化工原理课程设计苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计 下载本文

hf?2.5hL?2.5?0.055?0.1375m

5.7?10?6?1.21?故eV???0.019?0.4?0.1375?3.2?0.0399kg液/kg气<0.1kg液/kg气

故在本设计中液沫夹带量eV在允许范围内。 (5)漏液

对筛板塔,漏液点气速u0,min可由

u0,min?4.4C0?0.0056?0.13hL?h???L?V计算,即

?0.0056?0.13?0.055?0.0024??805.192.86?5.93m/su0,min?4.4?0.79?实际孔速u0?15.41m/s>u0,min,则稳定系数为

K?u0u0,min?15.41?3.05?1.5故在本设计中无明显漏液。 5.06(6)液泛

为防止塔内发生液泛,降液管内液层高Hd应服从公式

Hd??(HT?hW)的关系,取??0.5,则

?(HT?hW)?0.5?(0.40?0.046)?0.223m

'且Hd?hP?hL?hd,板上不设进口堰,hd可由式hd?0.153?u0?

2计算,即hd?0.153??0.15??0.0034m2

所以:Hd?0.1022?0.055?0.0034?0.161m 由于Hd??(HT?hW),故在本设计中不发生液泛现象。 6.3.2提馏段筛板的流体力学验算 (1)塔板压降 ①平板阻力hc计算

' 33

干板阻力h'c由式

?u??hc?0.051?0?c0?????2?????V??????L?计算,由

d0??4/3?1.33,查图13得:c0?0.79,故

?14.72??3.02?'hc?0.051??????0.068m

?0.79??789.63?2②气体通过液层的阻力h1计算

'气体通过液层的阻力h1由式h1??hL计算

'?Vs0.214u???1.15m?s?1

AT?Af3.14?0.094'aF0'?ua??V??1.15?3.02?2.00kg12?s?1?m?12

查图14得?'?0.57,故

''''' h1??hL??(hW?hOW)?0.57?(0.046?0.009)?0.031m

'③液体表面张力的阻力h?计算

'液体表面张力的阻力h?由式h??4?L计算,即 ??Lgd0'h??4?0.019?0.0024m

789.63?9.8?0.004'h气体通过每层塔板的液柱高度P由式hP?hc?h1?h?计算,即

'?0.031?0.0024?0.101m4 hP?0.068气体通过每层塔板的压降为

'?PP'?h'P?Lg?0.1014?789.63?9.8?784.8Pa?0.9kpa(设计允许值)④液面落差

对于本设计中的筛板塔,由于D等于2000mm,故液面落差很小,且塔径和液流量均不大,可忽略液面落差的影响。 ⑤液沫夹带

34

'e液沫夹带量Vua5.7?10??e?由式V?L??HT?hf?6??计算,根据设计经验 ??3.2hf?2.5hL?2.5?0.055?0.1375m

5.7?10?6?1.21?'e???故 V0.019?0.4?0.1375?3.2?0.0399kg液/kg气<0.1kg液/kg气

故在本设计中液沫夹带量eV在允许范围内。 ⑥漏液

对筛板塔,漏液点气速u0,min可由式

????0.0056?0.13hL?h????L?V u0,min?4.4C0???'计算,即

'u0,min?4.4?0.739??0.0056?0.13?0.055?0.0024??789.633.02?5.35m?s?1'u0'u0,min'实际孔速u0?14.72m/s>u0,min

稳定系数为K?14.72??2.66?1.5 5.53故在本设计中无明显漏液。 ⑦液泛

'为防止塔内发生液泛,降液管内液层高Hd应服从公式

Hd??(HT?hW)的关系

取??0.5,则?(HT?hW)?0.5?(0.40?0.046)?0.223m

'hd可由式hd?0.153?u0?且Hd?hP?hL?hd,板上不设进口堰,

2计算,即hd?0.153??0.15??0.0034m

2Hd?0.1022?0.055?0.0034?0.161m

由于Hd??(HT?hW),故在本设计中不发生液泛现象。

35

根据以上塔板的各项液体力学验算,可认为精馏段塔径及各项工艺尺寸是适合的。

6.2.4塔板负荷性能图

6.2.4.1精馏段塔板负荷性计算 (1)漏液线 由 u0,min?4.4C0u0,min?Vs,minA0?0.0056?0.13hL?h???L?V

2.84?Lh?E?1000??lW??? ?23,hL?hW?hOW, hOW得 Vs,min?4.4C0A023???2.84?Lh????????0.0056?0.13h?E?h?W???L?V ?l?1000??W???????? ?4.4?0.79?0.1007?0.145

23???2.84???3600Ls????0.0056?0.13?0.046??1.083?????0.0024?805.19/2.86

1000?0.42?????????23整理得 Vs,min?0.04647.02Ls?2.58

在操作范围内,任取几个Ls值,依上式计算出Vs值,计算结果列于下表15。

表15 Lsm3?s?1 Vsm3?s?1 0.0006 0.1340 0.0015 0.1470 0.0030 0.1637 0.0045 0.1776 由上表15数据即可作出漏液线1。 (2)液沫夹带线

以ev?0.1kg液/kg气为限,求Vs-Ls关系如下:

36