浮閥板式精餾塔設(shè)計(jì)方案

1、浮閥板式精儲(chǔ)塔設(shè)計(jì)方案第 1 章設(shè)計(jì)條件與任務(wù)1.1設(shè)計(jì)條件在常壓操作的連續(xù)板式精儲(chǔ)塔分離乙醇-水混合物。塔釜直接蒸汽加熱，生產(chǎn)能力和產(chǎn)品的質(zhì)量要求如下：生產(chǎn)能力：年處理乙醇-水混合液 35000 噸（300 天/年）原料：乙醇含 40%候量分?jǐn)?shù)，下同）的常溫液體分離要求：塔頂乙醇含量為 93%塔底乙醇含量為 0.35%操作條件：塔頂壓力：4kPa（表壓）；進(jìn)料熱狀態(tài)：自選；回流比：自選；單板壓降&0.7kPa。建廠地址：1.2設(shè)計(jì)任務(wù)1 全塔物料衡算、操作回流比和理論塔板數(shù)的確定。2 計(jì)算冷凝器和再沸器熱負(fù)荷。3 計(jì)算精儲(chǔ)段、提儲(chǔ)段的塔板效率，確定實(shí)際塔板數(shù)。4 估算塔徑。5 板式塔

2、的工藝尺寸計(jì)算，包括溢流裝置與塔板的設(shè)計(jì)計(jì)算。6 塔板的流體力學(xué)性能校核，包括板壓力降、液面落差、液沫夾帶、漏液及液泛的校核。7 繪制塔板的負(fù)荷性能圖。塔板的負(fù)荷性能圖由液相負(fù)荷下限線、液相負(fù)荷上限線、漏液線、液沫夾帶線和溢流液泛線確定。8 塔的結(jié)構(gòu)確定，包括塔體結(jié)構(gòu)與塔板結(jié)構(gòu)。塔體結(jié)構(gòu)：塔頂空間，塔底空間，人孔（手孔），支座，封頭，塔高等。塔板結(jié)構(gòu)：采用分塊式塔板還是整塊式塔板。9 塔的附屬設(shè)備選型，包括塔頂冷凝器、塔底（蒸儲(chǔ)釜的換熱面積，原料預(yù)熱器的換熱面積與泵的選型（視情況而定）。10 精微塔各接管尺寸的確定。11 繪制精儲(chǔ)塔系統(tǒng)工藝流程圖。12 繪制精儲(chǔ)塔裝配圖。13 編寫設(shè)計(jì)說明書。

3、14 計(jì)算機(jī)要求：編寫程序、CA3 圖等。15 英語要求：撰寫英文摘要。16 設(shè)計(jì)說明書要求：邏輯清楚，層次分明，書寫工整，獨(dú)立完成。第 2 章設(shè)計(jì)方案的確定圖 2/板式精儲(chǔ)塔的工藝流程簡(jiǎn)圖第 3 章精儲(chǔ)塔的工藝設(shè)計(jì)3.1全塔物料衡算3.1.1原料液、塔頂及塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù)wD,M；XD=dwD1wD貳MBAB934693746布0.839XF=WFMAwF1wF4046406046180.207WWx_M.A_xWAWW1WWMAMB54659546180.023.1.2 原料液、塔頂及塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量MFXFMA(1-XF)MB23.79kg/kmol3.1.33.1.4MD物料衡

4、算進(jìn)料處理量物料衡算XDMAXwMA(1-XD)MB(1-Xw)MBF350001000/(30024總物料衡算（直接蒸汽加熱）：FSWD輕組分（乙醇）衡算：FXFWXWDXD由恒摩爾流假設(shè)得：SLD3.2實(shí)際回流比41.492kg/kmol18.56kg/kmol23.79)204.33kmol/h1.%2.%32.%2.%33.%2.%34.%2.%35.%2.%36.%2.%3由數(shù)據(jù)手冊(cè)查的乙醇-水的物系汽液平衡數(shù)據(jù)如下:表 3.1 常壓下的乙醇-水的氣液平衡數(shù)據(jù)t/xyt/xy1000081.50.32730.582695.50.0190.1780.70.39650.6122890.0

5、7210.389179.80.50790.656486.70.09660.437579.70.51980.659985.30.12380.470479.30.57340.684184.10.16610.508978.740.67630.738582.70.23370.544578.410.74720.781582.30.26080.55878.150.89430.89423.2.1 最小回流比及實(shí)際回流比確定根據(jù) 101.325KPa 下，乙醇-水的汽液平衡組成關(guān)系繪出乙醇-水 t-x-y 和 x-y 圖，因?yàn)橐掖?水相平衡線具有下凹部分，在操作線與平衡線的交點(diǎn)尚未落到平衡線上以前，操作線已于

