由于D=1.6m>0.8m (采用精、提两段中较大的直径作为精馏塔的全塔直径)
故采用分块式塔盘; 塔板流动性采用单流形; 降液管采用弓形。[12] 2、溢流装置各结构尺寸的计算[13] 取堰长lw=0.7×D=0.7×1.6=1.12m 对于弓形降液管lw/D=0.7时
查得b/D=0.15 Af/AT=0.09 则b=0.015D=0.24m Af=0.09AT=0.18m2
又因为L=RD=1.8×4731=8515.8kg/h
则液相流量Lh=L/ ?L=8515.8÷791.5=10.76m3/h Lh/Lw=10.76÷1.12=9.61
Lw/D=0.7时,由液流收缩系数计算图[14]查得液流收缩系数E=1.03
how=2.84/1000×E(Lh/Lw)=0.00284×1.03×9.61=13mm 对于常压塔,hw在40~50mm之间;
HL在50~100mm之间。
故取 hw=45mm
HL=hw+how=58mm,在50~100mm之间校核[13]
3、阀孔数N的计算
2323选取标准浮阀塔盘,采用JB—118—68 F1型浮阀[14]
(1)取阀孔动能因数F0=10.5[14] (浮阀全开时F0=9~12)
由此确定孔速[14]Uo=Fo/?v 又ρV=(2.63+2.824)/2=2.727kg/m3 Uo=6.36m/s
塔中平均蒸汽量Vs=(1.4+1.4)/2=1.40m3/s 计算每层塔板上的浮阀数
N=Vs/(O.785×do2Uo)=1.40÷(0.785×0.0392×6.36)=185
(2)计算阀孔中心距t
采用正三角形排列时
其中阀孔总面积Ao=Vs/Uo=1.4÷6.36=0.22 m2 阀孔直径d0=0.039m 鼓泡区面积[15]
??2?1X?Aa?2?XR2?X2?Rsin
0?R?180?由资料[15],选取Ws=60mm Wc=40mm X=D/2—(b+Ws)=1.6/2—(0.24+0.06)=0.5m R=D/2—Wc=1.6/2-0.04=0.76m 则sin?1X=41.1° RAa=1.447m2
=0.039
0.907?1.447?0.10m
0.22根据t作图(缩小10倍)见附图5
由图可数出鼓泡区可以不值得阀孔总数N’=173个 与N=185个相近,符合要求。 验算 Uo’=837.5Vs/N’=6.8m/s Fo’= Uo’?v=11.2
F0’人在9~12范围内,即可认为满足要求 本浮阀塔取叉排的排列形式 开孔率=N(do/D)2×100%=10.3% 开孔率在10%~14%之间,满足要求。
四.精馏塔的负荷性能计算
一、塔顶负荷性能计算[16] 1、
过量雾沫夹带
查表得[17]表面张力为0.02N/m
0.0057由?v?0.02?103??UG?? ??H?2.5h?hwow??T23取?v=0.1 kg液/kg气做极限计算 how=2.84/1000×E(Lh/Lw) =0.00284×1.03(3600VL ÷1.12) =0.628 VL 取
m
m
232323已知UG=VS/(AT-Af)= Vs÷(2.01-0.180=0.546 VS 故经整理得VS =3.86-17.9Ls 列表
Ls(m3/s) Vs(m3/s) 0 3.86 0.001 3.68 0.003 3.49 0.005 3.34 0.008 3.14 0.01 3.03 0.012 2.92 0.014 2.82 0.016 2.72 23
由此可作出雾沫夹带线(1) 2、 由
气相下限操作线(泄露线)[16]
已知m N=173 Fo取5
精馏段 ?v=2.713 kg/m3
Vs下限=0.785×0.0392×173×5÷2.713=0.63m3/s 提馏段 ?v=2.824kg/m3 Vs下限=0.61 m3/s 由此做气象下限操作线(2) 3、
液体下限操作线[16]
由取
[16] E=1.03
m
解之得Lh=3.44 m3/h Ls=Lh/3600=0.001 m3/s 由此做出液相下限操作线(3) 4、液相上限操作线(降液管超负荷线)
Ls=Af×HT÷τ
取τ=5s[12] Af=0.18m2 HT=0.45m 得Ls=0.016m3/s
由此做液相上限操作线(4) 5、液泛线[16]
aVs=b+cLs+d Ls 精馏段 ?v=2.713 kg/m3 =0.021
参考数据,带入已知量,有: b=ΦHT+(Φ-1-β)hw
807kg/m3
2
2
23