精馏段u0?Vs?4?0.6253.14/4?0.0392d0N?47?11.14m/s
F精?11.14?1.036?11.34 仍在9~12范围内。
提馏段;
u0?Vs?0.5983.14/4?0.0392?4d0N?47?10.66m/s
F精?10.66?0.847?9.81仍在9~12范围内。
(3)开孔率 精馏段:
n?4d022?精??4D?0.039??n()?38????9.03D.8??2d02
提馏段:
n?4d022?提??4D?0.039??n()?38????9.03D.8??2d02
开孔率在5%~15%范围内,故符合设计要求。 每层塔板上的开孔面积
精馏段: A0?0.118?0.323?0.0292m2 提馏段:A0?0.118?0.323?0.0292m2
6 塔板的流体力学验算
6.1 以精馏段为例
6.1.1气相通过浮塔板的压力降
由 hp?hc?hf?h?知 ⑴ 干板阻力
气体通过浮阀塔板的干板阻力,在浮阀全部开启前后有着不同的规律。 对F1型重阀来说可以用一下经验公式求取hc。 阀全开前?u0?uoc? hc?19.9uo0.175?L (1)
2阀全开后?u0?uoc? hc?5.34?Vu?2?Vu?2?Lg (2)
令hc?5.342?Lg=19.9uo0.175?L,得
uoc?73.11.825?V?1.82573.11.036?10.31m/s
因为u0?uochc?19.9uo,故
=19.9?9.820.1750.175?L848.7?0.035m液柱
⑵ 液层阻力x?
取充气系数数 ??=0.5,则
hf=??hL=0.5?0.06=0.03m液柱 ⑶ 液体表面张力所造成阻力h?
据国内普查结果得知,常压和加压塔中每层浮阀塔板压降为260~530Pa,而通过每块减压塔塔板的压降约为200Pa,
h?很小,计算时可以忽略不计。
故气体流经一层浮阀塔塔板的压力降的液柱高度为:
hp=0.036+0.03=0.066m
常板压降
?Pp?hp?Lg=0.066?848.7?9.81=549.5Pa(<0.7KPa,符合设计要求)。 6.1.2液泛的验算
为了防止液泛现象的发生,要求控制降液管中清液层高度符合
Hd???HT?hw?,其中 Hd?hp?hL?hd
由前计算知 hp=0.066m, 取?=0.5,板间距今为0.40m,hw=0.055m, 故??HT?hw?=0.5?(0.40+0.055)=0.2275m
又?塔板上不设进口堰,则
?L?hd=0.153?s??lwh??2?0.00038?=0.153???=0.00004m
?0.48?0.049?2板上液层高度 hL=0.06m,得:
Hd=0.066+0.06+0.00004=0.0126m
由此可见:Hd?HT?hw?,符合要求,在设计负荷下不会发生液泛现象。
eV6.1.3雾沫夹带
5.7?10的验算
?ua??H?hf?T????3.2?6eV=
?5.7?10
3.2?6?3=
2.155?10?0.3670/?0.385?0.0277?????0.40?0.03???0.0694 kg液/kg气
由上式可知 eV<0.1kg液/kg气
浮阀塔也可以考虑泛点率,参考化学工程手册。
Vs?V?L??V?1.36LslL?100%
泛点率=KCFAblL=D-2Wd=0.8-2?0.096 =0.608m
Ab=AT-2Af=0.785-2?0.0455=0.694 m
式中lL——板上液体流经长度,m; Ab——板上液流面积,m2; CF——泛点负荷系数,取0.093 K——特性系数,取1.0.
0.625?1.036848.7?1.036?1.36?0.00038?0.608?34.34%
泛点率=
1.0?0.093?0.694 泛点率<80%,符合要求
6.1.4漏液验算
取F0=5作为控制漏液量的操作下限, 由u0?F051.036F0?V 可知,
u0,min??V,精?42??4.91m/s
3Vmin,精?d0nu0,min?3.144?0.0392?47?4.91?0.276m/s
6.1.5塔板负荷性能图 1 漏液线 由 ?0?CVS,minA0,min(0?h??h)?L/?V L?0,min=
Lhlw)2/3hL?hW?hOWhOW=
2.841000E(
得 Vs,mi?CA0{0.00?56n02.84Lh0hw.1?3[E1000lw2/3(?h?)?L]?V }/ =4.4?0.772?0.101?0.537?
{0.0056?0.013[0.0537?2.841000?1?(3600LS0.48)2/3]?0.003}5848.7/1.036
整理得Vs,min?0.18494.501Ls2/3?7.050
在操作数据内,任取几个LS值,依上式计算出VS值,计算结果见表4
表4 LSVS,m3/s 0.0002 0.0006 0.003 0.005 ,m3/s 0.450 0.511 0.552 0.576 由上表数据即可作出漏液线(1)
2 液沫夹带线
以 ev=0.1kg液/kg气为限,求Vs?Ls关系如下 由 ev?5.7?10?6?LVSAT?Af(?aHT?hf)3.2
ua??Vs0.785?0.0455?1.352Vs
hf?2.5hL?2.5(hw?how)
hw=0.0537
?3600Ls?how=?1???10000.60??2.842/3?0.938Ls2/32/3
?0.1343
2/3故 hf?2.5(0.0537?0.938Ls)?2.345Ls2/32/3?2.345Ls HT?hf?0.4?0.1343?0.2657?2.345Ls????3.2
eV?5.7?10?6?334.643?10?1.352Vs??0.2657?2.345L2/3s??0.1