=(4*211.692/3600/3.14/0.225)0.5 =0.577m
塔径向标准圆整后D=700mm;
塔截面积AT= 3.14/4×D2=3.14/4×0.72=0.38465m2; 实际气速u= VsS/AT=211.692/3600/0.38465=0.153 m/s; 4.3.5.3 塔板主要工艺尺寸计算
(1) 溢流装置计算 1)流型选择
由于D=0.7m, 塔径较小,根据降液管和溢流方式的选择方法,塔T201选择弓形降液管,溢流方式为单溢流如图4.3.3所示。
图4.3.4 降液管和塔板
2)溢流堰长lw
弓形降液管的弦长称为堰长,以lw表示。 取lw=0.652D=0.652×0.7 =0.4564m 3)溢流堰堰高hw
降液管端面高出塔板板面的距离,称为堰高,以hw表示。 堰高与板上清液层高度及堰上液层高度的关系为 。
h=h+hLWLOW (4-24)
式中:
h—板上液层高度m; hW—堰高,m;
hOW— 堰上液层高度,m。
T101的设计采用平直堰,堰上液层高度how可用费朗西斯(Francis)公式计算,即
11
h?2.84E(L)2/3 (4-25)
hOW1000lw式中:
Lh— 塔内液体流量,m3/h;
E— 液流收缩系数。近似取E =1。 所以, hOW=0.00284×1×(4.041/0.4564) 2/3 = 0.012m 则 h = 0.1-0.012 = 0.088m
W4)降液管的宽度Wd和降液管的面积Af
根据Lw/D=0.652,查图4.3.5弓形的宽度和面积得: Wd/D=0.1767, Af/AT=0.12 经计算得: Wd = 0.2524 m AT = 0.38465 m2 Af = 0.046 m2
图4.3.5 弓形的宽度与面积
降液管内液体停留时间:
t=A?HLfT (4-26)
s式中:
t — 液体在降液管内的停留时间,s;
2
A— 降液管面积,m ; H— 塔板间距,m ;
fT12
3
L— 液体负荷,m /s。
由上式计算得t=0.046*0.6/(4.041/3600)=24.59s
s5)降液管底隙高度ho
降液管底隙高度是指降液管下端与塔板间的距离,以h0表示。降液管底隙高度h0应低于出口堰高度hw,才能保证降液管底端有良好的液封,一般不应低于6mm,即:ho=hw-0.006
降液管底隙高度一般不宜小于20~25mm,否则易于堵塞,或因安装偏差而使液流不畅,造成液泛。
因此:ho=hw-0.006= 0.088 - 0.006 = 0.082 m。 6)浮阀布置
一般在正常负荷情况下希望浮阀处在刚全开时操作,实验结果表明一般阀此时的动能因数
F0=8~11,由此确定阀数。
孔速u0由下式计算
u?F0?0V (4-27)
式中:
F— 阀孔动能因数;
0u— 孔速,m / s;
?V —气相密度,㎏/m3 。
0N?V (4-28) ?d2u4s00式中:
V—上升气体的流量,m3/s;
sd0—阀孔直径,d0=0.039m。
F1型浮阀的孔径为39㎜,故浮阀个数N为 N=837Vs/u0
对于塔T201,取阀孔动能因数 F0=10, 则孔速
u = 10/1.8750.5 =7.303 m / s
0浮阀个数 N=837*211.692/3600/7.303 = 6.74个=7个
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取边缘区宽度Wc=0.05m,破沫区宽度Ws=0.04m
??Aa=2?X???(R2-X2)?3.14180?R2?arcsin(?? ?X)?R??R?D/2?W=0.7/2-0.05=0.3m
cX=D/2-(W+W)=0.7/2-(0.2524+0.04)=0.0576m
dsA=2*[0.0576(0.32-0.05762)0.5 +3.14/180/0.32/arcsin(0.0576/0.3)]
a=0.0345m2
浮阀排列方式采用等腰三角形叉排,取排与排间阀孔中心距t=75㎜,则同一横排的阀孔中心距t'=Aa /N/t =0.0345/7/75*1000=66㎜考虑到塔的直径较大,
??必须采用分块式塔板,而各分块板的支撑与衔接也要占去一部分鼓泡去面积,因而排间距不宜采用66㎜,而应小于此值,故取t’=60㎜按N=8,重新核算孔速及阀孔动能因子
u0’ =211.692/3600/(3.14/4×0.0392×8)=6.6586m/s F0’ =u0’× 1.8750.5=6.6586×1.8750.5=9.1176 阀孔动能因子变化不大,仍在9—13范围内。 塔板开孔率=u/u0=0.153/9.1176= 2.3% 7)进口堰与受液盘
不设进口堰,受液盘采用凹形受液盘,其深度取50㎜。 8)液面梯度
浮阀他盘上液相流动阻力较小,股液面梯度很小,在计算时一般可以忽略不计。
4.3.5.4 流体力学计算与校核
(1)气体通过塔板的压降
h=h+h+h (4-29)
pcl1)干板压降 阀全开前(u0?u0c)
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h?19.9uc0.175?0 (4-30)
L阀全开后(u0?u0c)
2?u (4-31) h?5.342?gv0cLu0c=1.82573.1??v=1.82573.1?1.875=7.442m/s 且u0< u0c 故应按hc?19.9u0.175?0计算干板阻力,即hc=0.04m
L2)板上充气液层阻力 取ε0=0.5,hL=0.1 m,则
h=??h10L=0.5×0.1=0.05m
式中:
hl — 板上充气液层阻力,m液柱;
hL — 板上清液层高度,m液柱。
3)液体表面张力所造成的阻力:此阻力很小,忽略不计。 因此与气体流经塔板的压降相当的液柱高度为
h=0.04+0.05=0.09m
p?p?h???g=0.09*673.647*9.8=594.157Pa
pL(3)淹塔
为了防止淹塔现象的发生,要求控制降液管中清液层高度,
H??(H?h) (4-32)
dTw式中:
?—系数,是考虑到降液管内充气及操作安全两种因素的校正系数。对于一
般的物系,取0.3~0.4;对于不易发泡的物系,取0.6~0.7。
?(H?h)?h?h?h?h?h?h?h?h (4-33)
TwpLdcloLd1)与气体通过塔板的压强降所相当的业主高度hp前以算出hp=0.09m 液柱 2)液体通过降液管的压头损失:因不设进口堰,故按式
h?0.153(L)2?0.153(u')2 (4-34)lhds0w0经计算得hd=0.02452 m 液柱
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