波纹丝网填料 金属丝网 塑料丝网 金属薄板或塑料薄板 陶瓷薄板 AX BX CY BX 不锈钢 聚丙烯 碳钢、不锈钢、铝、聚氯乙烯、乙烯等陶瓷 250 500 700 450 15 7.5 5 7.5 30 30 45 30 0.95 0.9 0.85 0.85 1250 2500 3500 1200 2000(板厚0.2mm) 5500 波纹板填料 250Y By 250 450 15 6 45 30 0.97 0.75
表3.各种波纹填料的基本性能与应用
填料类型 每理论气体负荷因子F版压降(m/s)(kg/m2)1/2 10-1kpa 2.5~3.5 ~0.3 每米理论板数 2.5 操作压持液强量 % 10-1kpa 2 1~1000 适用范围 AX 要求处理量大与理论板不多的蒸馏 热敏性、难分离物系的真空精馏,含有机物废气处理 BX 2~2.4 0.3 5 4 1~1000 CY 塑料丝网填料BX 1.3~2.4 0.5 10 6 同位素分离,要求大量理50~1000 论板的有机物蒸馏,高度受限制的塔器 低温(<80℃)下吸收,脱除强嗅味物质,回收溶剂 中等真空度以上压强及有污染的有机物蒸馏;常压和高压吸收(解吸);改造填料塔及部分板式塔;重水最终分离装置;用作静态混合器单元 2~2.4 ~0.45 ~5 8~15 1~1000 波纹2.25~3.5 板250Y 0.75 2.5 3~5 >100
鉴于我们的设计的物系是水-正丁醇的分离过程,该物系对设备无腐蚀性,要求塔顶、塔底分离纯度较高,并能贴近工厂的应用。综合考虑物料的腐蚀性、材料的耐腐性、操作温度、填料的性能等设备费用
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和操作费用,我们选择CY型金属丝网的波纹网填料。 CY型金属丝网的波纹网填料每米相当于理论板数10块。
设计计算 塔的设计计算
使用ASPEN PLUS模拟:选取理论板数(NSTAGE)为13.进料量为 8377.566LB/H ,进料温度25℃,塔压为0.5atm,进行模拟计算。得到塔的物性数据:
气体密度 ?v?1179.4859m3/h 气体质量流量G=
气相密度 ?v?0.490897435m3/h 液相粘度 ??0.037cP
丝网波纹填料的泛点计算,可按下式计算
?F??eF1.2?v?1.51.2?2.34m/s
0.490898435?op?0.75?F?1.76m/s
(1)塔径 D?4V4?1179.485926??0.53m
3600???op3600???op圆整后,取D=0.6m 实际空塔气速 ??1179.4859263600?1.159m/s 20.785?0.6(2)水力学性能计算
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泛点率校核
?1.159??100%?65.9% ?op1.76泛点率在允许范围内。 (3)填料层高度计算
本设计采用13块理论板数,CY700填料等板高度HETP=0.10 m 填料层高度H1=N ×HETP =12×0.1=1.2m (4)壁厚设计
材料选用16MnR,压力取0.5atm,设计厚度
?d?pDi0.5?600?C??2?12.39mm 2t2?0.85?170?0.52?????p取名义厚度 ?n?16mm
塔内部工艺结构设计
(1)塔顶设置破沫网,用以分离气体中携带的液体。 (2)塔顶设置喷淋器,
(3)每隔6块理论版设置一个液体再分布器。 (4)塔底空间保证15min持液量,设置高度0.4m
T101共沸精馏塔设计结果
名称 数值或类型
填料类型 CY金属丝网波纹填料 比表面积 700m 孔隙率 0.85 塔径 0.600m
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泛点速度 0.0356m/s 泛点百分率 0.68411617 每米填料压降 670Pa 持液量 3.6987L 等板高度 0.10m 填料层高度 液体分布器 填料支撑装置 液体在分布器 填料层分段 填料分段高度 塔高 塔壁厚 群座高度 上下封头 T201共沸精馏计算结果
名称 填料类型 比表面积 孔隙率 塔径
1.2m
可拆型双升气管槽气液分布器 梁型气体喷射式 梁型再分布器1个 2 0.6m 2m 16mm 0.5m 标准椭圆形
数值或类型
CY金属丝网波纹填料 700m 0.85 0.2400m
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泛点速度 0.0356m/s 泛点百分率 0.68411617 每米填料压降 670Pa 持液量 3.6987L 等板高度 0.10m 填料层高度 液体分布器 填料支撑装置 液体在分布器 填料层分段 填料分段高度 塔高 塔壁厚 群座高度 上下封头
1.2m
可拆型双升气管槽气液分布器 梁型气体喷射式 梁型再分布器1个 2 0.6m 2m 16mm 0.5m 标准椭圆形 28