《工業(yè)乙醇生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)探析》4900字

工業(yè)乙醇生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)分析綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u1100工業(yè)乙醇生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)分析綜述 表6-1工藝計(jì)算結(jié)果(精餾段)項(xiàng)目符號(hào)/單位精餾段提餾段平均溫度tm/℃81.295.8平均壓力Pm/kPa111.95121.4汽相流量VS/(kmol/h)3713.53713.5液相流量LS/(kmol/h)2919.58153.1實(shí)際塔板數(shù)塊810有效段高度Z/m4.25.4塔徑D/m3.282.71板間距HT/m0.60.51.6溢流裝置計(jì)算由計(jì)算可知塔徑D=3.3m，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。各項(xiàng)計(jì)算如下堰長(zhǎng)lWl(6-77)溢流堰高度how：由hh(6-78)hLlE為收縮系數(shù)一般情況近似為1。h(6-79)取板上流層高度hL可在50~100mm范圍內(nèi)選取，故選取平直堰，則取板上流層高度hh(6-80)2.弓形降液管寬度WD和截面積AflW/D=0.7,得AfA則A(6-81)W(6-82)驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間θ=(6-83)所以降液管設(shè)計(jì)合理3.降低管底隙高度h0h(6-84)液體流經(jīng)底隙的流速一般不大于降液管內(nèi)的線速度，一般可取0.07~0.25m/s，則取u0h(6-85)h(6-86)因?yàn)?.0164m>0.006m，所以降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。選凹型受液盤，深度hW選用60mm1.7塔板設(shè)計(jì)1.塔板分塊塔當(dāng)塔徑≥900時(shí)，通常采用分塊式塔板，以便通過(guò)人孔拆裝塔板。本設(shè)計(jì)的塔徑為3000mm，查閱資料可知塔板分塊數(shù)為6。邊緣區(qū)寬度確定。當(dāng)塔徑D>1.5m時(shí)，安定區(qū)寬度WS的取值范圍為80~110mm,所以WS取0.1m。當(dāng)塔徑D>1.5m時(shí)，為大塔，邊緣區(qū)寬度WC的取值范圍為50~75mm，所以W3.開(kāi)孔面積的計(jì)算x=(6-87)r=(6-88)A(6-89)=24.篩孔計(jì)算及其排列本設(shè)計(jì)所處理的物系無(wú)腐蝕性，可以選用δ=2mm碳鋼板，取篩孔直徑d0篩孔按正三角形排列，取孔中心距t為t=2(6-90)篩孔數(shù)目n：n=(6-91)開(kāi)孔率：?=0.907(6-92)氣體通過(guò)篩孔的氣速為u(6-93)1.8流體力學(xué)性能校核1.8.1塔板壓降校核氣體通過(guò)每層塔板的液柱高度計(jì)算公式h(6-94)干板阻力公式hc(6-95)1.干板阻力hc計(jì)算，將由d0δ=hc=0.051(6-96)2.氣體通過(guò)液層阻力hlh(6-97)u(6-98)F查圖可知，β=0.5。故hl(6-99)3.液體表面張力的阻力hσ液體表面張力所產(chǎn)生的阻力公式h(6-100)hp(6-101)氣體通過(guò)每層塔板的壓降為Δ(6-102)所以本設(shè)計(jì)的塔板壓降校核符合設(shè)計(jì)允許。