中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第32页
表2-11 塔顶部数据结果表
符号 数
31.96
值
0.9707
692.0
0.2210
30880.68
966.2289
M
kg/kmol?Vkg/m3
?Lkg/m3
?LmPa?s
流量D
质量/?kg/h?摩尔/?kmol/h?
3.塔底条件下的流量和物性参数
M?M1?xW?M2??1?xW??32.04×0.67+18.02×(1-0.67)=27.42kg/kmol
?V?pM101.325?27.42??0.8204 kg/ m3 RT8.314??273.15?134.2?由于xW=0.67?a1=0.78，a2=0.22
1?a1?a2?
0.780.22??1.3743cm3/g 0.68510.9331?L?1?2所以 ?L?0.7276 g/ cm3=727.6kg/ m3
?L??1xW??2?1?xW??0.1313×0.67+0.2099×（1-0.67）
=0.1573mPa?s
V3'?M?V'?27.42×1583.2626=43413.06kg/h L3?M?L'?27.42×3056.1538=83799.74kg/h
塔底质量流量：W=1552.1203×27.42=42559.1386kg/h
表2-12 塔底部数据结果表
符号 数
27.42
值
0.8204
727.6
0.1573
42559.1286
1552.1203
M
kg/kmol?Vkg/m3
?Lkg/m3
?LmPa?s
流量W
质量/?kg/h?摩尔/?kmol/h?中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第33页
4.进料条件下的流量和物性参数
M?M1?xF?M2??1?xF??32.04×0.82+18.02×(1-0.82)=28.44 kg/kmol
?V?pM101.325?28.44?? 0.9113 kg/ m3 RT8.314??273.15?107.2?由于xF=0.82?a1=0.87，a2=0.13
1?a1?a2?0.870.13??1.3605 cm3/g
0.71070.9531?L?1?2所以 ?L?0.7350 g/ cm3=735.0 kg/ m3
V2'?V2?1583.2626×28.44=45027.99kg/h
精馏段：L2?M?L?28.44×617.0337=17548.44kg/h 提馏段：L'2?M?L'?28.44×3056.1538=86917.01kg/h
?L??1xF??2?1?xF??0.2022×0.82+0.2624×(1-0.82)=0.1973mPa?s
进料质量流量：F= 42823kg/h
表2-13 进料数据结果表
符号 数
28.44
值
0.9113
735.0
0.1973
73734.6
2439.1201
M
kg/kmol?Vkg/m3
?Lkg/m3
?LmPa?s
流量F
质量/?kg/h?摩尔/?kmol/h?
5.精馏段的流量和物性参数
?V??V??V122?0.9707?0.9113?0.941 kg/ m3
2692.0?735.0? 713.5kg/ m3
2?L??L??L122?中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第34页
V1?V250601.07?45027.99??47814.53kg/h 22L?L219720.4?17548.44L?1??18634.42 kg/h
22???LF0.2210?0.1973?L?LD??0.2092mPa?s
226.提馏段的流量和物性参数 V??V??V??V232?0.9113?0.8204?0.8659kg/ m3
2735.0?727.6?731.3 kg/ m3
2?L??L??L232?V2'?V3'45027.99?43413.66V???44220.83 kg/h
22L'2?L'386917.01?83799.74L???85358.38 kg/h
222 7.体积流量
?L??LW??LF?0.1573?0.1973?0.1773mPa?s
2塔顶：VS1?V1?V1V3'?50601.07?14.48m3/s
0.9707?3600塔底：VS3??V3V2?43413.06?14.699m3/s
0.8204?360045027.99? 13.725m3/s
0.9113?3600进料：VS2??V2?VS1?VS214.48?13.725?? 14.102m3/s 22V?VS313.725?14.699??14.212m3/s 提馏段：VS'?S222
精馏段：VS?中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第35页
表2-14 精馏段、提馏段数据结果表
气相密度?V/kg?m?3 液相密度?L/kg?m?3 气相摩尔流量/kmol?h?1 气相质量流量/kg?h?1 液相黏度/mPa?s 液相摩尔流量/kmol?h?1 液相质量流量/kg?h?1
精馏段
提馏段 0.8659 731.3 1583.2626 44220.83 0.1773 3056.1538 85358.38
??0.9410 713.5
????1583.2626 47814.53 0.2092
????617.0337 18634.42
??2.3.5填料的选择
填料是填料塔的核心构件，它提供了气液两相接触传质与传热的表面，与塔内件一起决定了填料塔的性质。目前，填料的开发与应用仍是沿着散装填料与规整填料两个方面进行。
本设计选用规整填料，规整填料是一种在塔内按均匀几何图形排布、整齐堆砌的填料，规定了气液流路，改善了沟流和壁流现象，压降可以很小，同时还可以提供更大的比表面积，在同等溶剂中可以达到更高的传质、传热效果。
与散装填料相比，规整填料结构均匀、规则、有对称性，当与散装填料有相同的比表面积时，填料空隙率更大，具有更大的通量，单位分离能力大。
所选的规整的参数为
型号 CB500Y
峰高 mm 12
比表面积m2/m3 250
理论板数1/m 2.5
空隙率 % 97
压力降MPa/m 3.0×10-4
2.3.6塔径设计的计算 1.精馏段塔径计算 由气速关联式
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?ualg??2??g?式中
2f??G?0.2??L???????A?1.75?????L??G???L??14??G?????? ?L?18a--------干填料因子； 2? ?L---------液体粘度，mPa?s； A----------金属丝网规整填料为0.30； L、G---------液体、气体质量流速； ?G、?L-------气体、液体密度； g---------重力加速度。
精馏段：?G=0.9410kg/ m3，?L=713.5kg/ m3，?=0.97，a=250m2/m3，
?L=0.2092mPa?s，L=18634.42 kg/h，G=47814.53 kg/h，A=0.30
代入式中求解得 uf?4.4m/s 空塔气速 u?0.5uf?0.5×4.4=2.2 m/s 体积流量 VS?14.102m3/s
D?4VS??u4?14.102?2.858m
3.14?2.2圆整后：D?3000mm，空塔气速u?2.2m/s 2.提馏段塔径计算
提馏段：?G=0.8659kg/ m3，?L=731.3 kg/ m3，?=0.97，a=250m2/m3，
?L=0.1773mPa?s，L=85358.38 kg/h，G=44220.83 kg/h，A=0.30
代入上面的公式中，解得 u'f?3.4m/s 空塔气速 u?0.5uf?0.5×3.4=1.7m/s 体积流量 VS'?14.212m3/s