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在恒定汽液比下,液泛汽相负荷因子计算如下式:
R?(VL)液泛?????J1J2J3?Ab
?R?13.?R?VS?v(?L-?v)LS
(ft3/S)
式中: Vs Ls γv γL Ab
汽相流率 ( ft3/S) 液相流率 (ft3/S)
汽相密度 (1b/ft3) 液相密度 (1b/ft3)
鼓泡面积 (ft2)
同上
(VL)液泛J1·J2·J3
(Vs)液泛??v(?L-?v)
(ft3/S)
处理粘度较大的液体或高泡沫系统的塔易于液泛,需要注意。 2.6.10 体系液泛
为体系的极限处理能力,计算如下:
(VL)极限=0.73·AT (1-F) (σ/?L-?V)1/4 - 1.4LL
(ft3/S)
1-FG=1.4??L-?V??L1?1.4??L-?V??L
式中:
VL LL AT
汽相负荷因子 (ft3/S) 液相流率 (ft3/S)
塔截面积 (ft2)
液相密度 (lb/ft3) 汽相密度 (lb/ft3) 表面张力 (mN/m)
(VL)极限γL γv σ
(VS)极限??v(?L-?v)
(ft3/S)
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2.6.11 压降 干板压降如下式: △p干=J5Wo2γ式中:
J5
v /γL
(英寸热液柱)
干板压降系数,查阅《FRI塔板设计手册》中图,它与百
分孔面积,孔径与板厚的比值,汽体物流进口侧的开孔边
缘情况有关(如锐边和光滑边)。
Wo
孔速 (ft/S)
汽相密度 (lb/ft3) 液相密度 (lb/ft3)
γv γ
L
对于一定的开孔率,随孔径与板厚比值的增大而干板压降增大,当孔径与板厚的比值不变时,随开孔率减小而干板压降增大。
总压降△p计算如下: 当Wo2(γ
v /γL) <0.7
时
(英寸热液柱)
△p = (J5+J6)Wo2γv/γL 当Wo2(γ
v /γL)>0.7
时
(英寸热液柱)
△p=(0.67)(J5+J6)(Wo2γv/γL+0.35) 式中:
J6= Q= 4.6+6.1(t-do) 2/30.5+Q Vs?v/?LLs
式中:
Vs Ls J6 t d0
汽相流率 (ft3/S) 液相流率 (ft3/S)
压降系数 孔间距 (inch)
孔径 (inch)
当Q <2.0时,上式算得的压降值太小,因此仅Q=2.0时才使用上式。 2.6.12 板上清液层高度hL
板上清液层高度为汽液相流率、密度、开孔面积、孔径、孔间距及塔板厚
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度的函数,它与△p有密切的关系。
清液层高度计算如下:
?Q2/3+1??Q2/3-1? hL=△p-J5? W02?V?2/3??2/3???Q??Q?2L?
(英寸)
式中符号同上式。
当Q =1.0时,平均的清液层高度将等于塔压降,说明Q近于1.0时,穿流塔板将停止有效操作。
2.7 斜孔塔板
2.7.1 斜孔塔板系清华大学在七十年代开发的一种带降液管的斜筛孔型板。近年来在石化工业旧装置改造方面的应用日趋广泛。
2.7.2 斜孔塔板属于汽液并流的结构型式,板上的斜孔按一定方向排布,每排斜孔的开口方向一致,并与液流方向呈垂直,但相邻两排斜孔的孔口方向相反,起到汽流互相牵制的作用。它避免液体在流动方向上被不断加速,所以板上液层低,具有压降低,雾沫夹带量小,处理能力大等优点。虽然液层较低,还保持有一定的塔板效率。适用于大直径塔和真空系统。
2.7.3 单溢流型式的降液管与普通板式塔相似,而多溢流型式的降液管则不同。为适应高的液体负荷,多溢流型式降液管的结构为自封型,它悬挂于塔板下的汽相空间,降液管底部开有孔口作为液体流出降液管而入下一塔板。相邻两板的降液管呈90°角交叉,这样可增加板面利用率。但液体流程会短些,可设法弥补。
2.7.4 斜孔和排列
斜孔形状如倒扣的簸箕。有开型(K型)和闭型(B型)二种,一般用开型结构。开型为斜孔前端和两侧都开口,而闭型仅在前端开口。汽流自开孔处喷射而出。斜边与平面呈一夹角。对于大直径塔,一般孔长取20mm,孔高平均为5mm左右。开孔面积为144mm2。也有例外。
通常斜孔间距为22mm左右,排间距为30mm左右,并根据水力学计算情况而作调整。
2.7.5 对于一般弓形降液管,带溢流型式的结构,其降液管部分的计算和设计类同于浮阀塔等板式塔。
2.7.6 根据液体负荷的大小来选定液流型式。如一般液流强度为5~
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25m3/m.h时,采用单溢流,当液流强度大于40m3/m.h时,采用双溢流或多溢流型式。其他情况酌情处理,同时要考虑到塔径等其他因素的影响。
2.7.7 为保持塔板上的液面,与其他板式塔一样,要设置堰,但堰高一般较低些。以维持塔板上低液层的需要。
2.7.8 由于斜孔塔板的雾沫夹带量较小,因此可采用较小的塔板间距,对于塔板数较多的场合是比较有利的。有时也以增加塔板数来满足效率的要求。但要注意,对于某些降液管控制的系统,是以降液管液位为主的,太小的塔板间距是不适宜的。
2.7.9 压降
汽流通过斜孔板的压降△p,可分为干板压降△p两项,计算如下:
w02?V?△p干=?? (m液柱) 2g?L干
和有效液层压降△p
有效
△p有效=0.5(hw+how) (m液柱) △p=△p干+△p有效 式中:
wo
孔速 (m/s) 汽相密度 (kg/m3) 液相密度 (kg/m3) 阻力系数 堰高 (m)
堰上液面高度 (m)
γv γL ? hw
how
上式中的有效液层压降是估算值。 2.7.10 雾沫夹带
斜孔板的雾沫夹带量计算如下:
?WG ?ev = 0.157???HT-hf?1.9?γV ??γL-γ?? V?0.7 σ-0.2 (kg液/kg汽)
式中:
ev WG
雾沫夹带量 (kg液/kg汽) 有效空速 (m/s),计算如下: