甲醇水分離過程板式精餾塔的設計_課程設計任務書(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 d= 由上面推出 Aa= 本實驗研究的物系基本上沒有腐蝕性，可選用δ = 3mm 碳鋼板，取篩孔直徑do=5mm⑷ 篩孔按正三角形排列，取孔中心距 t 為 t=3 do=15mm 12 篩孔的數(shù)目 n為 n=開孔率為φ =（ do/t） 2=% 氣體通過閥孔的氣速為 uo=Vs/Ao=（ Aaφ） = 提餾段 (計算公式和原理同精餾段 ) 因塔徑 D=， 所以可選取單溢流弓形降液管，采 用凹形受液盤（同精餾段）。各項計算如下： 1) 堰長 lw 可取 lw== 2) 溢流堰高度 hw 由 hw=hL－ how可選取平直堰，堰上層液高度 how由下列公式計算，即有 how=E(Lh/lw)(2/3) 并由圖液流收縮系數(shù)計算圖⑷，則可取用 E= ，則 how= 取板上清液層高度 hL= m 故 hw== m 3) 弓形降液管的寬度 Wd 和截面積 Af 由 Wd/D= m 查圖⑷可求得 Af/AT= Wd/D= Af== m Wd== m 并依據(jù)下式驗算液體在降液管中的停留時間，即 θ =3600 AfHT/Lh= 3600 (3600)=＞ 5s 其中 HT 即為板間距 ， Lh 即為每小時的體積流量 驗證結(jié)果為降液管設計符合要求。 4）降液管底隙高度 ho ho= Lh/（ 3600lwuo39。） 取 uo39。= 13 則 ho=3600/(3600) = m＞ HwhO==＞ m 故降液管底隙高度設計合理 選用凹形受液盤，深度 h’w=55mm。 2. 塔板布置 1) 塔板的分塊 因為 D≥ 800mm，所以選擇采用分塊式，查表⑷可得，塔板可分為 3 塊。 2) 邊緣區(qū)寬度確定 取 Ws=W’s= 65mm , Wc=35mm 3. 開孔區(qū)面積計算 開孔區(qū)面積 Aa 按式子 512 計算，則有 Aa=2[x（ r2－ x2） +∏ r2/180sin1（ x/r） ] 其中 x=D/2－ (Wd＋ Ws) r= D/2－ Wc 并由 Wd/D=，推出 Wd= 由上面推出 Aa= 4. 篩孔計算與排列 本實驗研究的物系基本上沒有腐蝕性，可選用δ = 3mm 碳鋼板，取篩孔直徑do=5mm 篩孔按正三角形排列，取孔中心距 t 為 t=3 do=15mm 篩孔的數(shù)目 n為 n=開孔率為φ =（ do/t） 2=% 氣體通過閥孔的氣速為 uo=V’s/Ao=（ ） = 14 第六章 篩板的流體力學驗算 精餾段 塔板的壓降 1. 干板的阻力 hc 計算 干板的阻力 hc 計算由公式： hc=(uo/co)2（ρ v/ρ l） 并取 do/δ = 5/3= ,可查 史密斯關聯(lián)圖 得， co= 所以 hc=() 2()= 2. 氣體通過液層的阻力 hl 的計算 氣體通過液層的阻力 hl 由公式： hl=β hL ua=Vs/（ AT－ Af） =()=Fo=()1/2=(s m1/2) 查得β = 所以 hl=β hL=(+)= m液柱 3. 液體表面張力的阻力 h? 計算 液體表面張力的阻力 h? 由公式 h? =4? L/（ρ lgdo）計算 ,則有 h? =(4103)/()= m液柱 氣體通過每層塔板的液柱高度 hP，可按下面公式計算 hP=hc+hl+h? =++= 氣體通過每層塔板的壓降為 △ Pp= hPρ lg ==＜ （設計允許值） 液面落差 對于篩板塔，液面落差很小，由于塔徑和液流量均不大，所以可忽略液面落差的影響。 液沫夾帶 液沫夾帶量，采用公式： ev=106/? L[ ua/(HT－ hf)] 由 hf=== 所以： ev=(106/103) [()] = 液 /kg 氣＜ 液 /kg 氣 可知液沫夾帶量在設計范圍之內(nèi)。 漏液 對于篩板塔，漏液點氣速 uo,min 可由公式 15 Uo,min=[(+ hLh? )/ρ L /ρ V]1/2=實際孔速為Ｕ ＞ Uo,min 穩(wěn)定系數(shù)為 Ｋ =Uo/Uo,min=＞ 故在本設計中無明顯漏液。 液泛 為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液高度 Hd 應服從式子： Hd≤ψ (HT＋ hw) 甲 醇與水屬于一般物系，取ψ = ，則ψ (HT＋ hw)=（ +） = 而 Hd=hp+hL+hd 板上不設進口堰，則有 hd=(uo’)2=()2= Hd=hp+hL+hd=++= 則有： Hd≤ψ (HT＋ hw)，于是可知本設計不會發(fā)生液泛。 提餾段 塔板的壓降 hc 計算 干板的阻力 hc 計算由公式： hc=(uo/co)2（ρ v/ρ l） 并取 do/δ = 5/3= ,可查圖得， co=，所以 h’c= hl 計算 氣體通過液層的阻力 hl 由公式： hl=β hL ua=Vs/（ AT－ Af） =Fo==可查圖得β =，所以 hl=β hL= h? 計算 液體表面張力的阻力 h? 由公式 h? =? L/（ρ lgdo）計算 ,則有 h? = 氣體通過每層塔板的液柱高度 hP，可按 公式： hP=hc+hl+h? = 氣體通過每層塔板的壓降為 △ Pp= hPρ lg = ＜ 計算結(jié)果在設計充值內(nèi) 液面落差 對于篩板塔，液面落差很小，因塔徑和液流量均不大，所以可忽略液面落差的影響。 16 液沫夾帶 液沫夾帶量，采用公式： ev=106/? L[ ua/(HT－ hf)] 由 hf== 所以 ev=106/103[()] = kg 液 /kg 氣＜ kg液 /kg 氣 可知液沫夾帶量在設計范圍之內(nèi)。 漏液 對于篩板塔，漏液點氣速 uo,min 可由公式 Uo,min=[(+ hLh? )/ρ L /ρ V]1/2=Uo=＞ Uo,min 穩(wěn)定系數(shù)為 K= Uo / Uo,min =＞ ，故在本設計中無明顯漏液。 液泛 為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液高度 Hd 應服從式子 Hd≤ψ (HT＋ hw) 甲醇與水屬于一般物系，取ψ = 則 ψ (HT＋ hw)=（ +） = 而 Hd=hp+hL+hd 板上不設進口堰，則有 hd=(uo’)2= Hd=hp+hL+hd=++= m液柱 則有： Hd≤ψ (HT＋ hw) 于是可知本設計不會發(fā)生液泛。 17 第七章 塔板負荷性能圖 精餾段 漏液線 Uo,min=[(+ hLh? )/ρ L /ρ V]1/2 Uo,min=Vs, min/Ao hL= h w +hOW hOW =E(Lh/lw)(2/3) Vs, min = Ao{[+( hW+E(Lh/lw)(2/3)) h? ]ρ L /ρ V }1/2 = (+) 1/2 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 Ls 值，依上式計算出 Vs 值計算結(jié)果列于下表 Ls m3/s Vs m3/s 液沫夾帶線 ev = 液 /kg氣為限，求 Vs— Ls 關系如下： ev=106/? L[ ua/(HT－ hf) ] ua=Vs/(ATAf)= Vs hf==(hw+ how) hw= how=E(Lh/lw)(2/3) hf=(+ Ls2/3)=