乙醇-水溶液精馏课程设计(5)

第四章 塔体的主要工艺尺寸计算

4.1塔体主要尺寸确定 4.1.1塔径的初步计算

4.1.1.1气液相体积流量计算

（1）精馏段 质量流量：L1?ML1L?31.65*0.2304?7.292kg/s V1?MV1V?37.06*0.3473?12.87kg/s

体积流量：LS1?L17.292??787.79?0.00926m3/s

L1

VS1?V112.87??1.115?11.54m3/s V1（2）提留段 质量流量：L2?ML2L??19.62*.4327?8.490kg/s

V2?MV2V??24.68*0.3473?8.571kg/s

体积流量：LS2?L28.490??894.51?0.00949m3/s

L2u1?0.7umax?0.7*1.87?1.31m/s

V2S2?V8.571??0.65?13.19m3/s V24.1.1.2精馏段塔径计算

由u=(安全系数)*Umax,安全系数=0.6—0.8，Umax=c?L??V? V 横坐标数值：

LS1?L10.00926787.79V*?*?0.0213 S1?L211.541.115 取板间距：Ht=0.60m , hL=0.06m .则Ht- hL=0.54m

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查图可知C20=0.11 ,

C?C?138.1620(20)?0.11*(20)0.2?0.13 u.79max?0.137871.115?3.32m/s

取安全系数为0.7 ，则空塔气速u1?0.7umax?0.7*3.32?2.324m/s

DVS1?*u?4*11.541?4?2.5m

1?*2.324

按标准塔径圆整后为D2=2.6m

塔截面积为A?T?4D2?0.785*2.62?5.31m2

实际空塔气速为u?VS1A?11.54?2.17m/s T5.314.1.1.3提留段塔径计算

横坐标数值： LS2V*?L2?0.00949*894.51?0.027

S2?V213.190.65 取板间距：Ht=0.60m , hL=0.06m .则Ht- hL=0.54m 查图可知C?20=0.12 , C?C120(20)?0.12*(57.2720)0.2?0.15 umax?0.15894.510.65?5.57m/s 取安全系数为0.7 ，则空塔气速u1?0.7umax?0.7*5.57?3.90m/s D1?4VS24*13.19?*u??2.1m

2?*3.90按标准塔径圆整后为D2=2.6m

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?塔截面积为AT?4D2?0.785*2.62?5.31m2

实际空塔气速为u?VS1A?13.1931?2.48m/s T5.综上：塔径D=2.6m，选择双流型塔板，截面积A2T?5.31m

精馏段有效高度Z1?(14?1)*0.60?7.8m 提馏段有效高度Z2?(11?1)*0.60?6m 全塔的有效高度Z=7.8+6=13.4m

4.1.2溢流装置计算

4.1.2.1堰长lW 对双流型，一般

lwD?0.5~0.75 取lW=0.65D=1.625m 4.1.2.2溢流堰高度（出口堰高）hW hW?hL?hOW 选择平直堰

堰上层高度hOW?2.841000?E(Lh/lW)2/3

lh(l2.5?0.0009262.5?10.0lw?0.65查图得E=1.03 w)(1.625) 又D 塔板上清液层高度hL?0.05~0.1m 在此取hL?0.05m（1） 精馏段 h?2.84 ow1000*1.03*(0.00926*36001.625)2/3?0.022m hw?hL?how?0.05?0.022?0.028m

（2） 提留段h/.840.00949*ow?21000*1.03*(36001.625)2/3?0.02m

hw?hL?how?0.05?0.02?0.03m

4.1.2.3弓形降液管宽度Wd和截面积Af

由lWD?0.65查得

AfA?0.07T39

，

D2.6?D??l??2.6??1.625?Wd??????w?????????0.285m

22?2??2??2??2?2222??0.3m 溢流中间降液管宽度Wd则Af?0.07AT?0.07*5.31?0.372m 验算降液管内停留时间 精馏段：??2AfHTLS1?0.372*0.60?24.10s

0.00926 提留段：??/AfH/TLS2?0.372*0.60?25.52s

0.00949停留时间?>5s，故降液管可使用

4.1.2.4降液管底隙高度h0

（1）精馏段

取降液管底隙的流速u0=0.15m/s 则h0=（2）提留段

LS10.00926??0.038m lwu01.625*0.15?= 取u0′=0.15m/s 则h0L20.00949??0.039m lwu01.625*0.15降液管底隙高度h0在30~40mm之间，故降液管设计合理

受液盘凹形和平形两种，对于塔径为?800mm以上的塔，常采用凹形受液盘，这种结构在低流量时仍能造成正液封，且有改变液体流向的缓冲作用。凹形受液盘的的深度一般在50mm以上。

??55mm选用凹形受液盘：深度hW

2lD?D?4.1.2.4溢流堰宽度 Wb?????(w)2?0.357m

22?2?

4.1.3塔板设计

4.1.3.1塔板分布

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本设计塔径D=2.6m 采用分块式塔板

4.1.3.2 浮阀的选型：F1Q-3B型阀片厚度1.5mm，阀重24.3g，塔板厚3mm. 4.1.3.3浮阀数目与排列

(1)精馏段

取阀孔动能因子F0=12. 则孔速u01?F0?V1??121.115?11.36

每层塔板上浮阀数目为N?VS1?/4d02u0111.54?851个

0.785*0.0392*11.36 边缘区宽度WC (mm)，一般为 50～75， 取边缘区宽度（即无效区）WC?0.06m

破沫区宽度（即安定区）WS?0.07m，双溢流中间降液管宽度Wd=0.15m，

计算塔板上的鼓泡区面积，即

x?x???2Aa?2?xR2?x2?R2sin?1??2?x1R2?x1?R2sin?1?

R?R??? 其中R?D2.6?WC??0.06?1.24 22Wd0.15?Ws??0.07?0.145 22 x1?x?D2.6??Wd?Ws????0.15?0.07??1.08 22 所以

1.08???222?11.08?2Aa?2?1.081.242?1.082?1.242sin?1?20.1451.24?0.145?1.24sin?2.19m1.24?1.24?????? 浮阀排列方式采用顺排方式，t/d0应尽可能在3～4的范围内，在此取同一个横排的孔心距t=0.120m（do?0.039mm） …… 此处隐藏：967字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……