6、平衡線相切，所以采用從（XD.XD）做相平衡線下凹部分做切線，切線的斜率即為 Rmin/Rmin+1,由此可求出 Rmin由程序得到（見圖 3.2）:由下圖可得Rmin/Rmin+1=0.618Rnin=1.62確定回流比R=（1.1-2.0）FU通過嘗試比較板數(shù)初步取實(shí)際操作回流比為理論回流比的 1.7 倍：R=1.7FU=2.78Rin10.90.81*J0.70.60.5/70.40.30.20.1000.10.20.30.40.50.60.70.80.91圖 3.2 最小回流比的確定求解得到：F=204.33kmol/hD=42.63kmol/hS=161.49kmol/hW=323.

7、19kmol/h3.6.1操作線方程RXr(1)精微段操作線方程：ynxn1D-0.736xn10.2214(3.10)R1R1(2)提儲(chǔ)段操作線方程：yn1xn-xw2.0013xn-0.0404(3.11)SS3.6.2汽、液相負(fù)荷計(jì)算(1)精微段：V(R1)D161.49kmol/h(3.12)LRD118.51kmol/h(3.13)(2)提福段：VV(1q)F(R1)D161.49kmol/h(3.14)LLqFRD+qF323.19kmol/h(3.15)理論塔板數(shù)確定通過 Excel 程序，根據(jù)相平衡線和精儲(chǔ)段和提福段段操作線方程做 Excel 程序，直到與板塊的液體組成小于 0

8、.02 為止，由此，得到理論板 16 塊，加料板為第 15 塊理論板。(由程序可以得到每一塊理論板上乙醇汽液組成)如下：表 3.3 每塊板的氣液組成xy0,0.18680.1868,0.59550.5955,0.894110.82520.83870.09022.40110.825220.81200.82880.08922.24470.812030.79880.81900.08812.09970.798840.78540.80930.08711.96240.785450.77130.79940.08601.82970.771360.75610.78910.08491.69850.756170.7

9、3920.77790.08371.56580.739280.71980.76550.08241.42860.719890.69660.75120.08081.28300.6966100.66720.73410.07901.12480.6672110.62740.71240.07670.94840.6274120.56860.68320.07350.74770.5686130.46920.63990.06890.51890.4692140.27370.56670.06100.27370.2601150.08900.42280.04550.0890-0.3456160.01480.13780.01

10、480.0246-2.6519實(shí)際塔板數(shù)確定式中：一一塔頂與塔底平均溫度下的相對(duì)揮發(fā)度L塔頂與塔底平均溫度下的液相粘度mpas(1)精福段:ET0.49(L)0.245精微段平土溫度：t1tDtF278.387.482.9C在圖 3.1 中查的，該溫度下乙醇在液相組成為XI0.224,汽相組成為數(shù)據(jù)手冊(cè)中查的該溫度下乙醇的黏度A10.402mpas,水的粘度;乙醇和水的相對(duì)揮發(fā)度yi/xi0.5440/0.224(1-y1)/(1-x1)(1-0.5440)/(1-0.224)y10.5440；B10.342mpas4.13(3.17)液相粘度:igLI0.224lg0.4020.776lg0

11、.3421L10.355mpas塔板效率:ET10.49(aL)2450.46實(shí)際塔板數(shù):NT14Np1T31pET0.46故精儲(chǔ)段實(shí)際塔板數(shù)為NP131塊。(1)提福段:提儲(chǔ)段平均溫度：t2tWtF2965叼491.9C在圖 3.1 中查的，該溫度下乙醇在液相組成為X20.0484,汽相組成為數(shù)據(jù)手冊(cè)中查的該溫度下乙醇的黏度A20.345mpas,水的粘度y0.2913；0.302mpas；塔板效率:實(shí)際塔板數(shù):丫2僅2a2(1-y2)/(1-X2)0.2913/0.04840”8.080.7087/0.952lgL20.0484lg0.3450.952lg0.302L2ET1NP20.30

