版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
完成時(shí)間完成時(shí)間2007年01月 02日于化工原理教研室化工原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目:甲醇------水二元物料板式精溜塔設(shè)計(jì)者姓名:指導(dǎo)教師:系別:化學(xué)工程系 專(zhuān)業(yè):化學(xué)工程與工藝班級(jí):學(xué)號(hào):說(shuō)明書(shū)共2頁(yè)圖紙共 張?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)間 年 月至 年 月課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目:甲醇 水二元物料板式精溜塔設(shè)計(jì)條件:,加料組成:,進(jìn)料組成:;,溜出液組成:,釜液組成:,加料狀態(tài):.q=1,塔頂壓力:p=100kpa,單板壓降 三0.7kPa3,設(shè)計(jì)要求:(1),精溜塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算(2),精溜工藝過(guò)程流程圖(3),精溜塔設(shè)備結(jié)構(gòu)圖;(5),設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).目錄TOC\o"1-5"\h\z1?前 言 72?精餾塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 82.1設(shè)計(jì)方案的確定 82.2精餾塔物料衡算 82.3塔板數(shù)的確定 82.4精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 102.4.1平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 102.4.2平均密度計(jì)算 112.4.3液相平均表面張力計(jì)算 122.4.4液體平均粘度計(jì)算 12板式塔主要工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 133.1塔徑的計(jì)算 133.2精餾塔有效高度的計(jì)算 143.3塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 143.3.1溢流裝置計(jì)算 143.3.2塔板布置 153.3.3浮閥計(jì)算及其排列 163.3.4浮閥塔的流體力學(xué)性能驗(yàn)算 173.3.5塔板的負(fù)荷性能圖 193.3.6小結(jié) 22塔的附屬設(shè)備的計(jì)算 234.1熱量衡算 234-2塔頂冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算 244-2-1初選換熱器 244-2-2傳熱系數(shù)的校核 275.1計(jì)算機(jī)程序 30摘要及關(guān)鍵詞AbstractandKeywords摘要化工生產(chǎn)中所處理的原料中間產(chǎn)品幾乎都是由若干組分組成的混合物,其中大部分是均相混合物。生產(chǎn)中為滿(mǎn)足要求需將混合物分離成較純的物質(zhì)。floatvalvetower(column)以浮閥作為塔盤(pán)上氣液接觸元件的一種板式塔。塔盤(pán)主要由塔板、溢流堰、受液盤(pán)及降液管組成。塔板上裝有一定數(shù)量的浮閥,按等腰三角形或正方形排列,浮閥用支腿在塔盤(pán)上定位并予以導(dǎo)向。浮閥蓋在閥孔上,氣體依靠壓力使浮閥升起并鼓泡而穿過(guò)液層,進(jìn)行氣液兩相傳。浮閥塔板在蒸氣負(fù)荷、操作彈性、效率和造價(jià)等方面都比較優(yōu)越。