吉林化工学院化工原理课程设计
取?0?0.5,hL?0.07m,则 hL1??0hl?0.5?0.07?0.035m (3)液体表面张力所造成的阻力
此阻力很小,可以忽略不计 ,因此与气体流经塔板的压降相当的液柱高度为
hp1?0.04?20.?035m0. 077 ?Pp2?hp2?L2g?0.077?776.?99?9.85P<700pa8a6.30 以上均在允许范围内。
3.4.2淹塔
为了防止淹塔现象的发生,要求控制降液管内液层高度
Hd??(HT?hW) 其中Hd?hP?hL?hd 1.精馏段
(1)单层气体通过塔板的压降相当的液柱高度 hp1?0.076m (2)液体通过降液管的压头损失(不设进口堰)
h1d1?0.153(LSlh)2?0.153(0.00163)2?0.0026m W00.78?0.016(3)板上液层高度
hL?0.0m7 则 Hd1=0.076+0.0026+0.07=0.1486m 取??0.5 已知HT=0.45m,hw?0.058m 则有?(HT+hW)=0.5?(0.45+0.058)=0.254m 可见Hd1??(HT?hW)符合防止液泛的要求 2.提馏段
(1)单层气体通过塔板的压降相当的液柱高度 hp2?0.077m (2)液体通过降液管的压头损失(不设进口堰)
hd2?0.153(LS220.00532lh)?0.153(?0.052)?0.0026m W0'0.78(3) 板上液层高度
hL?0.0m7 则 Hd2=0.077+0.0026+0.07=0.1496m
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取??0.5 已知HT=0.45m,hw'?0.047m 则有?(HT+hW)=0.5?(0.45+0.047)=0.2485m
可见Hd2??(HT?hW)2符合防止液泛的要求。
3.4.3雾沫夹带 1.精馏段
V?V1S??1.36LS1ZL泛点率?L1??V1KC100%
FA?b板上液体流径长度 ZL?D?2Wd?1.2?2?0.1632?0.8736m 板上液流面积 Ab?AT?2Af?1.1304?2?0.0795?0.9714m2
由于苯和甲苯为无泡沫物系,于是取物性系数K=1.0,又由表查得泛点系数CF=0.109, 由以上数据可算出泛点率:
0.69762.735?1.36?0.00163?0.8736 泛点率?793.86?2.7351.0?0.109?0.9714?100%=40.58%
上式计算的泛点率都在80%以下,故可知雾沫夹带量能够满足ev?0.1kg(液)/kg(气) 的要求。
2.提馏段
取物性系数K=1.0,又由表查得泛点系数CF=0。110,由以上数据可算出泛点率:
0.7032.915776.99?2.915?1.36?0.0053?0.8736泛点率?1.0?0.110?0.9714?100%=46.27%
上式计算的泛点率都在80%以下,故可知雾沫夹带量能够满足ev?0.1kg(液)/kg(气) 的要求。
3.5塔板负荷性能图
3.5.1 雾沫夹带线
根据前面雾沫夹带校核可知,对于大塔,泛点率F=0.8(上限值)
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VS泛点率F??V?L??V?1.36LSZL?100%
KCFAb2.735?1.36?LS?0.8736793.86?2.735 (1)精馏段:0.8??100%1.0?0.109?0.9714 整理得: 0.0588VS+1.1881LS=0.0847 即 Vs=1.44-20.21LsVS2.915?1.36?LS'?0.8736776.99?2.915 (2)提馏段:0.8??100%1.0?0.110?0.9714 整理得: 0.0614VS'+1.188LS'=0.0855 即 Vs'=1.39-19.35Ls'VS'以上方城便为雾沫夹带上限方程,对应一条直线。所以在操作范围内任取两个LS值,计算出VS值,可在负荷性能图中得到雾沫夹带上限线。
3.5.2液泛线
当降液管中泡沫液体总高度Hd??(HT?hW)时将出现液泛现象(淹塔),即满足关系式:
23600LS2?Lu0?(HT?hW)?1.5hW?1.5?2.84E()3?5.34V?0.153(S)2
lW?L2gh0?lW(1)精馏段
2?2.84?3600Ls1?3?2.735?Vs12Ls1?? 0.254?1.5??0.058????0.153?????5.34??22210000.780.785?96?0.04?793.86?1.2?9.80.016?0.78????????22 整理得 Vs12?4.073?18930.98Ls12?28.80Ls13
(2)提馏段
2?2.84?3600Ls2?3?2.915?Vs22Ls1?? 0.2485?1.5??0.047????0.153?????5.34??22210000.780.785?100?0.04?776.99?1.2?9.80.041?0.78????????232 整理得Vs2?4.28?3117.79Ls2?28.39Ls2
22 在操作范围内,任取若干个Ls值,算出相应的Vs值
3.5.3漏液线(气体负荷下限线)
因动能因数F0<5时,会发生严重漏液现象,故取F0=5计算相应的气相流量(VS)min
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(1)精馏段
(Vs1)min??4d02N5?V15?52?(0.04)?84??0.319m3/s 42.735(2)提馏段
(Vs2)min??4d02N?V2?52?(0.04)?87??0.320m3/s 42.915
由上式知,漏液线是一条与液体流量无关的水平线。
3.5.4液相负荷上限线
为了使降液管中的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低于3~5s,取θ=5s作为液体在降液管中停留时间的下限,则:
?得液相负荷最大值 (Ls)maxAFHT?0.4?50.0795?0.0m037s /5?3.5.5液相负荷下限线
对于平直堰,其堰上液层高hOW必须大于0.006 m。取hOW?0.006m 按下式,可作出液相负荷下限线
hOW?2.84?10?3E[3600(LS)min2/3]?0.006m lW取E=1,代入lW的值则可求出(LS)min
0.00630.7832?[]??0.00067m/s ?32.84?103600(LS)min于是得精馏段、提馏段负荷性能图:
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上图操作弹性为:精馏段3.45
提馏段 3.24
故设计基本合理。
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