12、2mpas0.49(a、-0.245L)0.394NT1ET21213故提福段實(shí)際塔板數(shù)為NP23塊。全塔所需要的實(shí)際塔板數(shù)：NpNPINP234塊，加料板位于第 32 塊。NT1161全塔效率：ETNT1144.1%Np34精儲(chǔ)塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)計(jì)算1操作壓力計(jì)算塔頂操作壓力：PD101.34105.3kPa；每層塔板壓降：P0.7kPa;進(jìn)料板的壓力：pF105.30.731127kpa塔底的壓力：Pw105.30.734129.1kpa(1)精微段平均壓力：pm1匹_些105.3127116.15kpa22(2)提儲(chǔ)段平均壓力：pm2型_些129.1127128.05kpa221

13、操作溫度計(jì)算塔頂溫度：tD78.3C進(jìn)料板的溫度：tF87.4C塔底的溫度：tW96.5C(1)精微段平均溫度：tm1-DF-78.387.482.9C22(2)提儲(chǔ)段平均溫度：tm2tWF96.587.4919C223.5.3 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算塔頂平均摩爾質(zhì)量：MLDmXDMA(1XD)MBMLDm0.8252460.174818MLDm41.11kg/kmolMVDmyDMA(1yD)MBMVDm0.8387460.161318MVDm41.48kg/kmol(3.21)進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量:MLFmxFMA(1XF)MB(3.23)MLFm0.089460.91118MLFm20.49kg

14、/kmolMvFmYFMA(1YF)MBMVFm0.4228460.577218MVFm29.84kg/kmol塔底平均摩爾質(zhì)量：MLWmxWMA(1xW)MBMLWm0.0148460.985218MLWm18.41kg/kmolMVWmYWMA(1YW)MB(3.24)(3.25)(3.26)MVWm0.1378460.862218MVwm21.86kg/kmolMLm1MLDmMLFm41.1120.4922MVm1MVDmMVFm41.4829.8422(2)提福段平均摩爾質(zhì)量:MLm2MLWmMLFm18.4120.4922MVm2MVWmMVFm21.8629.84223.5.4

15、平均密度計(jì)算氣相平均密度計(jì)算：由理想氣體狀態(tài)方程， 即(1)精微段平均摩爾質(zhì)量:PmMVm30.80kg/kmol35.66kg/kmol19.45kg/kmol25.85kg/kmolVmRTm液相平均密度計(jì)算:Lmi為該物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)aD0.9230.825246(10.8252)18(2)提儲(chǔ)段平均密度:LwmLFm(949.2908.1)Lm2928.65kg/m22Vm2Pm2MVm2/(RTm2)a(3.32)塔頂平均密度計(jì)算：由tD78.3C,查手冊(cè)得A740.0kg/m3,972.92kg/m30.825246aD/A(1aD)1B750.4kg/m3進(jìn)料板平均密度計(jì)算：由tF

16、87.4C,查手冊(cè)得A730.5kg/m3B966.9kg/m3質(zhì)量分?jǐn)?shù):aF0.08946八”0.200.08946(10.089)18LFmaF/A(1aF)/B3908.1kg/m塔底平均密度計(jì)算：由tw96.5C,查手冊(cè)得A721.5kg/m3,B960.8kg/m3(1)精微段平均密度:awLWmLm1Vm10.0148460.0370.014846(10.0148)181aW/A(1LDmLFm2Pm1Mvm1/(RTm1)3949.2kg/maW)/B(750.4908.1)3829.25kg/m2(3.34)Vm1(116.1530.8)/8.314356.05Vm11.209

17、kg/m3(3.36)(128.0525,85)/8.314365.053Vm21.091kg/m3.5.5 液體平均表面力計(jì)算對(duì)于二元有機(jī)物-水溶液表面力可用下試計(jì)算:式中：下標(biāo) W 表小水，O 表布有機(jī)物;1/4msW1/4W1/4sOO(3.37)并用下列關(guān)聯(lián)式求出sW,s,sOig(sWsO10.441(q.T)(OV13xWVW/(xWVWXOVO.(xWVWqxOVO)XOVO)WVVT)(3.38)Vm2表示水的摩爾體積;VO有機(jī)物的摩爾體積。(1)精福段平均表面力：由tm182.917.0mN/m；w61.6mN/mq2x10.224y10.54401000Mo10004673

18、4.853.62.6cm/mol1000Mw100018969.1518.6cm3/molxwVw0.77618.6XwVwXoVo0.77618.60,22462.60.507XoVoXwVwXoVo0.22462.60.4930.77618.60,22462.62-ig(w/o)ig0.521-0.283V2/30.441(q/T)(ooqwVw2/3)0.441(2/356.05)(2/32/3、61.618.6)Q0.407BQlg(，/SO)-0.283-0.407lg(：w/SO)Sw/SO0.20416.2mN/m；w59.6mN/mq2-0.703SO)0.695-0.703l