浮閥塔是最早應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備之一,五十年代之后通過(guò)大量的工業(yè)實(shí)踐逐步改進(jìn)了設(shè)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)近年來(lái)與浮閥塔一起成為化工生中主要的傳質(zhì)設(shè)備為減少對(duì)傳質(zhì)的不利影響可將塔板的液體進(jìn)入?yún)^(qū)制成突起的斜臺(tái)狀這樣可以降低進(jìn)口處的速度使塔板上氣流分布均勻。浮閥塔多用不銹鋼板或合金制成,使用碳剛的比率較少。實(shí)際操作表明,篩板塔在一定程度的漏夜?fàn)顟B(tài)下操作使其板效率明顯下降其操作的負(fù)荷范圍較袍罩塔窄,但良好的塔其操作彈性仍可達(dá)到 2-3。蒸餾是分離均相混合物的單元操作,精餾是最常用的蒸餾方式,是組成化工生產(chǎn)過(guò)程的主要單元操作。精餾是典型的化工操作設(shè)備之一。進(jìn)行此次課程設(shè)計(jì)的目的是為了培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),來(lái)解決實(shí)際化工問(wèn)題的能力,做到能獨(dú)立進(jìn)行化工設(shè)計(jì)初步訓(xùn)練,為以后從事設(shè)計(jì)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵字:精餾浮閥溢流設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)方案的確定本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離甲醇—水混合物。對(duì)于二元混合物的分離,應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料,將原料液通過(guò)預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升的蒸汽采用全冷凝器冷凝,冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi),其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲(chǔ)罐。該物系屬易分離物系,最小回流比較小,故采用最小回流比的2倍。塔釜采用直接蒸汽加熱,塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。精餾塔物料衡算原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率甲醇的摩爾質(zhì)量MA=32kg/kmol水的摩爾質(zhì)量MB=18kg/kmolxF=0.48xD=0.95xW=0.02原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量MF=0.48x32+(1-0.48)x18=24.72kg/kmolMD=0.95x32+(1-0.95)x18=31.3kg/kmolMW=0.02x32+(1-0.02)x18=18.28kg/kmol物料衡算原料處理量F=117kmol/h總物料衡算117=D+W甲醇的物料衡算FxF=DxD+Wxw聯(lián)立求解D=57.87kmol/hW=59.13kmol/h塔板數(shù)的確定3.3.1理論板層數(shù)NT的求取甲醇—水屬理想物系,可采用圖解法求理論板數(shù)3.3.1.1由手冊(cè)查得甲醇一水物系的氣液平衡數(shù)據(jù),繪出 x—y圖,圖1圖解法求理論板層數(shù)求最小回流比及操作回流比。采用圖解法求最小回流比。在圖中對(duì)角線(xiàn)上e(0.342,0.342)作垂線(xiàn)ef即為進(jìn)料線(xiàn)(q線(xiàn)),該線(xiàn)與平衡線(xiàn)的交點(diǎn)坐標(biāo)為ye=0.78,xe=0.48故最小回流比為xDRmin==0.57取R=2Rmir^2X0.63=1.14求精餾塔的氣、液相負(fù)荷L=RD=1.14X57.87=65.97kmol/hV=(R+1)D=(1.14+1)X57.87=123.84kmol/hL'=L+F=182.97kmol/hV=V=123.84kmol/h求操作線(xiàn)方程精餾段操作線(xiàn)方程為yn+1=xyn+1=xn+n+1=0.533xn+0.444提餾段操作線(xiàn)方程yn+1=xn- xW y n+1=1.477xn-0.0095圖解法求理論板層數(shù)采用圖解法求理論板層數(shù),如圖1所示。