丙酮-水化工原理課程設(shè)計(jì)

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案35%;99%;不大于0.04;F=2000kg/h;塔頂壓強(qiáng)為常壓 泡點(diǎn)；1 .設(shè)計(jì)方案簡介1.1 設(shè)計(jì)方案的確定本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離丙酮一水混合物提純丙酮，采用連續(xù)精儲塔提純流程。設(shè) 計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精儲塔內(nèi)。塔頂上升 蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻 器冷卻后送至儲罐。該物系屬易分離物系，回流比較小，故操作回流比取最小回 流比的1.5倍。塔釜采用直接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。1.2 操作條件和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)料中丙酮含量（質(zhì)量分率） 產(chǎn)品中丙酮含量（質(zhì)量分率） 塔釜中丙酮含量（質(zhì)量分率） 進(jìn)料量操作壓力

2、進(jìn)料溫度文檔大全2 .精儲塔的物料衡算2.1 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率丙酮的摩爾質(zhì)量Ma =58.08 kg/kmol水的摩爾質(zhì)量Mb =18.02 kg/kmol0. 35/ 58. 08XF =0. 35/ 58.08 0. 65/ 18 02=0.143Xd0.99/ 58 080.99/ 58.08 0. 01/ 18.02=0.968Xw:0. 04/ 58. 080. 04/ 58. 08 0.96/ 18.02=0.0132.2原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量Mf=0.143X 58.08+ (1-0.143)又 18.02=23.75kg/kmolMd=0.968X

3、 58.08+ (1-0.968) x 18.02=56.80kg/kmolMw=0.013X 58.08+ (1-0.013) X 18.02=18.54<g/kmol2.3物料衡算原料進(jìn)料量為2000kg/hF=2000/27.51=72.70kmol/h總物料衡算72.70=D+W丙酮的物料衡算72.70X 0.143=0.968D+0.013W聯(lián)立解得D=9.90W=62.803 .塔板數(shù)的確定3.1 理論塔板數(shù)Nt的求取3.1.1 求最小回流比及操作回流比丙酮-水是非理想物系，先根據(jù)丙酮-水平衡數(shù)據(jù)(見下表1),繪出平衡線, 如下圖所示。表1 丙酮一水系統(tǒng)txy數(shù)據(jù)沸點(diǎn)t/ c

4、內(nèi)酮摩爾數(shù)xy10000920.010.27984.20.0250.4775.60.050.6366.90.10.75462.40.20.81361.10.30.83260.30.40.84259.80.50.85159.20.60.86358.80.70.87558.20.80.89757.40.90.93556.90.950.96256.70.9750.97956.511由表1數(shù)據(jù)可作出t-y (x)圖如下t-V(x)由表1數(shù)據(jù)作出相平衡y-x線圖a X1 (a - 1) X所以% 14=7.055得出相平衡方程:7.055X16.055X得 0c 二 y(X1)X( y-1)由表計(jì)算得:

5、“1=38.31/8=5.71“2=34.58“9=4.20“3=32.35“10=3“4=27.59“11=2.18“5=17.39“12=1.60“6=11.56“13=1.33“7=7.99“14=1.20泡點(diǎn)進(jìn)料，所以q=1, Xe=XF=0.143代入相平衡方程，得到y(tǒng)e=0.541所以 Rm._Xd-丫，_ 0.968 - 0.541_ 1.073y e-x e 0.541 - 0.143初步取實(shí)際操作回流比為理論回流比的1.5倍即R=1.5RU=1.5 X 1.073 = 1.613.1.2 求精儲塔的氣、液相負(fù)荷L= RD= 1.61 9.90 = 15.94 kmol/hV

6、=(R 1)D =(1.611) 9.90 = 25.84 kmol/hL' = LF = 15.9472.70 = 88.64 kmol/h' _ _ _ _ V = V = 25.84 kmol/h3.1.3 求操作線方程精儲段操作線方程為，xDxD幽V V 25.8425.840. 968 = 0.617x 0.371提儲段操作線方程為.'LW88.6462.800. 013 = 3.43 x 一0.0316X - - xW = XVV25.8425.843.1.4 捷算法求理論板層數(shù)求最少理論塔板數(shù)NU和NninlNnin 1gxDIN1 - x D1 - xW