19、g(SW/SO)x20.0484y20.2913Vo1000Mo100046725.863.63.4cm/molVw1000Mw100018963.993,.18.7cm/molXwVwXwVwXoVoXoVoXwVwXoVo0.951618.70.951618.70.048463.40.048463.40.951618.70.048463.4lg(w2/o)lg4.950.6950.8530.1470.441(q/T)(V2/3ooV2/3)wVw)聯(lián)立式(1)(2)得:sWsO1(1)SO0.982SW0.615SO0.385SW1SO1(1)聯(lián)立式(1)(2)得：SW0.361SO0.6

20、391/4m0.36161.60.250.639170.25得：m28.42mN/m(2)提福段平均表面力：由tm291.9C,查表得:lg(，/0.61559.60.250.38516.20.25m37.90mN/m3.5.6 液體平均黏度計(jì)算液體平均黏度計(jì)算公式：igLmxigi(3.39)塔頂平均黏度計(jì)算：由tD78.3C,查手冊(cè)得A0.435mpas,B0.369mpas得到：LD0.423mpas進(jìn)料板平均黏度計(jì)算：由tF87.4C,查手冊(cè)得A0.381mpas,B0.301mpas得到：LF0.307mpas塔底平均黏度計(jì)算：由tW96.5C,杳手冊(cè)得A0.328mpasB0.26

21、9mpas得到：LW0.270mpas(1)精儲(chǔ)段液體平均黏度：Lm1(LDLF)/20.365mpas(2)提儲(chǔ)段液體平均黏度：Lm2(LWLF)/20.289mpas3.6精儲(chǔ)塔的塔體工藝尺寸計(jì)算1.4塔徑計(jì)算(1)精福段LMLm13LSI1Lm10.00123m/s3600Lm1、，VIMVm13,VS11.324m/s3600Vm1查史密斯關(guān)聯(lián)圖，橫坐標(biāo)為：LS1(Lm1)1/20.00123(829.25)-0.50.0243VSIVm11.3241.209取板間距HT0.4m,板上液層高度hL0.05m則：HThL0.35m查圖得：C200.072CC2O(m1)0.20.072(

22、28.42嚴(yán)0.07720201/4m(2)提福段提儲(chǔ)段的氣、液相體積流率為:L2MLm230.00188m/s3600Lm2V2MVm2321.063m3/s3600Vm2u0.7u0.99m/smax截塔面積為:AT-D21.13m24maxCjE-入0.077、829.25-1.209，2.02m/sVm11.209取安全系數(shù)為 0.7,則空塔氣速為:u0.7umax1.41m/sD41.324u.3.141.411.09m按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為:D1.2m截塔面積為:AT4D21.13m2實(shí)際空塔氣速：uVs1AT1.3241.17m/s1.13查史密斯關(guān)聯(lián)圖，橫坐標(biāo)為:LS2VS2(Lm

23、2)1/2Vm20.001881.063(928.65)-0.50.0521.091取板間距HT0.3m,板上液層高度hL0.05m則：HThL0.25m查圖得：C200.043m20237.9002CC20()0.043()20200.049取安全系數(shù)為L(zhǎng)m2-Vm2umaxC.Vm2928.65-1.0910.0491.43m/s1.0910.7,則空塔氣速為:LS2VS2按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為:41.0631.17m3.140.99實(shí)際空塔氣速：uVs21.0630.94m/sAT1.133.6.2 精儲(chǔ)塔有效高度計(jì)算(1)精微段有效高度Zi(Np1-1)HT300.412m(2)提儲(chǔ)段有效

24、高度Z2(NP2-1)HT20.30.6m在進(jìn)料板上方開一個(gè)人孔，其高度為 0.5m,故精儲(chǔ)塔有效高度ZZ1Z20.513.1m第 4 章塔板工藝尺寸的計(jì)算4.3 精微段塔板工藝尺寸的計(jì)算4.3.1 溢流裝置計(jì)算因塔徑 D=0.9m,可選用單溢流弓形降液管，采用凹型受液盤。各項(xiàng)計(jì)算如下:4.3.1.1堰長(zhǎng)lw取lw0.60D0.72m4.3.1.2溢流堰高度how由hwhLhow,堰上液層高度:所以選用平直堰，取板上清液層高度hL50mm，故hwhw0.0405m4.3.1.3弓形降液管寬度Wd和截面積Af由lw/D0.60查弓形降液管參數(shù)圖得：A0.055;Wd0.12ATD2Af0.055