求解結(jié)果為總理論板層數(shù)NT=8進(jìn)料板位置NF=4實(shí)際板層數(shù)的求取全塔效率的計(jì)算查數(shù)據(jù)手冊(cè)可得到卩再算出aEt=0.49(卩La嚴(yán)X100%=41.9%實(shí)際板層數(shù)的求取精餾段實(shí)際板層數(shù)N精=4/0.419=9.5?10提餾段實(shí)際板層數(shù)N提=3.5/0.419=9.5?103.4精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算以精餾段為例進(jìn)行計(jì)算。操作壓力計(jì)算塔頂操作壓力PD=100kPa每層塔板壓降 △P=0.7kPa進(jìn)料板壓力P F=100+0.7X9=107kPa精餾段平均壓力Pm=(100+107)/2=103.5kPa操作溫度計(jì)算依據(jù)操作壓力,由泡點(diǎn)方程通過(guò)試差法計(jì)算出泡點(diǎn)溫度,其中甲醇、水的飽和蒸汽壓由安托尼方程計(jì)算,計(jì)算過(guò)程如下:通過(guò)計(jì)算機(jī)程序處理得logP0A=7.197-0logPB=7.074-通過(guò)計(jì)算機(jī)程序處理得塔頂溫度t D=65進(jìn)料板溫度t f=73.5C塔底溫度 t精餾段平均溫度提餾段平均溫度W塔底溫度 t精餾段平均溫度提餾段平均溫度t m=(65+73.5)/2=69.25Ctm提=(73.5C+97.6C)=85.55C平均摩爾質(zhì)量計(jì)算塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算
由xD=y1=0.95,查平衡曲線(xiàn)(圖1),得x1=0.92MVd=0.92x32+(1-0.95)x18=31.3kg/kmolMLvm=0.92x32+(1-0.883)x18.02=30.88kg/kmol進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算由圖解理論板(見(jiàn)圖1),得yF=0.77查平衡曲線(xiàn)(見(jiàn)圖1),得xF=0.46MvFm=0.77x32+(1-0.77)x18=28.78kg/kmolMLFm=0.46x32+(1-0.46)x18=24.44kg/kmol塔底平均摩爾質(zhì)量計(jì)算MvW=m0.143x32+(1-0.143)x18=20kg/kmolMLWm=0.508x32+(1-0.508)x18=25.11kg/kmol精餾段平均摩爾質(zhì)量Mvm=(31.3+28.78)/2=30.4kg/kmolMLm=(30.88+24.44)/2=27.66kg/kmol提餾段平均摩爾質(zhì)量Mvm=(28.78kg/kmol+20kg/kmol)/2=24.39kg/kmolMLm=(24.44kg/kmol+25.11kg/kmol)/2=24.78kg/kmol平均密度計(jì)算氣相平均密度計(jì)算由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算,即vm==1.105kg/mvm=(2)vm==0.8436kg/m3液相平均密度計(jì)算液相平均密度依下式計(jì)算.即1/P ai/pi塔頂液相平均密度的計(jì)算由td=65C.