7、 “ /lgXW Ja = lg0.9681 -。013/lgI ,1 - 0.9680.0137. 0553. 96Nminl = lgx2-_ 1 - xD ./ /lg xFa = lg,0.9681 - 0.143'/lg 7. 055I' 1 - 0.9680.143= 2.66捷算法求理論塔板數(shù)解得R - RminR 1=0.75 1N =13.51.61 - 1.0731.6110.206X0.5668 ).= 0.75 1 - 0.2060 5668 ) = 0.658N - NminN 1N - 3.96N 10.658（包括再沸器），取14塊根據(jù)式NiN m

8、iniN minNiNmnN min9.07取10塊y1 =0.96 8x1=0.81yB= 0.032xb=0.19yF=0.541yB=0.459xb=0.857yw=0.085yB=0.915xb=0.987所以加料板可設(shè)在第10塊3.2 求取塔板的效率用奧康奈爾法(O'conenell)對全塔效率進(jìn)行估算: 根據(jù)丙酮一水系統(tǒng)tx(y)圖可以查得：t d = 56. 52(塔頂?shù)谝粔K板)xD = 0.968設(shè)丙酮為A物質(zhì)，水為B物質(zhì)所以第一塊板上：yA =0.968 xa=0.81可得：“AB (D) = A =7.10yB/x btF = 64.6 C (加料板)xf =0.1

9、43假設(shè)物質(zhì)同上：yA=0.541xa =0.143yA/x A八八口付a AB ( F) = ； =7.06YbIx bt w = 90 C (塔底)xw=0.013假設(shè)物質(zhì)同上：yA=0.085xa =0.013y A/x A口行.ocab(W = =7.05yjx b所以全塔平均揮發(fā)度：a =7.055=60.55 C精儲段平均溫度：T = TD + TF2查物性常數(shù)表(如表2):表2.水和丙酮的性質(zhì)溫度5060708090100水粘度 mPa0.5920.4690.400.330.3180.248丙酮粘度 mPa0.260.2310.2090.1990.1790.160水表面張 力67

10、.766.064.362.760.158.4丙酮表面 張力19.518.817.716.315.214.3相對密度10.7600.75010.7350.7210.7100.699水密度998.1983.2977.8971.8965.3958.4丙酮密度 758.56737.4718.68700.67685.36669.9260.550C 時(shí),n 水=0.469 mPa s1丙酮=0.231 mPa s精所以- 、, xi = 0. 4 6 50. 4 4 3 0. 2 3 00. 5 5 70 . 33 mPas查850C時(shí),丙酮-水的組成y7K =0.175x 水=0.7 57 y 丙酮=0

11、.82 5 x丙酮=0.24 3所以ET(精)=0.49 3. 5 8 )00.52 155= 0.42同理可得：提留段的平均溫度TW + TF = 77.3 C查表可得在77.30C時(shí) ET（提）=0.423M. 5 8 )0 0 32 3 56=0.4683.3 求實(shí)際塔板數(shù)Np=*由ET得,實(shí)際塔板數(shù)為30塊精儲段實(shí)際板層數(shù)N精=10/ 0, 468= 21.4 ,取 22 塊提儲段實(shí)際板層數(shù)N提=4 / 0. 468=8.54，取 9 塊4 .精儲塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算4.1 操作壓力計(jì)算塔頂操作壓力：PD =101.3+4=105.3kPa ；每層塔板壓降：AP=0.7kP

12、a；進(jìn)料板的壓力：PF =105.3 + 4x50 =140.32kPa ；塔底的壓力：PW =105.3 4 62 =148.72kPa(1)精儲段平均壓力：Pm1 = PD *PF =122.82kPa2(2)提儲段平均壓力：Pm2 =正上嵬=144.52kPa24.2 操作溫度計(jì)算塔頂溫度tD = 56. 5 C進(jìn)料板溫度t f = 64.6塔底溫度t w = 90 c(1)精儲段平均溫度為：tm = TF = 60.55C 2(2)提儲段平均溫度為：tm2 = TW + TF = 77.3 C m224.3 平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算塔頂平均摩爾質(zhì)量：由 Xd =y =0.968,查平衡曲線(