25、AT0.0551.130.0622m2驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間，即:故降液管設(shè)計(jì)合理。4.3.1.4降液管底隙高度h0LS1.lwu0故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理，選用凹形受液盤，深度hw80mm。4.3.2 塔板設(shè)計(jì)4.3.2.1塔板分塊因?yàn)镈1200mm,故塔板采用分塊式且分為三塊。4.3.2.2邊緣區(qū)寬度確定how2.84L2/3E(一)1000lw2.844.43:1()30.0095m0.006m10000.72(4.1)Wd0.12D0.121.20.144mAffLSI0.06220.40.0012320.2s5sh0(4.2)取u00.07m/s,則h0.001230.720.0

26、70.0244m(0.02:0.025)m取WSWs0.06m,Wc0.05m4.1.2.3 鼓泡區(qū)面積的計(jì)算鼓泡區(qū)面積Aa計(jì)算:D-(Wd+Ws)=0.6-0.06+0.144=0.396mD-Wc=0.6-0.05=0.55mAa22(x.r2x2arcsin180X)r(4.3)(4.4)Aa2(0.396.0.5520.3962邛0.552arcsin詠1800.55Aa0.7883m2所以，Aa0.7883m24.1.2.4 閥孔計(jì)算及其排列浮閥的形式有很多種，采用Fi型重閥,直徑均d00.039m閥孔數(shù)目U0011F0111.20910.004m/s浮閥按等腰三角形排列取孔中心距：

27、取整 t=0.09m作圖得實(shí)際閥孔數(shù)為Uo4Vs3.14d02Aa0.075N114 個(gè),4VSU041.3241113.140.039210.0040.78830.0947m0.075111重新核算以下參數(shù):41.32422don3.140.039=9.722m/s114動(dòng)能因數(shù)：FO9.722J1.20910.69動(dòng)能因數(shù)在 9-12 之間，合適。開孔率為:20.0392111()11.7%1.2(4.7)4.2提儲(chǔ)段塔板工藝尺寸設(shè)計(jì)(4.54.2.1.1 溢流堰高度how由hwhLhow,選用平直堰，堰上液層高度:取板上清液層高度hL50mm，故hwhLhow0.0374m1.3弓形降液

28、管寬度Wd和截面積Af由lw/D0.60查弓形降液管參數(shù)圖得：A0.055;Wd0.12ATDAf0.055AT0.0551.13=0.0622m2Wd0.12D0.144m驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間，即:故降液管設(shè)計(jì)合理。1.3降液管底隙高度h0取u00.07m/s,則h00.0373m故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理，選用凹形受液盤，深度hw80mm。4.2.2 塔板設(shè)計(jì)邊緣區(qū)寬度確定取雙W0.06m,Wc0.05m鼓泡區(qū)面積的計(jì)算鼓泡區(qū)面積Aa計(jì)算：Dx-(Wd+Ws)=0.6-0.06+0.144=0.396mDr-Wc=0.6-0.05=0.55m2222r_.X、Aa2(xrxarcsin

29、)180r2.84(L2)2/31000(4.8)AfHT0.06220.39.9s5sLS10.00188(4.9)(0.02:0.025)m(4.3)(4.4)2.84d110000.0126mlwu0(2)氣體通過液層的阻力(00.45)(4.13)4.3塔板的流體力學(xué)性能的驗(yàn)算37-Numbered_ed355d03-6be3-4ce1-9a91-2b7fa8f4%51476-Numbe 精微段愀 一甀洀戀攀爀攀攙開攀攙戀 愀攀愀 攙攙 愀攙昀昀挀挀挀 一甀洀戀攀爀攀攙開戀挀挀攙 攙 攙 昀攀愀愀愀 01521 一甀洀戀攀爀攀攙開昀戀戀攀攙 戀 戀 愀挀攀 愀愀攀愀戀 一甀洀戀攀爀攀攙

