苯-甲苯精馏塔课程设计 下载本文

umax?C??

?L??V742.85?5.288?0.077??0.909m/s ?V5.288取安全系数为0.75,则空塔气速为:

u?0.75?umax?0.7?0.909?0.6815m/s

(2)塔径

D?4VS4?1.496??1.672m ?u3.14?0.6815按标准塔径圆整后为D?1.7m 塔截面积为:

AT??4D2?0.785?1.72?2.269m2?2.27m2

4.2.3.塔板主要工艺尺寸的计算 (1)溢流堰工艺尺寸的计算

因塔径D?1.7m,液体流量为48.96m3/h。

可选用单溢流弓形降液管,采用凹形受液盘。各项计算如下:

① 堰长lw

取 lw?0.7D?0.7?1.7?1.19m ② 溢流堰高度hw

由how?hL?how,选用平直堰。

VLLW2.5?48.96?31.692.51.19 lw/D?0.7 ?31.69VL由LW2.5和lw/D?0.7查表得液流收缩系数E=1.051

堰上液层高度how由下式计算,即:

how?则how?L22.84?E?(h)3 1000lw2.8448.9623?1.051?()?0.0355m 10001.19m 故hw?hL?how?0.09?0.0355?0.0545③ 弓形降液管宽度Wd和截面积Af: 由lwD?0.7,查弓形降液管参数图得:

AfAT?0.09

WdD?0.15

则:Af?0.09?2.269?0.2043m2,Wd?0.15?1.7?0.255m 验算液体在降液管中停留时间,即:

AfHT0.2043?0.45????6.76s?3s

?Ls0.0136故降液管设计合理。

④ 降液管底隙的流速u'0?0.25m/s,则:

h0?则hwLs0.0136??0.0428m lwu'00.25?1.19?h0?0.0545?0.0428?0.0117m?0.006m

故降液管底隙高度设计合理。 选用凹形受液盘,深度h'w?50mm。 (2)塔板布置 ① 塔板的分块。

因D?800mm,故塔板采用分块式。查塔板块数表得塔板分为4块。 ② 边缘区宽度确定:

取Ws?W's?0.08m,Wc?0.06m ③ 开孔区面积计算。开孔区面积Aa计算为:

Aa?2(xr2?x2?xr2sin?1) 180r?其中 x?D?(Wd?Ws)?1.7/2?(0.255?0.08)?0.515m

2 r?D?Wc?1.7/2?0.06?0.79m

2故 Aa?2?(0.515?0.792?0.5152?3.140.515?0.792?sin?1)?1.503m2 1800.79④ 筛孔计算及其排列。

由于苯和甲苯没有腐蚀性,可选用??3mm碳钢板,取筛孔直径d0?5mm。筛孔按正三角形排列,取孔中心距t为:

t?3d0?3?5?15mm

筛孔数目n为:

n?开孔率为:

1.155Aa1.155?1.503??7715个 t20.0152??A0d0.0052?0.907?(0)2?0.907?()?10.1% Aat0.015气体通过筛孔的气速为:

u0?Vs1.496??9.877m/s A00.101?1.5034.2.4.筛板的流体力学验算 (1)塔板压降

① 干板阻力hg计算。干板阻力由下式计算:

由d0??53?1.67,查筛板塔汽液负荷因子曲线图得C0?0.772

1?V?u0?15.288?9.877?????????故hg???0.0594m液柱 ?2g?L?C2?9.81742.850.772???0?22② 气体通过液层的阻力hl计算。

气体通过液层的阻力hL由下式计算,即 h1??hL ua?Vs?1.496??0.724m/s

AT?Af2.27?0.2043 F0?ua?Vm?0.724?5.288?1.665[kg12/(s?m12)]

查充气系数关联图得??0.58。

故h1??hL?0.58?0.09?0.0522m液柱。 ③ 液体表面张力的阻力h?计算。

液体表面张力所产生的阻力h?由下式计算,即:

4?L4?16.454?10?3h????0.00181m液柱

?Lgd0742.85?9.81?0.005气体通过每层塔板的液柱高度hp按下式计算:

hp?hg?hl?0.0594?0.0522?0.1116m液柱

气体通过每层塔板的压降为:

?pp?hp?Lg?0.1116?742.85?9.81?813.27Pa?0.9Kpa

(2) 液面落差

对于筛板塔,液面落差很小,且本设计的塔径和液流量均不大,故可忽略液面落差的影响。 (3) 溢流液泛

为防止塔内发生液泛,降液管内液层高Hd应服从下式所表示的关系,即:

Hd??(HT?hw)

而 Hd?hp?hL?hd 塔板不设进口堰 则

?qv.l?22????hd?0.153??0.153??0.153?0.25?0.00956m0?l.h? ?w0?2Hd?0.1116?0.09?0.00956?0.21116m

苯—甲苯物系属一般物系,取??0.5,则:

?(HT?hw)?0.5?(0.45?0.0545)?0.252m液柱?Hd

所以设计中不会发生液泛现象 (4) 液沫夹带 液沫夹带按下式计算: