化工原理课程设计乙醇水浮阀塔精馏工艺设计(6)

2019-04-14 13:49

4.2.2 方形降液管的宽度和横截面

查图得:

AfAT?0.072,Wd?0.124, D3

则Af?0.072?2.54?0.183 m Wd 验证降液管内停留时间: 精馏段:???0.124?1.8?0.223 m

AfHTLs1''AfHT?0.183?0.45?25.18 s ?33.27?100.183?0.45?10.98 s 停留时间?﹥5s,故降液管可用

7.50?10?3 提馏段:?\?Ls2?4.2.3 降液管底隙高度 4.2.3.1 精馏段

取降液管底隙流速u0?0.10 m/s,则: ho? 4.2.3.2 提馏段

取u?0.10 m/s 则:h?''oLs1lw?o?0.028 m

''oLs2lw?''o?0.054 m 取ho''?0.055 m

''都不小于0.02m,故ho满足要求。 ho和ho4.3 塔板分布及浮阀数目及排列

4.3.1 塔板分布

本设计塔径D=1.18m,采用分块式塔板,以便通过人孔装拆塔板。

4.3.2 浮阀数目与排列

4.3.2.1 精馏段

取阀孔动能因子 Fo?12,则孔速u01?Fo12??11.24 m/s ?V11.143.84??291.05 块 每层塔板上浮阀数目为 N?22?do?o/40.785?0.039?11.05取边缘区宽度 Wc?0.06 m,破沫区宽度 Ws?0.10 m

?2x?22计算塔板上的鼓泡区面积,即:A?2?Rarcsin? ?xR?x??180R?Vs1其中 R?DDx??(Wd+Ws)=0.9-(0.221+0.10)=0.579 ?WC?0.9?0.06?0.8422?2x?3.140.579? Aa?2?xR2?x2?Rarcsin??(20.579?0.842?0.5792+?0.842arcsin)180R?1800.84?=1.78 m2

浮阀排列方式采用等腰三角叉排,取同一个横排的孔心距,则排间距: t”?Aa/Nt?1.78/(291?0.075)=82 mm

考虑到孔径较大,必须采用分块式塔板,而各分块的支撑与衔接也要占去一部分鼓

t”=65mm,泡区面积,因此排间距不宜采用82mm,而应小些,故取t”=0.065m,按t=75mm,

以等腰三角形叉排方式做图,排得阀数286个。

\? 按N=286个重新核算孔速及阀孔动能因数,U013.84?11.25 m/s

286?0.0392??/4Fo\?11.25?1.18=12.22 阀孔动能因数变化因数不变,仍在9—13范围内,

塔板开孔率=

u1.51??13.42% u”11.25o4.3.2.2 提馏段

取阀孔动能因子Fo=12,则?02?\每层塔板上的浮阀数目为N?Fo12??13.00 m/s ?V20.0852Vs22\?do?o2/4?3.960?255 块 20.785?0.039?13.00\按t=75 mm,估算排间距,t?1.77?0.093 mm

254?0.075

\取t?80 mm,排得阀数为236快。按236块重新核算孔速及阀孔动能因数,

%u02?3.960?14.05 m/s F02?14.05?0.852?12.97 20.785?236?0.039uo14.05阀孔动能因数变化不大,开孔率=u?1.51?10.75%浮阀排列方式如图所示:

图4-2 精馏段阀孔排列方式

图4-3 提馏段阀孔排列方式

4.4 塔板的流体力学计算

4.4.1 气相通过浮阀塔板的压降

可根据hp?hc?h1?h0计算 4.4.1.1 精馏段 1)干板阻力 uoc1?''011.82573.1?9.59 m/s 1.182?v1u01.18?11.252?5.34? 因u>uoc1 故hc1?5.34?=0.049 m 2?L1g2?827.31?9.81 2)表面张力所造成的阻力

此阻力很小,可忽略不计,因此与气体流经塔板的压降相当的高度为: hp1?0.035?0.049?0.084 m ?pp1?hp1?L1g?0.084?827.31?9.81?681.74 pa 4.4.1.2 提馏段 1)干板阻力uoc2?1.825

2?v2u020.852?14.052?5.34?因u>uoc2 故hc2?5.34?=0.049 m/s

2?L2g2?931.49?9.8173.1?11.47 m/s 0.852''02 2)板上充气液层阻力

取?0?0.5,hv2??0hl?0.5?0.07?0.035 m 3)表面张力所造成的阻力

此阻力很小,可忽略不计,因此与气体流经塔板的压降相当的高度为: hp2?0.035?0.049?0.084m ?pp2?hp2?L2g?0.084?931.49?9.81?767.59 pa

4.5 淹塔

为了防止发生淹塔现象,要求控制降液管中清液高度:Hd??(HT?hw)即

Hd?hp?hc?hd。

4.5.1 精馏度

1)单层气体通过塔板压降所相当的液柱高度 hp1?0.084m

22) 液体通过降液管的塔头损失

?Ls?3.27?10?3)?1.52?10?3 m hd1?0.153???0.153?(1.17?0.028?lwh01?3)板上液层高度

hL?0.07m ,则Hd1?0.084?0.0015?0.07?0.156 m 取?=0.5,已选定HT?0.45 m,hw1?0.0567 m 则 Hd1??(HT?hW)1 所以符合防淹塔的要求。 4.5.2 提馏段

1)单板压降所相当的液柱高度hp22)液体通过降液管的压头损失:

?0.084m

?Ls?6.33?10?3?3?0.153?()?1.79?10 hd2?0.153? m ?lh1.17?0.055?w02?3)板上液层高度:hL?0.07m ,则Hd2?0.084?0.00179?0.07?0.1558 m 取?=0.5,则 ?(HT?hW)2?0.5??0.45?0.0494??0.2397 m,可见

2Hd1??(HT?hW)2 所以符合防淹塔的要求。


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