查手冊(cè)得33PA=755.3kg/m PB=980.5kg/mLDm==764.07kg/mLDm=進(jìn)料板液相平均密度的計(jì)算由tf=73.5C,查手冊(cè)得33pa=745.5kg/m pB=974.5kg/m進(jìn)料板液相質(zhì)量分率A==0.6023LFm==822.84kg/m3塔釡平均密度計(jì)算由tf=97.6C,查手冊(cè)得33pA=712kg/m3 pB=958.4kg/m3pLWM=kg/m精餾段液相平均密度為L(zhǎng)m=(764.07+822.84)/2=793.46kg/m提餾段液相平均密度為3pLm=(822.84kg/m+924.9kg/m3)=873.87kg/m3.4.5液相平均表面張力計(jì)算液相平均表面張力依下式計(jì)算,即CTi塔頂液相平均表面張力的計(jì)算由td=65C,查手冊(cè)得(TA=16.76mN/m cb=65.27mN/m(TLDm=0.95X16.76+0.05X65.27=19.19mN/m進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算由tF=73.5C,,查手冊(cè)得cA=16.18mN/m cB=64.33mN/mcLFm=0.46X16.18+0.6X64.33=42.18mN/m塔釡板液相平均表面張力的計(jì)算由tW=97.6C,查手冊(cè)得A=12.5mN/mA=12.5mN/mB=58.6mN/mcLWm=0.143X12.5mN/m+(1-0.143)X58.6mN/m=52.0mN/m精餾段液相平均表面力為cLm=(19.19+42.18)/2=30.68mN/m提餾段液相平均表面張力為cLm=(42.18+52.0)/2=47.09mN/m3.4.6液體平均粘度計(jì)算液相平均粘度依下式計(jì)算,即Ig卩Lm=Exilg卩i
塔頂液相平均粘度的計(jì)算由td=65C,查手冊(cè)得卩a=0.3255mP?s 卩b=0.4355mP?sIg卩LDri=0.95lg(0.3255) +0.05lg(0.4355)解出[1LDm0.335mP?s進(jìn)料板液相平均粘度的計(jì)算由tf=73.5C,查手冊(cè)得a=0.307mP?s1b=0.390mP?slg1LFm=0.46g(0.307)+0.54lg(0.390)解出ilfh=0.203mP?s塔釜液相平均粘度由tv=97.6C查手冊(cè)得1a=0.22mP?s ib=0.26mP?slg1LWm=0.143lg(0.22)+0.857lg(0.26)解出1LWm=0.272精餾段液相平均粘度1Lm=(0.335+0.203)/2=0.269mP?s提餾段液相平均粘度1Lm=(0.335+0.272)/2=0.303mP?s4精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算塔徑的計(jì)算精餾段的氣、液相體積流率為3Vs= = =0.946m3/sLs==0.00064m3/sLs=式中C由式5-5計(jì)算,其中的C2o由圖5-1查取,圖的橫坐標(biāo)為=0.018取塔板間距HT=0.46m,板上液層高度hL=0.06m,則H查圖5-1得t—h—0.46-C20=0.0830.06—0.40mC=C20=0.083=0.0904umax=0.0904 =2.421m/s取安全系數(shù)為0.6,則空塔氣速為u=0.6uma=0.6X2.42仁1.4526m/sD== =0.9108mD提= =0.816m按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為D=1.0m塔截面積為A=D2=X0.92=0.635m2實(shí)際空塔氣速為u= =1.49m/s精餾塔有效高度的計(jì)算精餾段有效高度為Z精=(N精-1)H=(10-1)X0.46=4.14m提餾段有效高度為Z提=(N提-1)HT=(10-1)X0.46=4.14m在進(jìn)料板上方開(kāi)一人孔,其高度為0.8m。故精餾塔的有效高度為Z=Z精+Z提+0.8=4.14+4.14+0.8=9.08m5塔板主要工藝尺寸的計(jì)算溢流裝置計(jì)算因塔徑D=0.9m可選用單溢流弓形降液管,采用凹行受液盤(pán)。各項(xiàng)計(jì)算如下:堰長(zhǎng)lW取lW=0.7D=0.7X0.9=0.63m溢流堰高度hW由h W=hL-hOW選用平直堰,堰上液層高度hOW由式5-7計(jì)算,即hOW=近似取E=1,則hOW= =0.0067m取板上清夜高度hL=0.060m故hW=0.060-0.0067=0.0533m弓形降液管寬度Wd和截面積Af由=0.7m查圖5-7,得=0.094m=0.160m故Af=0.094X0.635=0.060m2Vd=0.160D=0.160X0.9=0.144m依式5-9驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間,即= =43.13s>5s故降液管設(shè)計(jì)合理。