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90000噸年丙酮-水連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)-閱讀頁(yè)

2024-09-15 17:08本頁(yè)面
  

【正文】 3 sV sm/3 可作出液沫夾帶線 2 液相負(fù)荷下限線 液相負(fù)荷低于此線就不能保證塔板上液流的均勻分布,將導(dǎo)致塔板效率下降,對(duì)于平直堰,取堰上液層高度 owh = 作為最小液相負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。 液泛線 為使液體能由上層塔板順利地流入下層塔板降液管內(nèi),須維持的液層高度 dH 化工原理課程設(shè)計(jì) 6 令 ? ?0 5 3 )( ???? ?? wTd hHH , dLpd hhhH ??? , VLep hhhh ??? Lhh ???1 , owwL hhh ?? 聯(lián)立得 ? ? ????? hhhhhH dcowwT ???????? )1(1 整理得: 3/2,2,2, SsS LdLcbVa ??? ) ()( )()( 2200, ????? LvcAa ?? 0 8 6 5 5 2 )(.)1(, ??????????? wT hHb ??? 1 8)0 4 5 4 *7 9 ( )( 1 5 220, ??? hlc w )79 36 00)(1( 3/23, ???? ? ?Ed 2Vs = 2sL 32sL 列表計(jì)算如下 sL sm/3 sV sm/3 由此表數(shù)據(jù)即可做出液泛線 5。由圖可以看出,該篩板的操作上線為液泛控制,下線為漏液控制。 液相負(fù)荷上限線 以 ?? 5s 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限 smHALL HA TfSS Tf / ,5 3m i n, ??????? 化工原理課程設(shè)計(jì) 9 據(jù)此可作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷上線 4。 根 據(jù) 以 上 各 線 方 程 , 可 做 出 篩 板 塔 的 負(fù) 荷 性 能 圖 如 下 :化工原理課程設(shè)計(jì) 10 提留段塔板負(fù)荷性能圖01 Ls M3/SVs M3/S漏夜線液沫夾帶線液泛線 B:在負(fù)荷性能圖 B 上,作出操作點(diǎn) A,連接 OA,即可作出操作線。由圖查得 Vs, max= , min= 故操作彈性為 Vs, max/Vs, min= 圖中紅色線為液相負(fù)荷上線,藍(lán)色線為液相負(fù)荷下線,黑色線為操作線 化工原理課程設(shè)計(jì) 11 八、精餾塔的主要附屬設(shè)備 ( 1)冷凝器的選擇:強(qiáng)制循環(huán)式冷凝器 冷凝器置于塔下部適當(dāng)位置,用泵向塔頂送回流冷凝水,在冷凝器和泵之間需設(shè)回流罐,這樣可以減少臺(tái)架,且便于維修、安裝,造價(jià)不高。4 ?? 設(shè)料液至加料孔的高度 z= , ?? 取 90 0C 彎頭 / 35eFld? le=35*= 料液 /F kg m? ? , 3= 10 ? ? 化工原理課程設(shè)計(jì) 13 Re= 渦流1 0 0 0 0 9 8 4 03^10*4 3 0 9 4 2*2*0 4 ??? ?? R? P = 1 1 1 .8 2 5 1 0 1 .3 2 5 = 1 0 .5 k P a? 在料液面與進(jìn)料孔面之間列伯努利方程 mHf . 8 1*2 20 . 6 )0 . 0 4 86 . 1 86 . 7 8*( 0 . 0 1 4 82gWf)df lel( 22 ??????? ?? 10*1 0 . *2 322 ??????????? HfgWfzHe 則流量為 、 He=,查泵性能圖,可得選型如下: 泵規(guī)格 IS6550160 流量 揚(yáng)程 8m 轉(zhuǎn)速 1450r/min 汽蝕余量 2m 效率 60% 軸功率 配帶功率 加料管徑 管路的流量: F=90000 /kgh 在進(jìn)口溫度與出口溫度范圍內(nèi),料液的密度變化不大,在 ℃時(shí) ,進(jìn)料密度為: Ρ f =取管流速 u=2m/s 化工原理課程設(shè)計(jì) 14 ff uFd ??36004? 04 2*2**36 00 12 50 0*4 ?? 圓整后,外徑 ?fd 55mm, ?? 、塔頂蒸汽管的管徑 蒸汽用量: Vs=取氣速 u=20m/s, 23 * *44 ??? uDD ? 圓整后,外徑 D=260mm δ =9mm 料液排出管徑 排液量 W=*取 wu = m/s 液相密度 ?w? 3/mKg 51***3 60 0 8 08 39*4**3 60 0 *4 ??? wuwDw ?? 圓整后,外徑 ?wd 107mm, ?? 回流管管徑 回流管的摩爾流量為: hK m o lRDL /*3 0 3 ??? hmlmLmLn / 2/*68/ ??? ? 取流速 /u m s? muLnD 0 5 2 **3 6 0 0 *4**3 6 0 04 ??? ? 