(满足工艺要求)。 ?pp??Lghp?846.8?9.81?0.090?748Pa?0.748kPa?0.7kPa2.雾沫夹带量ev的验算
3.25.7?10?ua?5.7?10?6?0.997?eV?????3??H?h21.26?10?0.5?2.5?0.06?? ??Tf???0.00764kg液/kg气?0.1kg液/kg气(满足要求)?63.2式中:hf?2.5hL,验算结果表明不会产生过量的雾沫夹带。 3.漏液的验算
漏液点的气速uom
uom?4.4Co?0.0056?0.13hL?h???L/?V?0.0056?0.13?0.06?0.00205?846.8/2.896
uo13.81??2.2?1.5(不会产生过量液漏) uom6.412?4.4?0.8?6.412m/s筛板的稳定性系数K?4.液泛的验算
为防止降液管发生液泛,应使降液管中的清液层高度Hd?Φ?HT?hw?
Hd?hp?hL?hd
?L??0.00219?hd?0.153?s??0.153???0.00098m
lh1.12?0.0244???wo?22Hd?0.090?0.06?0.00098?0.151m
??HT?hw??0.5?0.5?0.0488??0.274m Hd?Φ?HT?hw?成立,故不会产生液泛。
通过流体力学验算,可认为精馏段塔径及塔板各工艺结构尺寸合适,若要做出最合理的设计,还需重选HT及hL,进行优化设计。 (八)塔板负荷性能图 1.雾沫夹带线(1)
ev?5.7?10σ?6??ua???HT?2.5hL?3.2 (1)
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式中:ua?VsVs??0.5467Vs
AT?Af2.01?0.181hf?2.5hL?2.5?hw?how?2/3??3600Ls???2.5?0.0488?0.00284E???l?w?????
2/3??3600Ls??2.5?0.0488?0.00284?1.07??1.12?????0.122?1.655L2/3S将已知数据代入式(1)
????5.7?10?621.26?10?3??0.5467Vs?2/3??0.5?0.122?1.655Ls?3.2?0.1
Vs?4.399?19.26L2/3s (1-1)
在操作范围内,任取几个Ls值,依式(1-1)算出对应的Vs值列于下表:
Ls,m3/s Vs,m3/s 0.000927 4.216 0.005 3.836 0.01 3.505 0.015 3.228 0.0181 3.071 依据表中数据作出雾沫夹带线(1) 2.液泛线(2)
Φ?HT?hw??hp?hw?how?hd (2) ?3600Ls?how?0.00284E??lw???0.6618L2/3s22/3?3600Ls??0.00284?1.07???1.12?2/3
?u?????V????hc?0.051?o??V??0.051?s??V??Co???L??CoAo???L?Vs???2.896??0.051?????0.8?0.132??846.8??0.01564Vs222
hl???hw?how??0.6?0.0488?0.6618L2/3s??0.0293?0.3971L2/3s
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h??0.00205m
hp?hc?hl?h??0.01564Vs2?0.3971L2/3s?0.0314?L?Ls??2hd?0.153?s??0.153???204.9Ls
?1.12?0.0244??lwho?22
0.5?0.5?0.0488???0.01564Vs2?0.3971L2/3s?0.0314??0.0488?0.6618L2/3s?204.9L2s
2Vs2?12.42?67.70L2/3s?13101Ls (2-2)
在操作范围内,任取几个Ls值,依式(2-2)算出对应的Vs值列于下表:
Ls,m3/s Vs,m3/s 0.000927 3.430 0.005 3.180 0.01 2.823 0.015 2.314 0.0181 1.860 依据表中数据作出液泛线(2) 3.液相负荷上限线(3)
Ls,max?HTAfτ?0.5?0.181?0.0181m3/s (3-3)
54.漏液线(气相负荷下限线)(4)
hL?hw?how?0.0488?0.6618L2/3s
漏液点气速
2/3?uom?4.4?0.8?0.0056?0.130.0488?0.6618L?s??0.00205?846.8/2.896 ?Vs,min?Aouom,整理得:
2/3Vs2,min?5.431Ls?0.624 (4-4)
在操作范围内,任取几个Ls值,依式(4-4)算出对应的Vs值列于下表:
Ls,m3/s Vs,m3/s 0.000927 0.822 0.005 0.885 0.01 0.936 0.015 0.977 0.0181 0.999 依据表中数据作出漏液线(4) 5.液相负荷下限线(5)
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取平堰堰上液层高度how?0.006m,E?1.02。
?3600Ls,min?how?0.00284E??lw??2/3?3600Ls,min??0.00284?1.02???1.12?2/3?0.006
Ls,min?9.27?10?4m3/s (5-5)
操作气液比 Vs/Ls?1.823/0.00219?832.4
塔板负荷性能图
操作弹性定义为操作线与界限曲线交点的气相最大负荷Vs,max与气相允许最小负荷
Vs,min之比,即:
操作弹性=
Vs,maxVs,min?3.270?3.99 0.820(九)精馏塔的附属设备与接管尺寸的计算 1.料液预热器
根据原料液进出预热器的热状况和组成首先计算预热器的热负荷Q ,然后估算预热器的换热面积A ,最后按换热器的设计计算程序执行。
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2.塔顶全凝器
全凝器的热负荷前已算出,为1391般采用循环水冷却,进出口水温可根据不同地区的具体情况选定后再按换热器的设计程序做设计计算。 3.塔釜再沸器
因为饱和液体进料,故V??V??1?q?F?V。即再沸器的热负荷与塔顶全凝器相同。实际上由于存在塔的热损失(一般情况下约为提供总热量的5~10%)。再沸器属于两侧都有相变的恒温差换热设备,故再沸器的设计计算与蒸发器同。 4.精馏塔的管口直径 1)塔顶蒸汽出口管径
依据流速选取,但塔顶蒸汽出口流速与塔内操作压力有关,常压可取12~20m/s。 2)回流液管径
回流量前已算出,回流液的流速范围为0.2~0.5m/s;若用泵输送回流液,流速可取1~2.5 m/s。 3)加料管径
料液由高位槽自流,流速可取0.4~0.8 m/s;泵送时流速可取1.5~2.5m/s。 4)料液排出管径
塔釜液出塔的流速可取0.5~1.0m/s。 5)饱和蒸汽管径
蒸汽流速:<295kPa:20~40 m/s;<785kPa:40~60 m/s;>2950 kPa:80 m/s。
三、塔的提馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算
(一)提馏段的物性及状态参数 1.平均压强pm
取每层塔板压降为0.7kPa计算。 进料板:pF?110.9kPa
塔底:pW?105.3?0.7?22?120.7kPa 平均压强pm??110.9?120.7?/2?115.8kPa 2.平均温度tm
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