30、開挀板壓降核算(1)干板阻力hc計(jì)算閥片Aa2(0.3960.5520.39623.141800.552arcsin睫)0.55Aa20.7883m所以，Aa0.7883m24.1.2.4 閥孔計(jì)算及其排列浮閥的形式有很多種，采用Fi型重閥, 直徑均 do=0.039mF011UOF01110.531m/s1.091閥孔數(shù)目4vs23.14do2Uo41.0633.140.039210.53185(4.14浮閥按正三角形排列取孔中心距:,0.907Aad00.1239m,AO(4.15取整 t=0.1m作圖得實(shí)際閥孔數(shù)為83 個(gè)，重新核算以下參數(shù):4VS41.063Uo=2d：n3.140.0

31、392一二10.726m/s動(dòng)能因數(shù)：FO10.726J1.06311.05動(dòng)能因數(shù)在 9-12 之間，合適。開孔率：(4.16)UOUOCU010.726m/s9.47m/s(4.17)2hc5.34見2g,10.0041.2095.340.03975r柱29.8829.25(4.18)859%1.u0c73.11.2091.825U。10.531m/s故本設(shè)計(jì)合理。過量霧沫夾帶核算ZL=D-2Wd=0.912mAbA2Af1.0056m查泛點(diǎn)負(fù)荷因數(shù)cf0.1k=1Vs;v1.36LSZLFLv0.5180.8嚴(yán)重漏液核算FOuo二二9.722120910.695不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏液現(xiàn)象4.3

32、.2 提福段塔板壓降核算(1)干板阻力hc計(jì)算閥片(3)液體表面力阻力計(jì)算氣體克服表面力照成的阻力很小可以忽略不計(jì)氣體通過每層塔板的液柱高度：hphchl0.0623m氣體通過每層的壓力降為：PhpLm1g507PaUochc5.34-u0-5.3410.5311.0910.0355ng柱（4.18）2gL29.8928.65（2）氣體通過液層的阻力（00.45）h1=0hwh=0.450.05=0.0225 液柱（3）液體表面力阻力計(jì)算氣體克服表面力照成的阻力很小可以忽略不計(jì)所以氣體通過每層塔板的液柱高度：hphc。0.058m氣體通過每層的壓力降為：PhpLm1g527Pa5不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏

33、液現(xiàn)象4.4塔板的負(fù)荷性能圖精微段4.4.1.1 漏液線:VSmin-C02N5=0.0391145=0.619的4v4.1.2092d1E0.667lw31.204222/3Vsmin27.16821933.7LS253.27LS2/3=6.5234s,iminss精微段負(fù)荷性能圖:(4.31)4.4.1.2 液沫夾帶線:(F=0.8m)Vs1.209829.251.2091.36Ls0.9120.111.00560.8Vs2.11032.461Ls(4.32)液相負(fù)荷下限：(hw0.006m)2.84Ls,min2/3howE()=0.0061000lwLs,min0.0006133m7s

34、液相負(fù)荷上限：(5s)AfHT0.06220.4Ls,max53.Lmax0.0049m/ss,max4.4.1.5 液泛線(4.33)(4.34)1.91105一0.0226LN2bT1hw0.1620.15322lwh0495.74.4.2 提福段漏液線:液沫夾帶線：(F=0.8m)Vs2.34636.16Ls液相負(fù)荷下限：(h0w0.006m)3由圖得到Raxs,iIiax2.0113/8,乂,min0.6191/s操作彈性為:Vs,max3.25s,min284E(J2/3=0.0061000M,min(4.31)Vs1.091928.651.0911.36Ls0.912s0.111.

35、00560.8(4.32)-ct2N5=-0.039=0.4763/81Ls,min0.0006133川為4.4.1.4 液相負(fù)荷上限：（5s）Ls,maxAM0.06220.3,max0.0037m3/s(4.34)4.4.1.5 液泛線一一51.911050.0326V.2s,min提福段負(fù)荷性能圖:0.153iWh?1hw212.1E0.667-l0.1151F1.204w22/33.6986819.9Ls238.7Ls圖 4.1 提微段負(fù)荷性能圖3m3由圖得到“max1.654m3/s,Vs,min0.476ni/s操作彈性為:(4.35)第 5 章板式塔的結(jié)構(gòu)塔體結(jié)構(gòu)筒體壁厚選 6m

36、m 所用材質(zhì)為A封頭本設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，由公稱直徑 D=1200M 值標(biāo)準(zhǔn)得其厚度為 6mm5.1.3 塔頂空間塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)谝粚铀P到塔頂封頭的直線距離，塔頂部空間高度為(1.5:2.0)HT,即：H頂2HT0.8m5.1.4 塔底空間塔的底部空間高度是指塔底最末一層塔盤到塔底下封頭切線的距離，釜液停留時(shí)間取 8min,釜液上方的氣液分離空間高度取 1.5m。Ls0.00188m3/sH底1.50.7992.299m5.1.5 人孔由于 D=1200mm1000mm 所以每 6-8 層塔板設(shè)一個(gè)人孔。本塔一共有 34 塊塔板，可設(shè) 5 個(gè)人孔，每個(gè)直徑為 450mm 其中取人

