化工原理课程设计(苯-氯苯分离精馏塔——浮阀塔设计)(7)

2018-11-24 15:14

4.2 液泛线

由式Hd??(HT?hw),Hd?hp?hw?hd??h?how, hp?hc?hl?h? 联立。即

?(HT?hw)?hp?hw?hd??h?how?hc?hl?h??hw?hd??h?how ?vU02式中, 干板静压板静 可用hc?5.34 ,板上液层静压头降hl??0hL

2?Lg从式hL?hw?how知,hL表示板上液层高度,how2.84?Ls?E?1000??lw????????223。所以板

?? ???2.84?LsE?上液层层静压头降hl??0hL??0(hw?how)??0?hw?1000???lw?3液体表面张力所造成的静压头h?和液面落差?h可忽略

?LS液体经过降液管的静压头降可用式hd?0.153??lh?w0??? ?2则?(HT?hw)?hc??0hL?hL+hd?hc+hd?(1??0)hL

?LS??u? ?5.34v?0.153???2?Lg?lwh0?202???hw?2.84?3600LS?(1??0)1000???lw?????23?? ??式中阀孔气速u0与体积流量有如下关系 u0?VS?4

2d0N精馏段:

式中各参数已知或已计算出,即

??0.5;HT?0.45m;hw?0.0472m;?0?0.5;?v?2.87kg/m3;?l?845.8kg/m3;N?206;lw?1.28m;h0?0.0268m;d0?0.039m代入上式。

22整理后便可得Vs与Ls的关系,即VS2?11.6227?8499.2141LS?55.4855LS3 此式即为液泛线的方程表达式。在操作范围内任取若干Ls值,依

VS2?11.6227?8499.2141LS?55.4855LS223

31

Ls 0 0.005 Vs

0.01 0.015 0.02 0.025

2.03 1.25

3.41 3.13 2.86 2.52

用上述坐标点便可在Ls?Vs负荷性能图中绘出液泛线,图中的(y2)。 提镏段:

??0.5;HT?0.45m;hw'?0.0304m;?0?0.5;?v'?3.35kg/m3;?L'?937.4kg/m3;N?206;lw?1.28m;h0'?0.0266m;d0?0.039m代入上式

22整理后便可得Vs与Ls的关系,即VS2?11.0502?8078.357LS?52.7417LS3

Ls' 0.001 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 Vs' 3.243 3.051 2.792 2.455 1.983 1.221

用上述坐标点便可在负荷性能图中绘出液泛线,图中的(y2’)。

4.3 液相负荷上限线

为了使降液管中液体所夹带的气泡有足够时间分离出,液体在降液管中停留时间不应小于3~5s。所以对液体的流量须有一个限制,其最大流量必须保证满足上述条件。

由式??Af?HTLS?3~5秒可知,液体在降液管内最短停留时间为3~5秒。取

??5s为液体在降液管中停留时间的下限,所对应的则为液体的最大流量Lsmax,即液相负荷上限,于是可得 精馏段:Lsmax?Af?HT5?Af?HT0.281?0.45?0.025m3/s显然由式Lsmax?所55得到的液相上限线是一条(y3)。 提镏段:Lsmax'?Af?HT5?Af?HT0.281?0.45?0.025m3/s显然由式Lsmax'? 55所得到的液相上限线是一条线(y3’)。

32

4.4 气体负荷下限线(漏液线)

对于F1型重阀,因F0<5时,会发生严重漏液,故取F0?5计算相应的气相流量(Vs)min 精馏段:(Vs)min??4d0N2F0?v?0.785?0.0392?226?52.87?0.80m3/s,即负荷性

能图中的线(y4)。 提镏段:(Vs)min'??4d0N2F0?v'?0.785?0.0392?226?53.35?0.74m3/s,即负荷

性能图中的线(y4’)。

4.5 液相负荷下限线

取堰上液层高度how?0.006m作为液相负荷下限条件,作出液相负荷下限线,该

线为与气相流量无关的竖直线。

2.84?3600Ls??E??1000?lw??2/3?0.006 取E?1.0、代入lw的值则可求出Ls??min和?Ls?min

'精馏段:

?Ls?minlw?0.006?1000?2?0.006?1000?21.28?????0.00109m3/s ????3600?2.84?1?3600?2.84E?33按上式作出的液相负荷下限线是一条与气相流量无关的竖直线,见图中的线(5).

提镏段:

?Ls?min'lw?0.006?1000?2?0.006?1000?21.28?????0.00109m3/s ????3600?2.84?1?3600?2.84E?33按上式作出的液相负荷下限线是一条与气相流量无关的竖直线,见图中的线

(y5’).

精馏段负荷性能图如下:

33

在操作性能图上,作出操作点A,连接OA,即为操作线。由图8-1可知,液泛线在雾沫夹带线的上方,所以塔板的气相负荷上限由雾沫夹带控制,操作下限由漏液线控制。

按固定的液气比,从负荷性能图中可查得气相负荷上限Vsmax?2.38m3/s,气相负荷下限Vsmin?0.80m3/s,所以可得

操作弹性?Vsmax2.38??2.98 Vsmin0.80提馏段负荷性能图如下:

34

在操作性能图上,作出操作点A,连接OA,即为操作线。由图8-2可知,液泛线在雾沫夹带线的上方,所以塔板的气相负荷上限由雾沫夹带控制,操作下限由漏液线控制。

按固定的液气比,从负荷性能图中可查得气相负荷上限Vsmax'?2.40m3/s,气相负荷下限Vsmax'?0.81m3/s所以可得

操作弹性?Vsmax2.40??3.24 Vsmin0.74三 板式塔的结构与附属设备

1 塔顶空间

塔的顶部空间指塔内最上层塔板与塔顶空间的距离。为利于出塔气体夹带的液滴沉降,其高度HD是指塔顶第一层塔盘到塔顶封头的直线距离,通常取HD为(1.5~2.0)HT。取除沫器到第一块板的距离为600mm。 故取塔顶空间为:

35


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