的適宜R值范圍為：＝（～2）。精餾過(guò)程的熱效率很低，進(jìn)入再沸器的能量的95%以上被塔頂冷凝器中冷卻介質(zhì)帶走，僅約5%的能量被有效地利用。該方法不僅可節(jié)省大量的加熱蒸汽，而且還節(jié)省了大量的冷卻介質(zhì)。在考慮充分利用熱能的同時(shí)，還應(yīng)考慮到所需增加設(shè)備的投資和由此給精餾操作帶來(lái)的影響。⑴滿足工藝和操作的要求由于工業(yè)上原料的濃度、溫度經(jīng)常有變化，因此設(shè)計(jì)的流程與設(shè)備需要一定的操作彈性，可方便地進(jìn)行流量和傳熱量的調(diào)節(jié)。⑵滿足經(jīng)濟(jì)上的要求 要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設(shè)備與基建的費(fèi)用，如合理利用塔頂和塔底的廢熱，既可節(jié)省蒸汽和冷卻介質(zhì)的消耗，也能節(jié)省電的消耗。冷卻水的節(jié)省也對(duì)操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用有影響，減少冷卻水用量，操作費(fèi)用下降，但所需傳熱設(shè)備面積增加，設(shè)備費(fèi)用增加。⑶保證生產(chǎn)安全 生產(chǎn)中應(yīng)防止物料的泄露，生產(chǎn)和使用易燃物料車間的電器均應(yīng)為防爆產(chǎn)品。第三節(jié) 板式精餾塔的工藝計(jì)算1．理論塔板數(shù)的計(jì)算與實(shí)際板數(shù)的確定 理論板數(shù)計(jì)算 物料衡算質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換：質(zhì)量分?jǐn)?shù)摩爾分?jǐn)?shù)已知進(jìn)料量，進(jìn)料組成，進(jìn)料設(shè)計(jì)要求： 衡算方程 ： q線方程 讀圖可知平衡線和q線交點(diǎn)為 Rmin和R的確定 精餾段操作線方程的確定精餾段操作線方程： 已知 D＝＝精餾段：L＝RD＝ V＝（R＋1）D＝提餾段：L’＝L＋qF＝+240= V’＝V－（1－q）F＝V＝提餾段操作線方程： 逐板計(jì)算法逐板計(jì)算法,就是從塔頂或塔底出發(fā),交替使用相平衡方程和操作線方程,逐板計(jì)算各理論板的氣、液相組成,直到達(dá)到規(guī)定的分離要求為止。根據(jù)已知條件編寫逐板計(jì)算程序，利用MATLAB程序進(jìn)行求解，運(yùn)行可得如下結(jié)果：計(jì)算結(jié)果精餾段理論塔板數(shù)為：9(塊)提餾段理論塔板數(shù)為：+000(塊)共需理論塔板數(shù)為：+001(塊)由上往下，各塔板上的液相組成：a = Columns 1 through 11 Columns 12 through 15 由上往下，各塔板上的氣相組成：b = Columns 1 through 11 Columns 12 through 15 操作線上的點(diǎn) 平衡線上的點(diǎn)（） （）() ()（） （）() ()（） （）() ()（） （）() ()（） （）() ()（） （）() ()（） （）() ()（） （） M—T圖解法圖解法以在yx直角坐標(biāo)中的直角階梯法最為常用。2) 在x軸上定出、三點(diǎn)，并通過(guò)三點(diǎn)做垂線交對(duì)角線于a、e、b三點(diǎn)。4) 從點(diǎn)a開始在平衡線和精餾段操作線之間做梯級(jí)，當(dāng)梯級(jí)跨過(guò)兩段操作線交點(diǎn)d時(shí)，改在相平衡線和提餾段操作線之間做梯級(jí)，直到梯級(jí)達(dá)到或跨過(guò)b點(diǎn)為止。若塔頂采用分凝器，則分凝器相當(dāng)于一塊理論版，應(yīng)從總梯級(jí)數(shù)中減去1；塔底再沸器是否相當(dāng)于一塊理論板需要看再沸器的型式，一般情況下可以看做一塊理論板予以扣除。讀圖可知：精餾段理論板數(shù)9塊，提餾段理論板數(shù)=6塊(以逐板計(jì)算法為依據(jù))2．精餾塔操作條件計(jì)算 應(yīng)該根據(jù)處理物料的性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性原則。對(duì)于物性無(wú)特殊要求的采用常壓操作。 設(shè) =,= 允許有效空塔速度=，實(shí)際空塔氣速即初步核算：霧沫夾帶： 取 查圖可知 液層上部的氣體速度 ， 停留時(shí)間：。液體自受液盤橫向流過(guò)塔板至溢流堰。選用單溢流弓形管降液管，不設(shè)進(jìn)口堰,采用凹形受液盤。求前面已假設(shè)： 故。精餾段：求液面梯降由圖1246得=內(nèi)外堰間距離取 查圖可知 液層上部的氣體速度 ， 停留時(shí)間：提餾段：求液面梯降由圖1246得=內(nèi)外堰間距離取 查圖可知 液層上部的氣體速度 ， 停留時(shí)間：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(yīng)低于出口堰高，才能保證降液管底端有良好的液封，一般不應(yīng)低于6mm。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般取=（，）m/s。精餾段： 查表1033弓形寬度與面積 ,。 篩孔計(jì)算及其排列精餾段：取則t=12mm對(duì)單溢流型塔板，開孔區(qū)面積可用下式計(jì)算，即查表1033弓形寬度與面積 ,。得 篩孔按正三角形排列，篩孔數(shù)目開孔率為氣體通過(guò)閥孔的氣速為 精餾段：甲醇水體系無(wú)腐蝕性，可選用碳鋼板取，由圖1258得提餾段：取，由圖1258得精餾段：表面張力壓頭提餾段：表面張力壓頭精餾段： 則提餾段： 則 液面落差，液面落差可以忽略不計(jì)。提餾段：，符合要求。K值應(yīng)大于1，塔的操作可有較大彈性。K值應(yīng)大于1，塔的操作可有較大彈性。提餾段：降液管內(nèi)液面高度 =++=為了防止液泛現(xiàn)象，應(yīng)使 式中 故不可能產(chǎn)生降液管內(nèi)液泛。9. 輔助設(shè)備及零件設(shè)計(jì)（固定管板式換熱器）甲醇水走殼程，冷凝水走管程，采用逆流形式①．甲醇水冷凝蒸汽的數(shù)據(jù)tD=℃ 冷凝蒸汽量： ℃ 甲醇冷凝潛熱.,r=②．冷凝水始溫為12℃，取冷凝器出口水溫為20℃，在平均溫度物性數(shù)據(jù)如下 （℃下，水在平均溫度16℃下）ρ（kg/m3）Cp(KJ/kg.℃)μ[]λ(w/(m.℃))
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