13、x-y 圖)，得 x1 = 0.81MVDm = 0. 96858. 08( 1 - 0. 968 )18 . 02 = 56 . 80 kg / kmolMLDm = 0. 8158 . 08( 1 - 0. 81 )18 . 02 = 5 0.47 kg / kmol進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量：由Xf =0. 143 , 查平衡曲線(x-y圖)，得yF = 0.541M/Fm = 0. 54158. 08(1 - 0. 541)18. 02 = 39.69 kg / k mo lMLFm0. 14358. 08(1 - 0. 143)18. 02 = 23.75 kg / k mo l塔底平均摩爾

14、質(zhì)量：由xw = 0.013 , 查平衡曲線(x-y圖)，得yw = 0. 085MVWm oQ. 08558. 08(1 . 0. 085)18. 02 : 21.43 kg / kmolMLwm: 0. 01358. 08(1一 0. 013)18. 02 : 18.54 kg / k mo l(1)精儲段平均摩爾質(zhì)量：MVm1=(56.8039.69 )2=46.75kg/k molMLm1=(50.4723.75 )2=37.11kg/k mol(2)提儲段平均摩爾質(zhì)量：Mm2=(46.7539.69)2=58.22kg/kmolMLm2u(18.5423.75 )2-21.15kg/

15、kmol4.4 平均密度的計(jì)算4.4.1 氣相平均密度計(jì)算 由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，(1)精儲段氣相平均密度為:1Vmi =%M/m-RTmT122.82 46.758. 314 (60.55273. 15)=2.30 7kg/m(2)提儲段氣相平均密度為:、PmMm2:Vn2 =RT22.89 kg/m3144.52 58.228. 314 (77.3273. 15)4.4.2 液相平均密度計(jì)算液相平均密度依下式計(jì)算，即1PLm 二、aii塔頂液相平均密度：由t D =56. 5七，查表2得，:A = 7 4 9. 3g8/ m3:B = 992.4 kg / m3aA =0. 968 58

16、. 080.968 58.080.032 18. 020.990pLDm10.968/749. 380. 0 3 299 2 .4= 7 5 5. 3g0/ m3進(jìn)料板液相平均密度:由tF = 64.6 C ,查表2得,7A = 72 7 . / m3：B = 98 0.2 kg / m3進(jìn)料板液相的質(zhì)量分率0. 143 58. 080. 14358. 080. 85718. 020 . 3500.143/727. 840. 857 980. 20= 93 3. 90 m3塔底液相平均密度:由t w = 90 C ,查表2得,二'A 7 785.36 kg / m3Pb = 965.3

17、 kg / m30.0410.013 58.080.01358.080.98718, 02p- Lwm= 9 62. 4g3 / m30.013/785. 360. 9 8 796 5 . 3(1)精儲段液相平均密度為：Lm1 = (755.30933.90 ), 2 = 844.6 kg / m3(2)提儲段液相平均密度為：Lm2 =(962.43933.90 ) 2 = 948.17 kg / m34.5 液體平均表面張力計(jì)算液相平均表面張力依下式計(jì)算，即二 Lm = " Xi；i塔頂液相平均表面張力：由t D =56. 5七，查表2得，二 A 19 19. 39mN/ mcB

18、= 66. 98 mN/m二LDm = 0. 96819. 390. 03266. 98 =. 20.91 mN/ m進(jìn)料板液相平均表面張力：由tF = 64.6 C ,查表2得，;A = 18.23 mN/ mcB = 65.02mN/ m；LDm = 0. 14318. 230. 85765. 02 = 58.33 mN/ m塔底液相平均表面張力：由t W = 90C ,查表2得，二A = 15.2 mN / mcB = 60.1 mN/ m二LWm = 0. 01315.20. 98760.1 = 59.52 mN/ m(1)精儲段液相平均表面張力為：二Lm1 = (20.9158.33

