化工原理之废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计 - 图文(4)

2020-05-05 15:39

对于散装填料,可采用埃克特通用关联图计算泛点气速uF和塔径D 其泛点率的经验值为:u/uF?0.5~0.85

??u2????V?0.2查图得:?L?0.190

g????L?????水L?976.542?1.213 g?9.81m/s 805.1??150

带入纵坐标可得:uF?2.312m/s

取泛点率u/uF?0.80即u?0.80?2.312?1.850m/s 所以D?4VS?u?4?1487.58?0.374m

3.14?1.850?3600?2.037提馏段:

?V18?w????w??L18??L18V180.5798.739?1.66??????0.0280 1289.30811.030.5??查图得: u2??????V18?0.2?0.21 ?g???L18?L18??1.059

??150 g?9.81m/s2 ?带入得:uF?2.905m/s u?2.905?0.8?2.324m/s

D?4?1289.30?0.344m

1.66?3600?3.14?2.324圆整塔径,D=400mm 泛点气速的核算: 精馏段:u?4V2S?Du?4?1487.58?1.615m/s 23.14?0.4?3600?2.037

u?F1.615?0.699 2.312提馏段:

u?4V?DS2?4?1298.30?1.730m/s 23.14?0.4?3600?1.66

Dduu?F1.730?0.60 2.905的核算:

0.038?10.53?8

Dd?0.4液体喷淋密度的核算:

U?1226.2223?13.04m/m2?h20.785?0.4?748.66??

??

最小润湿速率?LW?min?0.08m3/(m?h) at?112m2/m3

?8.96m3/m2?h 最小喷淋密度Umin??LW?minat所以D?400mm成立。

3.2.6塔高的计算(等板高度法) 填料层的设计高度一般为Z'??1.2~1.5?Z 取Z'=1.3Z HETP=0.446 精馏段填料层高度为

NT?17

Z精?NTHETP?17?0.431?7.327m

'?1.3Z?1.3?7.327?9.5251m Z精提馏段的填料层高度为

NT?5

ZZ提'提?5?0.431?2.155m?1.3?2.155?2.8015m

设计取精馏段填料层高度为10m,提馏段填料层高度为2.9m。 对于金属环矩鞍h/D为?8~15? 取h/D?8

8D?8?0.4?3.2m?10

需要分段10/3.2?3

所以 精馏段分为3层,提馏段不用分层 3.2.7填料层压力降的计算

散装填料的压力降值可由埃克特通用关联图计算。计算时,先根据气液负荷及有关物性数据,求出横坐标和纵坐标,通过作图得出交点,读出过交点的等压线数值,即得出每米填料层压降值。 精馏段: 横坐标:wwLV??V???????L?0.51226.222?2.131??????0.0439 1487.58748.660.5???u2?p???1.6152?93.4?1.213?2.131??V?0.2纵坐标:?L??0.25820.2?0.0654 ??g???9.81?748.66??L?由埃克特通用关联图可得:??精馏?50?9.81?490.5Pa/m

?1提馏

L18横坐标: wwV18??V18???????L18?0.5798.739?1.66?????0.0280 ?1289.30811.030.5??2?u2?p??1.66???V18??0.2?1.730?93.4?1.059??0.25850.2?0.04771 ??L18g???9.81?811.03??L18?由埃克特通用关联图可得:?P提馏?30?9.81?294.3Pa/m

Z2所以,总压降为?????精馏??1???提馏??2?490.5?10?294.3?2.9?5758.47Pa

?1?23.2.7液体分布器的计算 3.2.7.1液体分布器的选型 管式液体分布器 3.2.7.2分布点密度的计算

对于散装填料,D?400mm。分布点密度选用300点/m塔截面。 分布点数目为:

n?0.785?0.42?300?37.68点?38点

2

按分布点几何均匀与流量均匀的原则,进行布点设计。设计结果为:主管直径为?38?3.5.支管直径为?18?3,采用7根支管,支管中心距离为55mm,实数分布点数为n=37点。 液体分布器图见附录 3.2.7.3孔流速计算

u0??2g?H

孔流系数:??0.5~0.6 取??0.6

开孔上方的液位高度:???120~200mm 取???160mm 所以 u0?0.62?9.81?0.16?1.06m/s

3.2.7.4布液的计算 取d0?3mm

L??d02u0N?3.14?0.0032?1.06?36?2.70?10?4

44 W?2.70?10?4?748.66?0.202kg/s 3.2.7.5分布器示意图(见附图) 3.2.8液体再分布器

由于精馏塔的直径小于0.6m,故选用截锥式再分布器。 3.2.9接管管径的计算

气体流速:10~15m/s 液体流速:0.5~1.0m/s 设计中取uV?12m/s uL?0.8m/s

3.2.9.1进料管管径的计算

V?30.65?26.06?2.71?10?4m3/s u?0.8m/s

3600?819.74?2.71?10?4?0.02077m

3.14?0.84Vd???u圆整到d?25mm 3.2.9.2进气管管径

V?d?25.75?50.07?0.212m3/s u?12m/s

3600?1.6914?0.211?0.1497m 3.14?12


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