降液管底隙高度ho取=0.08m/s0.0143mhW-ho=0.0533-0.0143=0.039m>0.006m故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。選用凹形受液盤(pán),深度 =50mm。5.2塔板布置塔板的分塊因D>800mm故塔板采用分塊式。查表5-3得,塔板分為3塊邊緣區(qū)寬度確定取Ws=Ws'=0.07m,Wc=0.050m。523開(kāi)孔區(qū)面積計(jì)算開(kāi)孔區(qū)面積A按式5-12計(jì)算,即其中x=D/2-(Wd+VS)=(092)-(0.144+0.07)=0.236mr=(D/2)-W c=0.45-0.05=0.40mm25.3浮閥計(jì)算及其排列5.3.1閥孔氣速Fo=uoFocr=Uocr =9?12取F0cr=U0cr =10 ⑴U0cr= (m/s) ⑵聯(lián)立⑴、⑵可得U0cr=9.5m/sUo=(1.O?1.1)u0cr=9.5m/s5.3.2浮閥數(shù)N=取dV=50mm可得d0=0.8dV=39mmN=83.7所以取N=845.3.3開(kāi)孔率==N()=在長(zhǎng)壓、減壓塔中開(kāi)孔率為10%?13%在加壓塔中,開(kāi)孔空率小于10%常見(jiàn)的為6%?9%在小直徑塔中開(kāi)孔率低,一般為6%?0%
所以取=15.77%閥孔的排列在塔板鼓泡區(qū),閥孔的排列有正三角和等腰三角兩種方式。正三角排列又分為順排和叉,采用叉排對(duì)分塊式塔板,易采用等腰三角叉式,此時(shí)常把三角形底邊固定為 75mm,sin-1]三角形高度h為65mr,i80mr,sin-1]AP=2[x得AP=0.502m2=0.025m閥孔按等腰三角形排列時(shí)=0.025mh= = =浮閥塔的流體力學(xué)性能驗(yàn)算氣體通過(guò)浮閥塔的靜壓頭hf=he+h|+ha5.4.1干板靜壓頭hc浮閥全開(kāi)前hc=19.9浮閥全開(kāi)后hc=5.34uoc==10.1m/s>u0=9.5m/s所以采用hc=19.9=0.037板上層阻力hlhl=0hL=0.03m液體表面張力所造成的靜壓頭h由于h。很小可忽略不計(jì)5.5.1液泛Hd=hf+hw+hd+\h+howhf=hff+hl+hc=0.037m+0.03m=0.067mhw=0.0533mhow=0.0067mhd=0.153 =0.00077m所以得Hd=hf+hw+hd+Xh+how=0.067m+0.0533m+.00077m+0.067m=0.128mHcK (HT+hw)=0.5X(0.46+0.0533)=0.257m液沫夾帶F1= X100%Zl=D—2Wd=0.9—2X0.144=0.612mCF=0.1122A=AT-2Af=0.635-2X0.060=0.515m2F1=X100%=62.1%F1=漏液錯(cuò)流型的塔板在正常操作時(shí),液體應(yīng)沿塔板水平流動(dòng),與垂直向上流動(dòng)的氣體接觸后由降液管流下。但當(dāng)上升氣流速度減少時(shí),氣體通過(guò)閥孔的動(dòng)壓不足以阻止板上液體從閥孔流下時(shí),便會(huì)出現(xiàn)漏夜現(xiàn)象。發(fā)生漏夜時(shí),由于上層板上的液體未與從下層板上升的氣體進(jìn)行傳質(zhì),就漏落在濃度較低的下層板上,這勢(shì)必降低了塔板效率。漏夜嚴(yán)重時(shí)會(huì)使塔板上不能積液而無(wú)法正常操作。所以為保證塔的正常操作,漏夜量不能超過(guò)某一規(guī)定值,一般不能大于液體流量的 10%。漏夜量大于10%的氣流速度稱(chēng)為漏夜速度,這是塔操作的下限氣速。造成漏夜的主要原因是氣速太小和板上液面落差所引起的氣流分布不均,比如在塔板的液流入口處由于有液層較厚而往往出現(xiàn)漏夜,這也是在此處設(shè)置不開(kāi)孔的安定區(qū)的原因之一。.液面落差