圓整后,外徑 D=60mm ? =3mm 化工原理課程設(shè)計(jì) 15 九 、設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 計(jì)算數(shù)據(jù) 精餾段 提留段 各段平均溫度 mt ℃ 平均流量 氣相 VS m3/s 液相 LS m3/s 實(shí)際塔板數(shù) N 塊 15 10 板間距 HT m 塔的有效高度 Z m 塔徑 D m 空塔氣速 u m/s 塔板液流形式 單流型 單流型 溢 流 裝 置 溢流管型式 弓形 弓形 堰長(zhǎng) lw m 堰高 hw m 溢流堰寬度 Wd m 底與受液盤距離 ho m 板上清液層高度 hL m 孔徑 do mm 5 孔中心距 t mm 15 開孔率 % 孔數(shù) n 孔 3937 2789 開孔面積 0A m2 篩孔氣速 uo m/s 穩(wěn)定系數(shù) 塔板壓降 hP kPa 液體在降液管中停留時(shí)間 τ s 31 降液管內(nèi)清液層高度 Hd m 霧沫夾帶 eV kg液 /kg 氣 負(fù)荷上限 液沫夾帶控制 液沫夾帶控制 負(fù)荷下限 液相負(fù)荷下線控制 液相負(fù)荷下線 控制 液相最大負(fù)荷 LS min m3/s 操作彈性 塔頂全凝器 公稱直徑 mm 600 化工原理課程設(shè)計(jì) 16 管長(zhǎng) mm 4500 換熱面積 m2 泵規(guī)格 IS6550160 十、符號(hào)說(shuō)明 英文字母 Aα -閥孔的鼓泡面積 m2 Af -降液管面積 m2 AT -塔截面積 m2 b -操作線截距 c -負(fù)荷系數(shù)(無(wú)因次) c0 -流量系數(shù)(無(wú)因次) D -塔頂流出液量 kmol/h D -塔徑 m d0 -閥孔直徑 m ET -全塔效率(無(wú)因次) E -液體收縮系數(shù)(無(wú)因次) ve -物沫夾帶線 kg 液 /kg 氣 F -進(jìn)料流量 kmol/h F0 -閥孔動(dòng)能因子 m/s g -重力加速度 m/s2 HT -板間距 m H - 塔高 m Hd - 清液高度 m hc -與平板壓強(qiáng)相當(dāng)?shù)囊褐叨? m hd -與液體流徑降液管的壓降相當(dāng)液柱高度 m hr -與氣體穿過(guò)板間上液層壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨? m hf -板上鼓泡高度 m hL -板 上液層高度 m h0 -降液管底隙高度 m h02v-堰上液層高度 m hp -與板上壓強(qiáng)相當(dāng)?shù)囊簩痈叨? m hσ -與克服液體表面張力的壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨? m h2v-溢液堰高度 m K -物性系數(shù)(無(wú)因次) Ls -塔內(nèi)下降液體的流量 m3/s Lw -溢流堰長(zhǎng)度 m M -分子量 kg/kmol N -塔板數(shù) Np -實(shí)際塔板數(shù) NT -理論塔板數(shù) P -操作壓強(qiáng) Pa Δ P-壓強(qiáng)降 Pa q -進(jìn)料狀態(tài)參數(shù) R -回流比 Rmin-最小回流比 u -空塔氣速 m/s w -釜?dú)堃毫髁? kmol/h wc -邊緣區(qū)寬度 m wd -弓形降液管的寬度 m ws -脫氣區(qū)寬度 m x -液相中易揮發(fā)組分的摩爾分率 y -氣相中易揮發(fā)組分的摩爾分率 z -塔高 希臘字母 α-相對(duì)揮發(fā)度 μ-粘度 Cp ρ-密度 kg/m3 σ-表面張力 下標(biāo) r -氣相 L -液相 l -精餾段 q - q 線與平衡線交點(diǎn) min-最小 max-最大 A -易揮發(fā)組分 B -難揮發(fā)組分 34 帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 十一 .附圖 化工原理課程設(shè)計(jì) 35 : : 塔板結(jié)構(gòu)圖 。HG2054 97 凹 塔頂蒸汽管 3 107 HG205497 凹 料液排出管 4 60 HG205497 凹 回流管徑 5 400 HG2151595 凹 人孔 化工原理課程設(shè)計(jì) 35 十二、參考文獻(xiàn) [1]王志魁 .化工原理(第三版) [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 20 1 [2]劉雪暖、湯景凝 .化工原理課程設(shè)計(jì) [M].山東:石油大學(xué)出版社, 20 5 [3]賈紹義、柴誠(chéng)敬 .化工原理課程設(shè)計(jì) [M].天津:天津大學(xué)出版社, 20 8 [4]夏清、陳常貴 .化工原理(下冊(cè)) [M].天津:天津大學(xué)出版社, 20 1 [5]《化學(xué)工程手冊(cè)》編輯委員會(huì) .化學(xué)工程手冊(cè) — 氣液傳質(zhì)設(shè)備 [M]。 本次課程設(shè)計(jì)比上次難難度大,主要是計(jì)算復(fù)雜,計(jì)算量大考慮的細(xì)節(jié)較多,對(duì)同一個(gè)設(shè)備分成兩部分進(jìn)行考慮,既相互獨(dú)立又須彼此照應(yīng),始終要考慮計(jì)算是 為一個(gè)設(shè)備進(jìn)行。在整個(gè)設(shè)計(jì)中要考慮很多問(wèn)題,尤其是一些不容易引起重視細(xì)節(jié)問(wèn)題,否則“小毛病出大問(wèn)題”,這就要我考慮問(wèn)題要全面詳細(xì)。 由于是工程上的問(wèn)題,我們?cè)O(shè)計(jì)的不能像理論上那樣準(zhǔn)確,存在誤差是在所難免的,計(jì)算過(guò)程中數(shù)字的一步步地四舍五入逐漸積累了較大的計(jì)算誤差,但是 只要我們?cè)谟?jì)算中保持高的精確度,這種誤差可以大大地減小。 總之,在本次設(shè)計(jì)中我學(xué)到了很多知識(shí),同時(shí)使我認(rèn)識(shí)到理論于實(shí)踐的結(jié)合有多重要,也使我在潛意識(shí)中慢慢形成了一種模式:純理論主義與純經(jīng)驗(yàn)主義都是不可取的,只有聯(lián)系實(shí)際、活學(xué)活用才是對(duì)自己、對(duì)社會(huì)有
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