19、 ). 2 = 39.62 mN/ m(2)提儲段液相平均表面張力為：二 Lm2 =(59.5258.33 ). 2 = 58.93 mN/ m4.6 液體平均黏度計(jì)算 液相平均粘度依下式計(jì)算，即lgLm 八 X lg )塔頂液相平均粘度：由t D = 56. 5七，查表2得，.LA = 0. 260mPa s,B = 0.55mPaslg LDm = 0. 986 lg( 0. 260)0. 032 l g 0. 5 5 2解出 LDm = 0. 266mPa - s進(jìn)料板液相平均粘度：由tF = 64.6 C ,查表2得,/a =0. 217mP sb = 0.428 mPa s1gLFm

20、 = 0. 143lg( 0. 217)0, 8571g( 0.428)解出 L Wm = 0 . 3 8mp a S塔底液相平均粘度：由tF = 90C ,查表2得，a = 0. 179mP s,b = 0.3imPas1g LFm =0. 013g Q 179 0.987g 0, 318解出 L Wm = 0 , 3 m6° a S精儲段液相平均粘度為：Lm =( 0.2660,428) 2 = 0. 0.347 mP a s提儲段液相平均粘度為：Lm =( 0.3180.428). 2 = 0, 0.373 mPa s5.精儲塔的塔體工藝尺寸計(jì)算5.1 塔徑的計(jì)算5.1.1 精

21、儲段塔徑的計(jì)算精儲段的氣、液相體積流率為VMVm3 6 0Qm2 5 . 8 4 46. 75 =0 .36 0 0 2. 0 73,1 602/sLMLm3 6 0%19. 9437.113 6 0 0 8 44 . 6=0.0 0 0 2O43/S_0.2式中C由式C=C20（" i計(jì)算，式中C20由圖3 （史密斯關(guān)系圖）查得, 20圖3史密斯關(guān)系圖B9蓬囑: W63Niami!iii：*3 .6"I1%-h 7sMSO圖的橫坐標(biāo)為L 匹 Y2 _ 0. 000243VT 加-0.1621J844.6、2= 0.03取板間距Ht = 0.40m,板上液層高度7 = 0.

22、06m ,則HT -hL =0.40-0.06 = 0.34m查圖（史密斯關(guān)系圖）得C20 = 0.0700. 2c"八 ,39.62、0. 070 J =0.08、20 )=1. 6 1m/ s844.6 2. 07Umax = 0. 08、2. 07取安全系數(shù)為0.7,則空塔氣速為u = 0. 7Umax = 0. 71. 614 = 1 . 1 m/sc4Vs4 0.162D0 . 4 2n7；二u, 3. 1 4 1.13按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為D=0.4m塔截面積為二 23. 1422At = 一 D = 0 . 4 = 0 . 1 2n644實(shí)際空塔氣速為乂 0.162,u =

23、 = 1 2m/sA 0.126'5.2 精儲塔有效高度的計(jì)算精儲段有效高度為Z精=（N精1） HT =（22 1）父 0.40 = 8 . 4m提儲段有效高度為Z 提=（N 提一1） HT =（9 1）父0. 4 =3. m故精儲塔的有效高度為Z Z精+Z提=8. 4 + 3. 2 11. 6n5.3 精微塔的高度計(jì)算實(shí)際塔板數(shù)n = 30塊；進(jìn)料板數(shù)n f = 1塊；由于該設(shè)計(jì)中板式塔的塔徑 D < 800mm無需設(shè)置人孔進(jìn)料板處板間距HF =0.5m ;為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，其高度應(yīng)大于板間距，故選取塔頂間距Hd =1.7Ht =1.7x0.40 = 0.68m；塔

