甲醇—水分離過程板式精餾塔的設計-在線瀏覽
2024-08-10 07:46本頁面
【正文】 氣壓力 （表壓）篩孔塔 工作日每年工作日為330天，每天24小時連續(xù)運行。必須具體考慮如下幾點：⑴首先必須保證產(chǎn)品達到任務規(guī)定的要求，而且質量要穩(wěn)定。⑵其次所定的設計方案需要有一定的操作彈性，各處流量應能在一定范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，必要時傳熱量也可進行調(diào)整。計算傳熱面積和選取操作指標時，也應考慮到生產(chǎn)上的可能波動。要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設備及基建費用。同樣，回流比的大小對操作費和設備費也有很大影響。而且，應結合具體條件，選擇最佳方案。又如，塔是指定在常壓下操作的，塔內(nèi)壓力過大或塔驟冷而產(chǎn)生真空，都會使塔受到破壞，因而需要安全裝置。但在化工原理課程設計中，對第一個原則應作較多的考慮，對第二個原則只作定性的考慮，而對第三個原則只要求作一般的考慮。但是，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)和需要，塔設備還得具備下列各種基本要求： ⑴ 氣(汽)、液處理量大，即生產(chǎn)能力大時，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾帶、攔液或液泛等破壞操作的現(xiàn)象。 ⑶ 流體流動的阻力小，即流體流經(jīng)塔設備的壓力降小，這將大大節(jié)省動力消耗，從而降低操作費用。 ⑷ 結構簡單，材料耗用量小，制造和安裝容易。 ⑹ 塔內(nèi)的滯留量要小。不同的塔型各有某些獨特的優(yōu)點，設計時應根據(jù)物系性質和具體要求，抓住主要矛盾，進行選型。精餾操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔為逐級接觸型氣－液傳質設備，其種類繁多，根據(jù)塔板上氣－液接觸元件的不同，可分為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮動舌形塔和浮動噴射塔等多種。 篩板塔也是傳質過程常用的塔設備，它的主要優(yōu)點有： ⑴ 結構比浮閥塔更簡單，易于加工，造價約為泡罩塔的60％，為浮閥塔的80％左右。 ⑶ 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。 篩板塔的缺點是： ⑴ 塔板安裝的水平度要求較高，否則氣液接觸不勻。⑶ 小孔篩板容易堵塞。根據(jù)給定任務，對精餾裝置的流程、操作條件、主要設備型式及其材質的選取等進行論述。 ⑶ 塔板設計：計算塔板各主要工藝尺寸，進行流體力學校核計算。 ⑷ 管路及附屬設備的計算與選型，如再沸器、冷凝器。⑹ 繪制精餾裝置工藝流程圖和精餾塔的設備圖。對于二元混合物的分離，應采用連續(xù)精餾流程。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分加回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器后送至儲罐。第四章 精餾塔的工藝計算、塔底產(chǎn)品的摩爾分率甲醇的摩爾質量為：水的摩爾質量為： 原料液摩爾分率：塔頂摩爾分率：塔底摩爾分率：原料液平均摩爾質量：塔頂產(chǎn)品平均摩爾質量塔底產(chǎn)品平均摩爾質量 甲醇—水屬理想物系，可采用圖解法求理論板層數(shù)。表1 溫度/℃xy溫度/℃xy100查得:yδ=，xδ=Rmin=(xDyδ)/(yδxδ)=（）/() =R==*= 由于為泡點進料，則q=1 YX可知，總理論塔板數(shù)NT為12塊(包括再沸器)進料板位置NF為自塔頂數(shù)起第9塊。( 此種溢流方式液體流徑較長，塔板效率較高，塔板結構簡單，加工方便。) 堰上層液高度how由下列公式⑷計算，即有 how=E(Lh/lw)(2/3)并由圖液流收縮系數(shù)計算圖⑷，則可取用E= ，則how=取板上清液層高度hL= m故 hw=3) 弓形降液管的寬度Wd和截面積Af由Wd/D= m 查⑷可求得Af/AT= Wd/D= Af== m2Wd== m并依據(jù)下式驗算液體在降液管中的停留時間，即θ=3600 AfHT/Lh= 3600 (3600)=＞5s ，Lh即為每小時的體積流量驗證結果為降液管設計符合要求。）取uo39?！ ?1) 塔板的分塊因為D≥ 800mm，所以選擇采用分塊式，查⑷可得，塔板可分為3塊。各項計算如下：1) 堰長lw可取lw==2) 溢流堰高度hw由hw=hL－h(huán)ow可選取平直堰，堰上層液高度how由下列公式計算，即有how=E(Lh/lw)(2/3)并由圖液流收縮系數(shù)計算圖⑷，則可取用E= ，則how=取板上清液層高度hL= m故 hw== m3) 弓形降液管的寬度Wd和截面積Af由Wd/D= m 查圖⑷可求得Af/AT= Wd/D=Af== mWd== m并依據(jù)下式驗算液體在降液管中的停留時間，即θ=3600 AfHT/Lh= 3600 (3600)=＞5s ，Lh即為每小時的體積流量驗證結果為降液管設計符合要求。）取 uo39?！ ?2. 塔板布置1) 塔板的分塊因為D≥ 800mm，所以選擇采用分塊式，查表⑷可得，塔板可分為3塊。液沫夾帶量，采用公式：ev=106/σL[ ua/(HT－h(huán)f)]由hf=== 所以：ev=(106/103) [()]=＜可知液沫夾帶量在設計范圍之內(nèi)。為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液高度Hd應服從式子：Hd≤ψ(HT＋hw)甲醇與水屬于一般物系，取ψ= ，則ψ(HT＋hw)=（+）=而Hd=hp+hL+hd板上不設進口堰，則有hd=(uo’)2=()2=Hd=hp+hL+hd=++=則有： Hd≤ψ(HT＋hw)，于是可知本設計不會發(fā)生液泛。 液沫夾帶液沫夾帶量，采用公式：ev=106/σL[ ua/(HT－h(huán)f)]==所以ev=106/103[()] = kg液/kg氣＜ kg液/kg氣可知液沫夾帶量在設計范圍之內(nèi)。 液泛為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液高度Hd應服從式子Hd≤ψ(HT＋hw)
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