精馏塔的物料衡算(3)

2019-02-26 09:48

由上面史密斯关联图,得知 C20=0.071

精馏段:

校核至物系表面张力为35.37mN/m时的C,即 C=C20??????20?0.2?35.37?=0.071????20?0.2?0.0796

umax=C

?L??V?V=0.0796

848.7?1.0361.036?2.26 m/s

取安全系数为0.6,则空塔气速为

u?0.6umax?0.6?2.26?1.356m/s

D?4VS?u?4?0.6253.14?1.356?0.766m

按标准塔径圆整后为 D=0.8m 塔截面积为

AT??4D2??4?0.82?0.502m2

实际空塔气速为

u?0.6250.502?1.245m/s

提馏段:

LS??L?VS???V????1/2=

0.000860.598?935.9????0.847??1/2?0.048

查图可得 C20=0.077

校核至物系表面张力为54.06mN/m时的C,即

C=C20??????20?0.2?54.06?=0.077???20??0.2?0.0939

umax=C

?L??V?V=0.0939

935.9?0.8470.847?3.120 m/s

可取安全系数0.60,则

u=0.60umax=0.60?3.120=1.872m/s

故 D’=4Vs?u=0.638m 按标准,塔径圆整为D=0.8m,

塔截面积为

AT??4D2??4?0.82?0.502m2

实际空塔气速为

u?0.5980.502?1.191m/s

4.2 精馏塔有效高度的计算 精馏段有效高度为

Z精?(N精?1)HT?(7?1)?0.4?2.4m

提馏段有效高度为

Z提?(N提?1)HT?(22?1)?0.4?8.4m

5 塔板主要工艺尺寸的计算

5.1 溢流装置计算

采用单溢流、弓形降液管,平形受液盘及平行溢流堰,不设进口堰。 5.1.1堰长lW

取lW?0.6D?0.6?0.8?0.48m

5.1.2溢流堰高度

hW

由hW?hL?hOW

2选用平直堰,堰上液层高度hOW由式hOW精馏段:

近似取E=1,则

hOW?0.00038?3600???1???10000.48??2.842/3?L??E?h?1000?lW?2.843

?0.0050m

取板上清液层高度hl=0.6m 故 hW?0.06?0.0050?0.055m 提馏段:

近似取E=1,则

hOW?0.00086?3600???1???10000.48??2.842/3?0.0086m

取板上清液层高度hl=0.6m

m 故 hW?0.06?0.0086?0.05145.1.3弓形降液管宽度

lwDWd和截面积

Af

?0.6

查弓形降液管的参数图,得

AfAT?0.058

WdD?0.12

2故 Af?0.058AT?0.058?0.785?0.0455m

Wd?0.12D?0.12?0.8?0.096m

依下式验算液体在降液管中停留时间,即

精馏段:

??AfHTLs?0.0455?0.400.00038?47.98 >5s

提馏段:

??AfHTLs?0.0455?0.400.00086?21.16 >5s ,故降液管设计合理

5.1.4降液管底隙高度

精馏段:

h0

h?=hw-0.006=0.055-0.006=0.049m 提馏段:

h?=hw-0.006=0.0514-0.006=0.0454m

降液管底细隙高度壁溢流堰高度低0.006mm,以保证降液管底部的液封。 5.2塔板布置

5.2.1开孔区面积计算

破沫区:鼓泡区与溢流区之间的区域,

WS=0.035m

无效边缘区:靠近塔壁的部分需要留出一圈边缘区域,以供支撑塔板的边梁之用。

Wc=0.06m

?2?1开孔区面积 Aa?2?xR2?x2?Rsin? 180R???x? R=

x=

D2?Wc=0.8/2-0.06=0.34m D2?(Wd?Ws)=0.269m

22?故 Aa?2??0.269?0.34?0.269???0.341802sin?10.269???0.323m2 0.34??5.2.2筛孔计算及排列

(1)浮阀的排列

采用F1型浮,由于塔径为0.8m,故塔板采用整块式。浮阀排列方式采用正三角形叉排,孔心距 t=75mm=0.075m。 (2)阀数确定

3气相体积流量VS=0.625m/s已知,由于阀孔直径d0=0.039m,因而塔板上浮阀

数目n就取决于阀孔的气速u0。u0能因子F?=10 精馏段: 孔速 u?=浮阀数 N=

F??F0,浮阀在刚全开时操作, 取阀孔动

?V?V,mVs=

101.036?9.82m/s

0.625?4=

du?23.14/4?0.0392?9.82=54(个)

按t?75mm等边三角形叉排方式作图,排得阀数47个

提馏段: 孔速u?=阀数N=

F??V,mVs=

100.847?10.87m/s

=47(个)

?4=

0.5983.14/4?0.0392du?2?10.87按t?75mm等边三角形叉排方式作图,排得阀数47个

按n=47,重新核算孔速及阀孔动能因数


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