化工原理課程設計-丙烯-丙烷-篩板-精餾塔(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 壓力 Pb=Pt+213（Np）=1819KPa。 （ 為???DxRy 7 / 42塔頂丙烯密度）二、塔板設計塔高計算取塔板間距 HT=塔的有效高度 Z=HT(NP1)=212=頂部高度取 釜液高度取 2m，液面板取 每 20 塊板設一人孔，則共有 10 個人孔，人孔高為 10*=6m進料板與上一板間距為 2HT=塔體高度=塔有效高度 Z+頂部高度+底部高度+其他 =++(2+)+6+() =106塔徑計算物性參數(shù)確定塔頂壓力 溫度 氣相密度 液相密度 液相表面張力 26kg/ m3 470kg/ m3 塔底壓力 溫度 氣相密度 液相密度 液相表面張力1885 35kg/ m3 447kg/ m3 mN/m氣相流量：q mVs=液相流量：q mLs=兩相流動參數(shù)： =初選塔板間距 HT=,查《化工原理》 （下冊）P237 篩板塔泛點關(guān)聯(lián)圖，得：C 20=所以，氣體負荷因子： = 液泛氣速： ＝ 取泛點率 則操作氣速：u = 泛點率 uf= m/s 氣體流道截面積： = m 2 選取單流型弓形降液管塔板，取 Ad / AT=。(查書 164)LVmsVLqF?sL?????????CVLfu??uqAVs? 8 / 42 則 A / AT=1 Ad / AT = 截面積: AT=A/= m 2 塔徑： = 圓整后，取 D= 符合化工原理書 P237 表 及 P231 表 的要求。塔板實際結(jié)構(gòu)參數(shù)校正： 實際面積： = m2 降液管截面積：Ad=AT= 氣體流道截面積：A=ATAd= m2實際操作氣速： = m/s 實際泛點率：u / uf =（要求在 之間）降液管流速 ud=qvLs/Ad=塔板布置和其余結(jié)構(gòu)尺寸的選取取進、出口安定區(qū)寬度 ；39。?mbc05.?根據(jù) ，由《化工原理》圖 可查得 ，103.?TdA 故降液管寬度 Dbd ..??由 mbDrxrxrxAcsda )127()(acsin22??????故，有效傳質(zhì)區(qū)面積 取篩孔直徑 ，篩孔中心距d60 mdt1830?則開孔率.)(97.)(97. 220???tda?故，篩孔總截面積 20 068..1Aa??TD4?24DAT??AqVs? 9 / 42篩孔氣速 smAquVs/?篩孔個數(shù) （個）????dn選取塔板厚度 （書 241 頁） ，取堰高 （書 234 和 238 頁）m?? mhw06.?由 ，查《化工原理》圖 得 ， .???液流強度 由式 mlEhwVLhow038.)(????考慮到物料比較清潔，且液相流量不大，取底隙 （書 234）mhb03.?降液管低隙液體流速 ?wVLshlqU塔板校核① 、液沫夾帶量 ve由 和泛點率 ，查《化工原理》圖 得 ，?LVF 07.??則 ＝ kg 液體/kg ??VsLq? 液體 /kg 氣體，符合要求。v② 、塔板阻力 fh由式 ＝ ，式中 ，根據(jù) 查《化fh?l?0 200)(1cugLV????o工原理》圖 得 ， 10 / 42故， 液柱mh06732.?)(owl h??由 sAqudTVsa /?氣體動能因子 7..?VauF?查《化工原理》圖 得塔板上液層的充氣系數(shù) ，??故， 液柱mhl06.?液柱mgdL 43303 ???? ???????故， 液柱hhlf ???③ 、降液管液泛校核由 ，取 ，fdowdH??0?又 液柱mhlqhbVLd 1845.)(???則 d . ????取降液管中泡沫層的相對密度 （書 244）6?則 mHd4073.39。?，故不會產(chǎn)生液泛mhwTd ...39。 ????④ 、液體在降液管中的停留時間 ?，??⑤ 、嚴重漏液校核 mhhow0168.)(.39。0 ????? 11 / 4239。39。10?huk，~98.?并可求得漏液點氣速 smku/39。0?各項校核均滿足要求，故所設計篩板塔可用。負荷性能圖① 、過量液沫夾帶線令式 ＝ 中的 ＝，并將有關(guān)變量與ve氣 體液 )(???ve的關(guān)系帶入整理，可得：VLhq， )/(108. ?? ???將前面選取的塔板結(jié)構(gòu)尺寸及有關(guān)值代入，得： ).(.. 3/2/323/13 VLhVh qq ???＝ ①線、液相下限線/2591876VLhq??令 ，得：06.)(???wowlh ②線hmlqVLh/② 、嚴重漏液線由式 ，近似取 當前計算值不變，并將式039。039。0362AqghCuVhL???0以及 和 關(guān)系代入上式整理之，可得：?how??)(.39。0 owVLhq2/13/VLhVcqbaq?48710594. ??VCA?.????hbw/10924??lc 12 / 42 ③線2/134)0*.(348VLhVh qq????③ 、液相上限線令 ，得：5360/VLhdTqAH? ④?dT④ 、降液管液相線令 ，將 ，以及 和 ， 和 ，wTdhH??39。 fdowdhh?owVLhqdVLh和 ， 的關(guān)系全部代入前式整理之，可得：fhVhqL，式中：3/239。39。39。239。 VLhhqdcba??820939。 1*.)(1034. ???CAL?)39。 ???wT hHb???52839。 109.)/(10. ?????bwhlc 33/339。 442d有： ⑤線3/23252 10.. VLhVLhVh qqq ???