37、孔的板間距增至 600mm 裙座上設(shè)置 2 個(gè)人孔，每個(gè)直徑為 450mm5.1.6 支座直徑為 50mm 的排氣孔，2 個(gè)直徑為 450mm1 勺人孔。5.1.7 塔高Hn精微段HT1n提儲(chǔ)段HT2nFHFnpHpHDHBH1H2,max3.74s,min4Lstd20.001888604_23.141.20.799m由于本塔為直接蒸汽加熱，無再沸器，所以支座高度取2nl 又因?yàn)?D=1200mm 所以支座開 4 個(gè)第 6 章精微裝置的附屬設(shè)備6.1回流冷凝器出料液溫度：78.3C(飽和蒸汽)一一 78.3C(飽和液體)塔頂氣體：冷凝水 20C-36CMDxAMA(1xA)MB41.11kg

38、/kmol汽化熱：rA969.57kJ/kgrB2450kJ/kgXA0.8252rXAA(1XA)B1228.35kJ/kg傳熱量：qmVMDR1DMD6638.85kg/hQrqm8.15106kJ/h平均溫度 28c 下水的比熱CD4.176KJ/KgK于是冷凝水用量:pc(6.1)(6.2)(6.3)qmQCpc(t2-t1)8.151064.203(36-20)360033.66kg/st83.32063.30CqFCPtKAtm解得換熱面積A21.53m26.3原料泵列出液體進(jìn)口和出口兩截面的機(jī)械能衡算方程，以求所需壓頭取H=(1.051.2)He 計(jì)2(1.051.2)(zp/(

39、g)u2/(2g)Hf12)據(jù)操作條件，p0,u0,z1.2H1.21.31.56m溫度推動(dòng)力:tm二tit258.3-42.31nsln=49.87C58.3(6.4)42.3-2_KAtmK 取700Wm/C所以傳熱面積:8.151063.670049.8764.8m26.2原料預(yù)熱器原料預(yù)熱溫度：20C83.3C（泡點(diǎn)溫度）采用 120C 過熱飽和蒸汽加熱平均溫度：t2083.350.150C2平均溫度下查表得CPA2.8kJ/kggK;CPB4.2kJ/kggK;XF0.207則：CPxFCPA(1xF)CPB3.91kJ/k/(6.6取總傳熱系數(shù)：K700w/m2gcqFVMF384

40、1.85kg/htm=10036.7ln336.763.10CH。由于存在誤差,(6.7)1.2z1.87m,u=2m/s,d=0,029m,p=50,7=3.5kPa初步設(shè)計(jì)輸送管路上安裝有 90標(biāo)準(zhǔn)彎頭 3 個(gè)，閘閥 2 個(gè)，則Redu/0.0292869.6/(0.69103)1.37105(湍流)取管壁絕對(duì)粗糙度0.25mm/d0.25/0.0290.006查表：摩擦系數(shù)入與雷諾數(shù) Re及相對(duì)粗糙度 E/d 的關(guān)系圖知：入=0.032 查表得有關(guān)管件的局部阻力系數(shù)分別是：90標(biāo)準(zhǔn)彎頭 E=0.75,閘閥(全開)七二 0.17,進(jìn)口突然收縮 E=0.5,貝U：Hf12(1/d)u2/(2

41、g)(6.8)2(0.0327.8/0.0290.7530.1720.5)22/(29.81)2.29mHe計(jì)(zp/(g)u2/(2g)七一)(6.9)1.560.38702.294.237m取H1.2He計(jì)貝U：H1.24.2375.0844m液體流量：qv(1.11.2)qv#qv計(jì)1.2360018/869.55.7m3/h依此查文獻(xiàn)7,可選型號(hào)為 IS50-32-125 的離心泵6.4蒸儲(chǔ)釜選用 120c 飽和水蒸氣加熱，傳熱系數(shù) K 取查塔釜溫度下:rA949.57kJ/kgrB2437.5kJ/kg料液溫度：96.5C100C,水蒸氣溫度:120c.120C逆流操作：則QWr2r