當(dāng)液體橫向流過(guò)板面時(shí),由于要克服板上部件的局部阻力和摩擦阻力,需要一定液位差才能維持這一流動(dòng),這樣板上液體進(jìn)、出口側(cè)的液面就會(huì)出現(xiàn)高度差,即液面落差,亦稱(chēng)水力學(xué)坡度。液面落差主要與塔板結(jié)構(gòu)有關(guān)外,泡罩塔板結(jié)構(gòu)復(fù)雜,液體在板上流動(dòng)阻力大,液面落差也就大;浮閥塔結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,液面落差則較小,篩板塔結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單,所以液面落差最小。但在塔徑不大時(shí),液面落差常忽略。液面落差除與塔板結(jié)構(gòu)有關(guān)外,還與塔徑、液流量有關(guān)。當(dāng)塔徑與液流量很大時(shí),也會(huì)造成較大的液面落差。對(duì)于大塔,可采用單溢流或階梯流,以減少液面落差。塔板上液面的返混在塔板上,液體的主流方向是從入口端橫向流至出口端,但因氣體攪拌及某些局部障礙,液體會(huì)發(fā)生局部的反向流動(dòng)。這種與主流方向相反的流動(dòng)稱(chēng)為返混。當(dāng)返混嚴(yán)重時(shí),板上液體會(huì)均勻混合,各點(diǎn)的液體濃度將趨于一致。當(dāng)濃度均勻的氣體與板上各點(diǎn)的液體進(jìn)行接觸傳質(zhì)后,則離開(kāi)各點(diǎn)的氣體濃度也會(huì)相同。這是一種理想情況。另一種理想情況是板上液體呈活塞流流動(dòng),完全沒(méi)有返混。這時(shí)板上液體沿液流方向上液體濃度最大,在塔板進(jìn)口處液體濃度大于出口濃度。當(dāng)濃度均勻的氣體與板上各點(diǎn)液體接觸傳質(zhì)后,離開(kāi)塔板各點(diǎn)的氣體濃度也不相同,進(jìn)口處的液體濃度出口出的濃度高。理論與實(shí)踐都證明了在這種情況下,塔板的效率比液體完全混合時(shí)高。實(shí)際上,塔板上液體并不處在完全混合與完全沒(méi)有返混的兩種理想狀態(tài),而是處于部分混合狀態(tài)。3.3.5塔板的負(fù)荷性能圖3=0.477m33=0.477m3/s提餾段漏夜線(xiàn)3=0.594m3/s精餾段過(guò)量霧沫夾帶線(xiàn)(線(xiàn)2)由于ZL=?2W=0.9—2X0.144=0.612mCf=0.112Ap=AT-2Af=0.635-2X0.060=0.515m2解得=1.09-22.493/,m/s0.000580.0010.0050.0054,m/s1.0771.0680.9780.969提餾段過(guò)量霧沫夾帶線(xiàn)由于Zl=D—2W=0.816-2X0.144=0.528mCF=0.1Ap=AT-2Af=0.635-2X0.060=0.515m2得=1.12-23.24,m3/s0.000580.0010.0050.0054,m3/s1.1071.0961.0040.995(3)精餾段液相負(fù)荷下限線(xiàn)6X10-3==0.00092n{/s提餾段液相負(fù)荷下限線(xiàn)=0.00092n{/s(4)精餾段液相負(fù)荷上限線(xiàn)>3?5s取=5s解得=0.477m3/s提餾段液相負(fù)荷上限線(xiàn)3=0.477m/s(5)精餾段液泛線(xiàn)=hf+hw+hd+Ah+how=hc+hl+hc+hw+hd+\h+how液體表面張力所造成的靜壓頭h°和液面落差△h可忽略hd=0.153這樣=hc+hl+h(T+hw+hd+\h+how=hc+hd+(1+£0)hL+0.153+(1+£0)+0.153由于式中各參數(shù)值已算出,即 =0.5,HT=0.46m,hw=0.0533m, =9.5m/s,£0=0.4,E=1,pG=1.105kg/m3,pl=793.64kg/m3,N=99,ho=O.O143m,do=O.O39m,lw=0.63m代入上式整理后可得,m3/s0.000580.0010.0050.0054,m3/s2.1032.0681.5421.454提餾段液泛線(xiàn) =0.5,HT=0.46m,hw=0.0533m, =9.5m/s,£0=0.4,E=1,pG=0.8436kg/m3,pl=873.87kg/m3,N=99,h0=O.O143m,d°=O.O39m,lw=0.63m于是同理可得,m3/s0.000580.0010.0050.0054,m3/s1.9741.9621.9571.952由上述五條線(xiàn)可畫(huà)出負(fù)荷性能圖精餾段精餾段操作彈性精餾段操作彈性= =3.48提餾段小結(jié)(1)從塔板負(fù)荷性能圖可看出,按生產(chǎn)任務(wù)規(guī)定的氣相和液相流量所得到的操作點(diǎn)P,處在適宜操作區(qū)的位置,說(shuō)明塔板設(shè)計(jì)合理。(2)因?yàn)橐悍壕€(xiàn)在霧沫夾帶線(xiàn)的上方,所以塔板的氣相負(fù)荷上限由霧沫夾帶控制,操下限由漏夜線(xiàn)控制。(3)按固定的液氣比,從負(fù)荷性能圖中查得氣相負(fù)荷上限 Vsmax=1.2781m3/s,氣相負(fù)荷下限Vsmin=0.5703m3/s,所以可得
提餾段操作彈性= = =4.42塔板的這兩操作彈性在合理的范圍(3?5)之內(nèi),由此也可表明塔板設(shè)計(jì)
是合理的?,F(xiàn)將塔板設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總?cè)鐖D項(xiàng)目?jī)?nèi)容-數(shù)值或說(shuō)明備注塔徑D/m0.9板間距H”m0.46塔板形式單液流弓形降液管分塊式塔板空塔氣速u(mài)/(m/s)1.4526堰長(zhǎng)lw/m0.63堰咼hw/m0.067板上液層咼度hL/m0.060降液管底隙高度ho/m0.0143浮閥數(shù)N/個(gè)84等腰三角形叉排閥孔氣速u(mài)o/(m/s)9.5臨界閥孔氣速u(mài)oc/(m/s)9.5孔心距t/m0.0227同一橫排的孔心距單板壓降h/m0.7液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間/s43.13降液管內(nèi)清液層咼度Hd/m0.06泛點(diǎn)率/(%)62.1液相負(fù)荷上限VSmax/(m/s)0.0092霧沫夾帶控制氣相負(fù)荷下限Vsmin/(m/s)0.477漏液控制操作彈性3.48第三章塔的附屬設(shè)備的計(jì)算3-1塔頂冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算3-1-1初選換熱器確定流體通入的空間:餾出液走管程,冷卻水走殼程計(jì)算傳熱負(fù)荷Q取冷凝水的初溫度為:ti=15C,末溫度為t2=40CQ=Gc.Cp.(t2-ti)Q=忽略熱損失,則餾出液進(jìn)口溫度65.34C,出口溫度為16.24C=1.224X kg/h確定流體的定性溫度,物性數(shù)據(jù)。并選擇列管換熱器的形式。取餾出液,冷卻水的各自平均溫度為定性溫度:餾出液的定性溫度:65.34C冷卻水的定性溫度:(40+15)/2=27.5C兩流體在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)如下表:流體物性溫度tC密度pKg/m3粘度卩熱容UKj/Kg°C導(dǎo)熱系數(shù)入W/mC餾岀液65.34749.640.3242.60.204冷卻水25997.750.8764.15250.5935兩流體溫差較大,故選用浮頭列管換熱器計(jì)算平均傳熱溫差計(jì)算逆流平均溫差:餾出液:65.34C65.34C冷卻水:40C15C溫差:25.34C50.34C△t 36.44選K值。估計(jì)傳熱面積為求得傳熱面積A,需先知傳熱系數(shù)k,而k不能直接算出,所以只能進(jìn)行試算.