24、底空間高度Hb -1.2m封頭高度Hi =375mm；裙座高度H2 =1000mm。故精儲塔的總高度為H = (n nF 1) Ht + nF Hf + Hd + Hb + 2Hl + H2= (30 - 1 - 1) 0, 40 10. 500.681, 2020.375 1. 00= 15.33m6 .塔板主要工藝尺寸的計(jì)算6.1 溢流裝置計(jì)算因?yàn)樗?.4m, 一般場合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：6.1.1 堰長 lw取 lW = 0. 66D = 0. 660.4 = 0 . 2 6n46.1.2 溢流堰高度hw由hw = hL - hOW選用平直堰，土!上液

25、層高度how由下式計(jì)算，即how2.84 E1 0 0 0 Uw近似取E=1,則2 3h 2.84 E Lh hOwE1000 lw注1 10002 30. 000243 父 3 60 0 八一” 0 =0.0063m0. 264取板上清液層高度hL =60mm故hw - hL - how - 0. 06 - 0. 0063 : 0. 054m6.1.3 弓形降液管寬度 Wd和截面積Af由 如=0.66D查圖4 （弓形降液管的參數(shù)），依式A- =o.o 7 2AtWd d =o.12DA = o. o72Ar =o. o72 o.126 = o.oo9 m2w = o. 12D = o. 12

26、 o . 4= o. o4m36ooAf H T Lh驗(yàn)算液體在降液管中停留的時(shí)間，即3600fHr36oo o. oo9 o.4o , 二 1 4.o. ooo243 36oo81 5s故降液管設(shè)計(jì)合理。6.1.4降液管底隙高度hohoLh3 6Ol0Uouo= 0.08m/shoLh3 6OlOuoo.ooo243 36oo36oo o.264 o.。8o.oomhw - ho = o.。54 - o.oi 1 5= o. o4 2m .故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。選用凹形受7盤，深度hW = 60mm6.2 塔板布置6.2.1 塔板的選取因?yàn)镈 = 400mm故塔板采用整塊式6.2.2 邊

27、緣區(qū)寬度確定r取 vy =vy = 0.02m, W = 0.01m6.2.3 開孔區(qū)面積計(jì)算開孔區(qū)面積Aa按下式計(jì)算，即，222r22 jr . 1 xAa =2 xVr x +sin 一I180 r其中 x = D _(W W)= °4-(0. 04 8 0. 02) = 0. 1 3r2 22D0.4r = _ _VC =_ 0.01 = 0. 19m 22故Aa = 2 m (0.132v,0. 192 - 0. 1322 + 3.14 " 0. 1)sin01132) =0.09m21800. 196.2.4 篩孔計(jì)算及其排列 本次所處理的物系無腐蝕性，可選用 3

28、 =3mm碳鋼板，取篩孔直徑d0 = 5mm篩孔按正三角形排列，取孔中心距t為3d0 = 35=15mm篩孔數(shù)目n開孔率為1.155 Aa0.907"2氣體通過閥孔的氣速為u。Vs1. 1550. 0920. 0152: 0. 907=462 個(gè)20.005 'I = 10. 1%0.015 0.162 =17. 812/s 0 . 0 9 0. 1 0 17 .篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算7.1 塔板降7.1.1 干板阻力hc計(jì)算 干板阻力hc由下式計(jì)算，即h =0.0 5 1u0 cCo由do傳=5/3 = 1.67 ,查圖5 （干篩孔的流量系數(shù)圖）圖5干篩孔的流量系數(shù)圖得，c0

29、=0.7722故 hc = 0. 051 1 7.82 1 f 2. 07 ) = 0. 067 m 液柱c0.772 i、844.6 i7.1.2 氣體通過液層的阻力hi計(jì)算氣體通過液層的阻力hi由下式計(jì)算，即Ar - A0.1620.126 - 0. 009=1.38 m/ sF0 =ua . 1V = 1.38 .2.07 = 1.985kg 12/( s m12)圖6充氣系數(shù)關(guān)聯(lián)圖查圖6 (充氣系數(shù)關(guān)聯(lián)圖)得：一：二0.57故 hl = PhL = P(hW + hOW) = 0. 57(0. 054 + 0. 0063) = 0. 034 m 液柱7.1.3 液體表面張力的阻力h0計(jì)

