在操作范围内任取若干个Ls值,依式算出相应的Vs值。 8.3 液相负荷上限线
液体的最大流量应保证在降液管中提留时间不低于3~5s,依式知液体在降液管内停留时间
??3600AfHTLs
求出上限液体流量Ls值(常数),在Vs~Ls图上,液相负荷上限线为与气体流量Vs无关的竖直线。 以θ=5s作为液体在降液管中停留时间的下线,则
(Ls)max?AfHT5
=(0.0885*0.4)/5=0.00708 m
8.4 漏液线
对于F1型重阀，依计算F0?u0?v?5，则u0??4553/s
?v，又知Vs??4d0Nu0，即
2Vs?d0N2?v
式中d0 、N`?V均为已知数,故可由此式求出气相负荷Vs的下限值,据此作出与液相流 量无关的水平漏液线。
以F0 =5 作为规定气体最小负荷的标准，则
(Vs)min??4doNuo?2?4doN25?v
3=(3.14/4)*(0.039)^2*158*(5/(1.134)^0.5)=0.886m/s
26
8.5 液相负荷下限线
取堰上液层高度h0w =0.006 m 作为液相负荷下限条件,依下列h0w的计算式
?3600(Ls)min?h0w=E??1000lw??2.842/3?0.006
取E =1
(Ls)min?((0.006*1000)/2.84)^(3/2)*(0.9/3600)=0.00077m/s
3计算出Ls的下限值，依此作出液相负荷下限线?该线为与气相流量无关的竖直直线。8.6 塔板负荷性能图及浮阀塔板工艺设计结果 分别作出塔板负荷性能图上的①-⑤共五条线
54.543.5严重漏液线液相负荷下限线液相负荷上限线雾沫夹带线液泛线操作线设计点线性 (操作线)00.0010.0020.003Ls (m/s)塔板负荷性能图3Vs (m/s)32.521.510.500.0040.0050.0063
由塔板负荷性能图可以看出?
① 在任务规定的气液负荷下的操作点A(设计点),处在适宜操作区域的适中位置。 ② 塔板的气相负荷上限完全由雾沫夹带控制。
③ 按照固定的气液比,查出塔板的气相负荷上限(Vs)max=2.817,气相负荷下限(Vs)min=0.886,所以,操作弹性(2.817/0.886)=3.18 9.对设计过程的评述和有关问题的讨论
27
设计的前期工作,本小组在详细阅读设计任务书后,在图书馆借了大量的参考文献以为设计做准备。 设计方案的确定,在阅读部分参考书后,经组员讨论,拟出一套较理想的甲醇-水分离精馏塔设计方案,决定取用的塔板类型为浮阀塔,因为甲醇具有腐蚀性,而浮阀塔的抗腐蚀性较高,又具有生产能力大,操作弹性大,塔板效率高,气体压降及液面落差小等优点,非常符合我们甲醇-水分离精馏塔设计的要求。
物料衡算阶段,我们采取总体的物料衡算,计算过程要考虑的因素很多,温度、密度和粘度的计算都采用内插法计算,参考数据来源网上电子版参考文献。
管路计算和辅助设备的计算与选型,我们的操作压力是在表压4kpa下进行,年产量也比较少,所以有相应数据计算出来的有些管路通经会相对较小,塔体和封头的厚度也相对较薄。但是我们对这些设备都进行了安全核算,不存在安全隐患。
经过这次课程设计,我们等于是复习了很多以前学过的内容,如排版时格式、字体要求用到《科技写作》内容,物料衡算、热量衡算、泵的选型和管路计算等,要用到《化工原理》,《物理化学》的内容.我们也学到了很多新的知识,如对塔设备有了更进一步的了解,对如何做设计有了一定的了解掌握,学会了使用参考文献等。
我们都体会到了牢牢掌握专业知识的重要性，经过大量的阅读，我们用了将近连续几天时间废寝忘食地做这门课程设计，但是觉得我们的知识面较窄，做的还是比较粗糙考虑的问题可能还不够全面，希望老师能给予我们宝贵的意见和建议。感谢老师的指导。
10.主要符号说明
符号 意义
塔顶产品流率
SI
D ＥX Y
Ｔ
Kmol/h
总板效率
液相组分中摩尔分率 气相组分中摩尔分率
28
α μ F K L n P t V W hc hdhLWcWdWs
相对挥发度
粘度
mPa.s Kmol/h
原料进量或流率 相平衡常数 下降液体流率 理论塔板数 系统的总压 温度
上升蒸气流率 蒸馏釜的液体量
与干板压强降相当的液柱高度 液体流出降液管的压头损失 板上液层高度 边缘区高度 弓形降压管宽度 破沫区宽度
Kmol/h
Pa C
0
Kmol/h Kmol/h m m m m m m
29
Z
塔的有效段高度 液体密度 气体密度 液体表面张力 密度 鼓泡区面积 总降压管截面积
塔截面积
m
Kg/m Kg/m mN/m Kg/m3 m
2
ρL ρV σ ρ
33
Aa Af AT C
m
2
m
2
气相负荷参数
液体表面张力为20时的
C20
气相负荷参数 泛点负荷系数 塔径
CFD eVg
m
Kg液/Kg气
霧沫夹带量
重力加速度 降液管底隙高度
H0 m
30
hp
与单板压降相当的液层高度 与克服表面张力压强降相当的
m m m m m m/s
3
hσ
液柱高度
降液管压强降相当液柱高度 板间距 堰长
塔内液体流量
参考文献
hd HTLWLs
[1] 贾绍义等.化工原理课程设计.天津：天津大学出版社，2002 [2] 《石油化工基础数据手册》上?
[3]《化工设备设计手册全书》编辑委员会编.塔设备设计. [4]《化工设备设计手册全书》编辑委员会编.换热器设计. [5]《化学工程手册》编委会编.传热设备及工业生产8篇?. [6]柴诚敬等.化工原理课程设计
[7]匡国柱,史启才.《化工单元过程及设备课程设计》2版. 北京:化学工业出版社,2007.10手册》编委会编.气液传质设备
31