42、2t120Ct223.5Ctmt2In4L22023.5,20In23.521.70C6.3塔釜釜液體積流量為L(zhǎng)s0.00188m3/s,取釜液在釜的停留時(shí)間 8min,裝填系數(shù)取 0.5,h/塔釜直徑 D=2:1。塔釜液量LWLst=0.00188860=0.9024m3塔釜體積VWLW/0.5=0.90240.5=1.8048m3D(2VW/)1/3=(21.8048)1/3=1.0476m第 7 章接管尺寸的確定蒸汽接管塔頂蒸汽出料管31.209kg/mxA0.0148ArxArA(1xA)rB2415.48kJ/kg(6.2)QLMlwr323.1918.412415.481.4410

43、7KJ/h因?yàn)樵O(shè)備蒸汽熱損失為加熱蒸汽供熱量的 5%所以所需蒸汽的質(zhì)量流量為:Qqmhrr-加熱蒸汽的冷凝潛熱，KJ/kg5949.93(10.05)2263.086668.14kg/htm1.441073.670021.72263.3m2塔釜高VWd242dd32塔釜高度h2d=21.0476=2.0952m塔頂?shù)恼羝隽象w積流量為VMSD1.324m/s采用直管，取出口氣速161.4935.66VS1.20920m/s,則：41,324.0.290m290mm;3,1420查表取325mm8mm,管實(shí)際氣體流速ufV218.74m/s。D27.1.2 加熱蒸氣鼓泡管取適當(dāng)流速u19m/s則

44、管徑:7.2液流管7.2.1 進(jìn)料管0.2071-0.207735.2970.23f909.9kg/m取管流速UF2.0m/s則進(jìn)料管管徑:C4VLF40.0015DLF0.031m31mm,UF3.142.0查表取32mm3mm,管實(shí)際氣體流速口=/咚1.99m/sD27.2.2 回流管回流液體積流量為VSlWMLW進(jìn)入塔的水蒸氣體積流量為VsoSM水PMRT129.1188.314(273.1596.5)0.7561Vso161.491836000.75611.0679m3/s查表取273mm0.2675m267.5mm8mm,管實(shí)際氣體流速u=4V118.24m/s。加塔原料的體積流量為

45、VLFFMLFLF進(jìn)料溫度tf83.3C,在此溫度下33A735.2kg/mB970.2kg/m貝UVLF204.3323.793600909.90.0015m/sDd41,0679-193d750.4kg/m3118.5141.113,VSl0.0018m/s3600750.4取回流液流速為ul2.0m/s則回流管管徑：c4VT40.0018DL.0.034m34mmUI.3.142.0查表取38mm3mm,管實(shí)際氣體流速u1.59m/sD27.2.3 塔釜出料管w928.65kg/m3VLw323.1918.410.0018m/s3600928.65取釜液出口管管速為Uw1.5m/s則釜液

46、出口管管徑:4VLT4-0.0018Dw0.039m39mmUw-3.141.5查表取45mm3.5mm,管實(shí)際氣體流速u1.13m/sD2塔釜出料的體積流量為VLwWMLWw第 9 章設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表 9.1 精儲(chǔ)塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果表項(xiàng)目符號(hào)單位精福段提福段平均溫度tmC82.991.9平均壓力PmKPa116.15128.05自相流里Vsm3/s1.3241.063液相流量Lsm3/s0.001230.00188實(shí)際塔板數(shù)313有效段高度Zm塔徑Dm1.21.2板間距HTm0.40.3溢流形式單溢流降液管形式弓形堰長(zhǎng)Iwm0.720.72堰局hwm0.04050.0374板上液層局度hLm0

47、.050.05堰上液層高度howm0.00950.0126降液管底隙高度h0m0.02440.0373安定區(qū)寬度Wsm0.0060.006邊緣區(qū)寬度Wcm0.0050.005開孔區(qū)面積Aam20.78830.7883浮閥直徑dm0.0390.039孔數(shù)目n個(gè)11185孔中心距rm0.10.1開孔率%11.79閥孔臨界氣速um/s9.4710.01閥孔氣速U0m/s10.00410.531泛點(diǎn)率F%1111每層塔板壓降PKPa0.5070.527降液管停留時(shí)間S20.29.9液相負(fù)荷上限Ls,maxm3/s0.00490.0037液相負(fù)荷卜限Ls,minm3/s0.00061330.0006133氣相負(fù)荷上限Vs,maxm3/s2.1102.346氣相負(fù)荷卜限Vs,mi