30、算液體表面張力所產(chǎn)生的阻力h0由下式計(jì)算,即he=0. 0038 m#柱4c L _439.6210與:Lg& _ 84 4.69810. 005氣體通過每層塔板的液柱高度hp可按下式計(jì)算，即hp = hchlh 二hp = 0. 0670. 0340. 00 38 = 0.105 mm夜柱p氣體通過每層塔板的壓降為P = hp PLg = 0. 105 X 844.6 M 9. 81 = 669.98 Pa < 0. 7k Pa(設(shè)計(jì)允許值)7.2 液面落差對于篩板塔，液面落差很小，且本次的塔徑( D = 0.4 m < 2m)和液流量 (Ls = 0. 000243m3

31、 / s )均不大，故可以忽略液面落差的影響。7.3 液沫夾帶液沫夾帶量由下式計(jì)算，即 63.25.7x10 UaeV =-；L LH t - hfhf =2.5hL =2.5 0.06= 0.15m故 63. 25. 7 x 10-1.38' 八 cc-、一L 八.、江一eV = t = 0. 034kg攸 / kg氣 < 0. 1kg攸 / kg 氣39.62 x 10- © 40 0. 15 ;故在本次設(shè)計(jì)中液沫夾帶量eV在允許范圍內(nèi)。7.4漏液對篩板塔，漏液點(diǎn)氣速U0,min可由下式計(jì)算，即U0,min = 4. 4C00. 0056 + 0. 13hL hf

32、FL/ 口= 4.4 0. 772 ( 0.00560. 13 0.06 - 0.0038)844.6 / 2. 07=6. 72m/ s實(shí)際孔速U0=17.82 m/ S . U0,min穩(wěn)定系數(shù)為U。U0, min1 . 5 ： K :二 217.821.656. 72故在本次設(shè)計(jì)中無明顯漏液。7.5液泛為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高Hd應(yīng)服從下式的關(guān)系，即Hd M (Ht hw)丙酮-水物系屬一般物系，不易發(fā)泡，故安全系數(shù)取邛=0.6,則(Hthw) = 0.6 ( 0.40 0 . 054) = 0.27m而 Hd =hp h. hd板上不設(shè)進(jìn)口堰，hd可由下式計(jì)算，即hd =0.

33、153(u0 )2 =0.153 (0.08)2 = 0.00098m液柱Hd = 0. 1050.060. 00098 = 0 166mg柱0. 131m = Hd < (Hthw) = 0. 27m故在本次設(shè)計(jì)中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象。8.塔板負(fù)荷性能圖8.1漏液線U0,min =4.4C° (0.00560.13hLh；)LVVs,m i n u0,m i n=AhL - hW ' hOWhow2.84E1 00 0 lwVs, min=4.4C0A0.0056 . 0.13 %1000 - iLW-hjPL/Pv=4.40.7720.1010.092. 840. 00

34、56 + 0. 13 0. 054 + 父 1 父 10003600 Ls0.264- 0.0038 &4.6/2.072 3整理得Vs,mi n= 0. 031V2. 67 + 8 5 . L9在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs值，計(jì)算結(jié)果列于表2表7Ls,m3 / s0.00060.00150.00200.0025Vs ,m3 / s0.05620.06040.06230.0639由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線，如下圖所示漏液線8.2液沫夾帶線=0.1kg液/ kg氣 為限，求VsLs關(guān)系如下:eV 二5.7 10-6UaUaA -Ahf。2ht -h jVs0.126 -

35、0.009= 2.5d = 2.5(hwhow)=8.54Vs=0. 054how2110 0 02 33 6 0© 2.，3-=1 . 6L2o 2 64整理得hfHteV0. 1354 .-hf =0. 2655. 710 一639.6210 學(xué)2 30L5.2 3- 4.05 Ls8 . 5V42； 30. 2 6 5- 4 . 0"2 30 . 2 4 3. 6L63. 2在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs值，計(jì)算結(jié)果列于表3。表8Ls,m3/s0.00060.00150.00200.0025Vs ,m3 / s0.2140.1920.1820.173由