由所繪出的負荷性能圖可以看出： 13 / 42設計點 qVVh=。 qVLh= 位于正常操作區(qū)內(nèi)，表明該塔板對氣液負荷的波動有較好的適應能力，但是比較靠近液相上限線。在給定的氣液負荷比條件下，塔板的氣（液）相負荷的上下限，分別由降液管液泛線和嚴重漏液所限制。由圖查得 hmqVh/30125inax?故操作彈性為 所涉及篩板的主要結(jié)果匯總?cè)缦卤恚航Y(jié)構(gòu)及其尺寸 操作性能型式塔徑 D/m塔板間距 HT/m降液管截面積 Ad/m2有效傳質(zhì)區(qū)面積 Aa/m溢流堰高 hw/m溢流堰長 lw/m篩孔直徑 do/m開孔率 φ低隙 hb/m單流型弓形降液管操作氣速 u/(m﹒s 1)泛點率堰上方液頭高度 how/m篩孔氣速 uo/(m﹒s 1)塔板阻力 hf/m降液管中清夜層高度 Hd/m液體在降液管中停留時間 τ/s穩(wěn)定系數(shù) k操作彈性降液管內(nèi)液體流速 ud/(m﹒s 1) 14 / 42第三章 立式熱虹吸再沸器的工藝設計一、設計條件及物性參數(shù)① 、再沸器殼程與管程的設計條件殼程 管程溫度/℃ 100 壓力（絕壓）/MPa 冷凝量/（kg/s） 蒸發(fā)量/（kg/s） ② 、物性數(shù)據(jù)管程流體在 ℃下的物性數(shù)據(jù)：潛熱 br液相熱導率 b?液相粘度 b?液相密度 （丙烷）b?液相定壓比熱容 pbC300kJ/kg （ km?） sPa?446 3/ )/(kgJ?（塔底丙烷）b?汽相粘度 V?汽相密度 b?蒸汽壓曲線斜率 spt)(?s 3/m2/Kg殼程凝液在定性溫度 100℃下的物性數(shù)據(jù)：潛熱 cr熱導率 c?粘度 c?密度 c?（ ）Wkm?s 3/kg二、工藝設計估算再沸器面積①再沸器的熱流量A、 再沸器的熱流量根據(jù)式 ，求得cbrDQ?熱流量 ??QB、 計算傳熱溫差 ??bmtTtC、 假定傳熱系數(shù) ，則可用式 估算傳熱面積 為：)/(802kK? mptQA??pA 15 / 42??D、 擬用單程傳熱管規(guī)格為 ，管長 ，則可得：3??mL30?根140?LdNpT?查表 36 取 NT=169 根E、 若將傳熱管按正三角形排列，則可得：，求得 ，169)(3??aT 7?a152??ab殼體內(nèi)徑 ，取焊接0)3~2(dbtD?mdt032..，取m56..)5(02.??D6且查表 316 取管程進口管直徑 ，管程出口管直徑i2.?o5.?傳熱系數(shù)校核①、顯熱段傳熱系數(shù) CLK 設傳熱管出口出氣含率 ，?exskgxDWebt /?a、 顯熱段傳熱管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計算傳熱管內(nèi)質(zhì)量流速 )/( smkgNdsGTitt ????計算雷諾數(shù) 09?bieGR?計算普朗特數(shù) .32???bprCP?計算顯熱段傳熱管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) )/( . ???b、計算管外冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 16 / 42計算蒸汽冷凝的質(zhì)量流量 skgrQDc /???計算傳熱管外單位潤濕周邊上凝液的質(zhì)量流量 )]/([ smNdDMTc ????計算冷凝液膜的 ???MRe計算管外冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 5716][?????cg)/(2kmW?c、 污垢熱阻及管壁熱阻查表 39 至 311 得：沸騰側(cè) ，冷凝側(cè) ，kRi /??028.?RWkm/?管壁熱阻 mWd、計算顯熱段傳熱系數(shù) )/( kRdKmiiL ???????②、蒸發(fā)段傳熱系數(shù) EKa、 計算傳熱管內(nèi)釜液的質(zhì)量流量 )/( ???? 當 時，計算 LockhatMartinell 計1064.)()()()()( .. ???????????VbtX??算 .1t由《化工單元過程及設備課程設計》圖 329，根據(jù)及 ，)/(1094732hmkgGh???tX得到： .Ea 17 / 42當 ，.???ex得到： ，再次查圖 329，得到：39。?ab、計算泡核沸騰壓抑因數(shù) .)39。(??aE計算泡核沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) )/()(1(025. kmWpdPdaiVbribnb ???????c、計算以液體單獨存在為基準的對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) ??)/(7.)(3. . kxRreibi ???e、 計算沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) V?計算對流沸騰因子 .)1(.3..0???ttpXF計算兩相對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) )/(.752kmWitpt ???計算沸騰傳熱膜系數(shù) )/( ?????計算沸騰傳熱系數(shù) =?EK0000 ??RddmWii )/(2?C、顯熱段和蒸發(fā)段的長度計算顯熱段的長度 與傳熱管總長 的比值BCLL092.)(?????tbpmLTis