初選k=250W/rris則:初選換熱器型號(hào)采用Fa系列的浮頭列管換熱器,初選用Fb—600—95—16—4,性能參數(shù)如下:外殼直徑D,mm500管子尺寸mm公稱(chēng)壓力mPa1.8管長(zhǎng)L,m6共稱(chēng)面積m85管數(shù)N124管程數(shù)Np4管中心距t,mm32管子排列方式三角形按上述數(shù)據(jù)核算管程,殼程的流速及雷諾數(shù)管程:流通截面積:A=ui=Re=殼程流通面:取nc=16,折流擋板間距h=0.2m,則Ao=(0.6-0.025殼內(nèi)冷卻水流速:uo=Re=由上可知,采取FB—600—95—4型號(hào),管程,殼程,流速和雷諾數(shù)都是合適的。3-1-2傳熱系數(shù)的校核(1)管程的對(duì)流傳熱系數(shù)飽和蒸汽冷凝時(shí),Rei=4.01 >10 計(jì)算所需傳熱面積AAo=計(jì)算實(shí)際面積:A=Pr==1628.90W/()2)殼程對(duì)流傳熱系數(shù)=0.36=964.85W/(m.)(3)確定污垢熱阻取Rsi=Rso=0.0002mTc/w以外表面為基準(zhǔn)。計(jì)算傳熱系數(shù)K2=234.25w/m2c核算結(jié)果表明,換熱器的傳熱面積有的32.38裕度,故可用(5)計(jì)算阻力損失a:管程阻力損失:=2346.35Pa=13139.56Pa=0.013139Mpa<0.03MPab:殼程阻力損失:因?yàn)镽e>500故管子排列為正方形錯(cuò)列取F=0.5檔板數(shù)Nb=L/h-1=6/0.2-1=29則:取污垢校正系數(shù)Fs=1.15=838.10Pa=0.0008381Mpa<0.03MPa流經(jīng)管程和殼程的壓力降均未超過(guò)0.03Mpa以上核算結(jié)果表明,選用FB-600-95-16-4型換熱器能符合工藝要求5.1計(jì)算機(jī)程序計(jì)算算塔頂、進(jìn)料板和塔釜溫度的程序Sub泡點(diǎn)Tb1()'輸入:T,P,Xi,Ai,Bi,CiT=103:p=106.7:E=0.0000001A=Array(6.031,6.08)B=Array(1211,1345)C=Array(220.8,219.5)X=Array(0.2,0.8)N=Application.Count(A)ReDimK(N),Y(N)10S=0:FD=0ForI=1ToNK(l)=10A(A(l)-B(l)/(C(l)+T))/pY
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2024版文具采購(gòu)合同3篇
- 專(zhuān)用木結(jié)構(gòu)工程承包合同書(shū)2024年版版B版
- 專(zhuān)業(yè)橋架施工包工協(xié)議范例(2024版)版B版
- 2025年4S店汽車(chē)銷(xiāo)售及二手車(chē)置換服務(wù)合同范本3篇
- 2024跨國(guó)技術(shù)轉(zhuǎn)讓與合作合同
- 專(zhuān)業(yè)項(xiàng)目建議書(shū)編寫(xiě)委托協(xié)議簡(jiǎn)化版版B版
- 2025年度科研場(chǎng)地租賃合同終止及設(shè)備回收協(xié)議3篇
- 2025年度老舊小區(qū)墻體拆除及改造工程勞務(wù)分包合同范本4篇
- 2025年度酒店會(huì)議室租賃協(xié)議書(shū)(含全方位服務(wù)套餐)
- 二零二五年度食堂食堂食堂食堂員工餐廳食品安全監(jiān)管合同
- 金色簡(jiǎn)約蛇年年終總結(jié)匯報(bào)模板
- 農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量類(lèi)別劃分技術(shù)指南(試行)(環(huán)辦土壤2017第97號(hào))
- 反向開(kāi)票政策解讀課件
- 工程周工作計(jì)劃
- 房地產(chǎn)銷(xiāo)售任務(wù)及激勵(lì)制度
- 六年級(jí)語(yǔ)文下冊(cè)14文言文二則《學(xué)弈》課件
- 2024年內(nèi)蒙古中考語(yǔ)文試卷五套合卷附答案
- 并購(gòu)指南(如何發(fā)現(xiàn)好公司)
- 垃圾分類(lèi)亭合同協(xié)議書(shū)
- 物權(quán)轉(zhuǎn)移協(xié)議
- 高三高考地理一輪課時(shí)練習(xí):洋流(單選題)
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論