36、上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線，如下圖所示液沫夾帶線8.3液相負(fù)荷下限線對于平直堰，取堰上液層高度how = 0.006m作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。則how/ 、232.84 l 3600LsE s1000 i lw )-0.006.006 10000.264278436003=0.00023m3 / s據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線38.4 液相負(fù)荷上限線以日=4s作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，由下式可得，即rAfHT 44 二二 4LsLs , maxAf Ht0. 0090. 403=0. 0009 m3 / s據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線4 o8.5 液泛線令

37、 = (Ht M)由H d = hp hL hd ; hp = hc hl hc; hl = : hL; hL = hW hOW聯(lián)立得 Ht (;：- : -1)hW =(- 1)hOW hc hd he忽略ha,將how與Ls,hd與Ls ,hc與Vs的關(guān)系式代入上式，并整理得aVs2 'b cLs2 -d Ls23式中 a，二學(xué)區(qū))(A0c0 ) ilb = Ht ( - -1)hwc =0.1 5 3flwho)23d =2.84 10 E(1P)*3.lW將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入，得0. 051/2. 07 1T I = 2(0. 101 M 0.09 X 0. 772 ) <8

38、44 . 6b - 0.6 0. 40 (0. 6 - 0. 57 - 1) 0. 054 - 0. 1 8 80. 1532.40c -2"(0.2640. 0115 )223d ' = 2. 84 M 10M 1 M(1 + 0. 57) 3 6 0 0= 2 . 54 510 . 2 6,4222 32.54 Vs= 0. 188 - 2.40 Ls- 2 . 5 4L52,2上23Vs= 0. 0 74 0. 9- 1. 0 (L2在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs值，計(jì)算結(jié)果列于表4表9. 一 3 /Ls,m /s0.00060.00150.00200.

39、0025Vs,m3/ s0.2590.2470.2410.236由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線，如下圖所示液泛線根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負(fù)荷性能圖，如下圖所示負(fù)荷性能圖在負(fù)荷性能圖上，作出操作點(diǎn) A,連接OA,即作出操作線。由圖可看出，該篩板的操作上限為液泛控制，下限為液沫夾帶控制。由圖可查得Vs,max= 0. 25r1 / sVs,mi n = 0 . 2m3 / s故操作彈性為VS,max 0.25 1(/=1.14“mi n 0.229 .主要接管尺寸計(jì)算9.1 塔頂蒸汽管的管徑計(jì)算由于塔頂操作壓力為4kpa,故選取 uv =l5.00m/s ,貝Udv41s40.1620.117m

40、3. 1415.00圓整直徑為dv = 360 5mm9.2回流液管的管徑計(jì)算冷凝器安裝在塔頂，故選取uD = 0.35m/s,則dD4 x 0. 000243 3. 140. 35=0. 030m圓整直徑為dD = 89 5mm9.3進(jìn)料液管的管徑計(jì)算由于料液是由泵輸送的，故選取uF=2.00m/s；進(jìn)料管中料液的體積流量FMLFm72.70 x 23.753600 ：LFm _ 3600933.90=0. 00051rm / sdF4 0. 000513. 142. 00=0. 018m圓整直徑為dF = 48 4mm9.4釜液排出管的管徑計(jì)算釜液流出速度一般范圍為0.501.00m/s,

41、故選取uW = 0.80m/s；排出管中料液的體積流量網(wǎng)慚3600 :LWn62.80418.543600962.43: 0. 00034 m3 / sd W40. 000343. 140.8 0=0. 023m圓整直徑為dw = 353mm10 .塔板主要結(jié)構(gòu)參數(shù)表所設(shè)計(jì)篩板的主要結(jié)果匯總于表10表5篩板塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果參數(shù)表序號項(xiàng)目數(shù)值1平均溫度tm , C60.552平均壓力Pm, kPa122.823氣相流量Vs, (m3/s)0.1624液相流量Ls, (m3/s)0.0002435實(shí)際塔板數(shù)306有效段高度Z, m11.67塔徑D, m0.408板間距Ht, m0.409溢流形式單溢流10降液管形式弓形11堰長1w, m0.26412堪同hW, m0.054