1.8.2液沫夾帶線液沫夾帶量計(jì)算式e(6-103)先求出hh(6-104)將hfe(6-105)因?yàn)閑v=0.0998kg液/kg氣<0.1kg液/kg氣1.8.3漏液先計(jì)算漏液點(diǎn)氣速再求出實(shí)際孔速u(6-106)u(6-107)穩(wěn)定系數(shù)k=(6-108)實(shí)際孔速uo1.8.4液泛為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，遵循下列公式H(6-109)乙醇——水物性屬于一般物性，取ψ=0.5ψ(6-110)代入公式H(6-111)可以求出h(6-112)可求得H因?yàn)镠d=0.174<1.9精餾段塔板負(fù)荷性能圖注:以下計(jì)算常用how=2.84×1經(jīng)驗(yàn)計(jì)算,取E=1.0則h(6-113)1.9.1液沫夾帶線依下式計(jì)算:e(6-114)式中：uh令ev=0.1kg液/kg氣，由σ=42.1×10代入式(4-70)得：0.1=整理得：V在操作范圍中，任取幾個(gè)Ls值，根據(jù)上式算出Vs表6-2精餾段的液沫夾帶線Ls0.0020.0040.0060.008Vs1.6411.5291.4361.3531.9.2溢流液泛線由式Hdφ聯(lián)立求解得hhch故hh0.6(0.45+0.0502)=0.0578整理得：V取若干Ls值計(jì)算V表6-3精餾段的液泛線Ls0.0020.0040.0060.008Vs1.6761.5981.5191.4321.9.3液相上限線取液體在降液管中停留時(shí)間為5秒。代入得L(6-115)在Ls它為與氣體流量VS根據(jù)下列公式h(6-116)u代入下式求漏液點(diǎn)氣速式：u(6-117)V將Ao=0.0476代入上式并整理得VsminAo據(jù)上式，取若干個(gè)Ls值計(jì)算相應(yīng)V表6-4精餾段的漏液線Ls0.0020.0040.0060.008Vs0.4200.4400.4560.4701.9.4漏液線(氣相負(fù)荷下限線)由h(6-118)u代入下式求漏液點(diǎn)氣速式：u(6-119)V將Ao=0.0476代入上式并整理得VsminAo據(jù)上式，取若干個(gè)Ls值計(jì)算相應(yīng)V表6-5精餾段的漏液線Ls0.0020.0040.0060.008Vs0.4200.4400.4560.4701.9.5液相下限線取平頂堰堰上液層高度howh(6-120)0.006=2.84×10-3×1.01(整理得：L在圖上Ls,min1.9.6精餾段操作點(diǎn)P點(diǎn)為操作點(diǎn)，其坐標(biāo)為：Vs=VhOP為操作線，OP與液泛線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)氣相負(fù)荷為Vs,ma；n,與漏夜線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)氣相負(fù)荷為Vs,min.可知：精餾段的操作彈性=(6-121)圖6-2精餾段的負(fù)荷性能圖1.10提餾段塔板負(fù)荷性能圖以下計(jì)算常用how=2.84×1(6-122)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算,取E=1.0則h1.10.1過(guò)量液沫夾帶線依下式計(jì)算:e(6-123)式中：uh令ev=0.1kg液/kg氣，由代入式(4-75)得：0.1=整理得：VS在操作范圍中，任取幾個(gè)LS值，根據(jù)上式算出VS值列于表4-4表6-6提餾段的液沫夾帶線Ls0.0020.0040.0060.008Vs0.890.770.660.57依表中數(shù)據(jù)在作出過(guò)量液沫夾帶線1.10.2溢流液泛線由式Hdφ(6-124)聯(lián)立求解hh=0.051（h可求得hp=0.11Vh代入求得0.6(0.3+0.0499)=0.11整理得：V任取幾個(gè)LS值計(jì)算V表6-7提餾段的液泛線Ls0.0020.0040.0060.008Vs0.9400.8590.7740.6761.10.3液相上限線取液體在降液管中停留時(shí)間為5秒。代入求得L(6-125)在LS它為與氣體流量V無(wú)關(guān)的垂直線。1.10.4漏液線(氣相負(fù)荷下限線)代入以下公式h(6-126)u(6-127)代入下式求漏液點(diǎn)氣速式：uV將Ao=0.0265代入上式并整理得：V據(jù)上式，取若干個(gè)LS值計(jì)算相應(yīng)V表6-8提餾段的漏液線Ls0.0020.0040.0060.008Vs0.2830.2990.3120.3231.10.5液相下限線取平頂堰堰上液層高度how=6mm，作為液相負(fù)荷下限條件，低于此下限,則不能保證板上液流分布均勻。則how(6-1