甲醇水分离过程板式精馏塔的设计_课程设计任务书(编辑修改稿)

甲醇水分离过程板式精馏塔的设计_课程设计任务书(编辑修改稿)内容摘要：

d= 由上面推出 Aa= 本实验研究的物系基本上没有腐蚀性，可选用δ = 3mm 碳钢板，取筛孔直径do=5mm⑷ 筛孔按正三角形排列，取孔中心距 t 为 t=3 do=15mm 12 筛孔的数目 n为 n=开孔率为φ =（ do/t） 2=% 气体通过阀孔的气速为 uo=Vs/Ao=（ Aaφ） = 提馏段 (计算公式和原理同精馏段 ) 因塔径 D=， 所以可选取单溢流弓形降液管，采 用凹形受液盘（同精馏段）。 各项计算如下： 1) 堰长 lw 可取 lw== 2) 溢流堰高度 hw 由 hw=hL－ how可选取平直堰，堰上层液高度 how由下列公式计算，即有 how=E(Lh/lw)(2/3) 并由图液流收缩系数计算图⑷，则可取用 E= ，则 how= 取板上清液层高度 hL= m 故 hw== m 3) 弓形降液管的宽度 Wd 和截面积 Af 由 Wd/D= m 查图⑷可求得 Af/AT= Wd/D= Af== m Wd== m 并依据下式验算液体在降液管中的停留时间，即 θ =3600 AfHT/Lh= 3600 (3600)=＞ 5s 其中 HT 即为板间距 ， Lh 即为每小时的体积流量 验证结果为降液管设计符合要求。 4）降液管底隙高度 ho ho= Lh/（ 3600lwuo39。 ） 取 uo39。 = 13 则 ho=3600/(3600) = m＞ HwhO==＞ m 故降液管底隙高度设计合理 选用凹形受液盘，深度 h’w=55mm。 2. 塔板布置 1) 塔板的分块 因为 D≥ 800mm，所以选择采用分块式，查表⑷可得，塔板可分为 3 块。 2) 边缘区宽度确定 取 Ws=W’s= 65mm , Wc=35mm 3. 开孔区面积计算 开孔区面积 Aa 按式子 512 计算，则有 Aa=2[x（ r2－ x2） +∏ r2/180sin1（ x/r） ] 其中 x=D/2－ (Wd＋ Ws) r= D/2－ Wc 并由 Wd/D=，推出 Wd= 由上面推出 Aa= 4. 筛孔计算与排列 本实验研究的物系基本上没有腐蚀性，可选用δ = 3mm 碳钢板，取筛孔直径do=5mm 筛孔按正三角形排列，取孔中心距 t 为 t=3 do=15mm 筛孔的数目 n为 n=开孔率为φ =（ do/t） 2=% 气体通过阀孔的气速为 uo=V’s/Ao=（ ） = 14 第六章 筛板的流体力学验算 精馏段 塔板的压降 1. 干板的阻力 hc 计算 干板的阻力 hc 计算由公式： hc=(uo/co)2（ρ v/ρ l） 并取 do/δ = 5/3= ,可查 史密斯关联图 得， co= 所以 hc=() 2()= 2. 气体通过液层的阻力 hl 的计算 气体通过液层的阻力 hl 由公式： hl=β hL ua=Vs/（ AT－ Af） =()=Fo=()1/2=(s m1/2) 查得β = 所以 hl=β hL=(+)= m液柱 3. 液体表面张力的阻力 hς 计算 液体表面张力的阻力 hς 由公式 hς =4ς L/（ρ lgdo）计算 ,则有 hς =(4103)/()= m液柱 气体通过每层塔板的液柱高度 hP，可按下面公式计算 hP=hc+hl+hς =++= 气体通过每层塔板的压降为 △ Pp= hPρ lg ==＜ （设计允许值） 液面落差 对于筛板塔，液面落差很小，由于塔径和液流量均不大，所以可忽略液面落差的影响。 液沫夹带 液沫夹带量，采用公式： ev=106/ς L[ ua/(HT－ hf)] 由 hf=== 所以： ev=(106/103) [()] = 液 /kg 气＜ 液 /kg 气 可知液沫夹带量在设计范围之内。 漏液 对于筛板塔，漏液点气速 uo,min 可由公式 15 Uo,min=[(+ hLhς )/ρ L /ρ V]1/2=实际孔速为Ｕ ＞ Uo,min 稳定系数为 Ｋ =Uo/Uo,min=＞ 故在本设计中无明显漏液。 液泛 为防止塔内发生液泛，降液管内液高度 Hd 应服从式子： Hd≤ψ (HT＋ hw) 甲 醇与水属于一般物系，取ψ = ，则ψ (HT＋ hw)=（ +） = 而 Hd=hp+hL+hd 板上不设进口堰，则有 hd=(uo’)2=()2= Hd=hp+hL+hd=++= 则有： Hd≤ψ (HT＋ hw)，于是可知本设计不会发生液泛。 提馏段 塔板的压降 hc 计算 干板的阻力 hc 计算由公式： hc=(uo/co)2（ρ v/ρ l） 并取 do/δ = 5/3= ,可查图得， co=，所以 h’c= hl 计算 气体通过液层的阻力 hl 由公式： hl=β hL ua=Vs/（ AT－ Af） =Fo==可查图得β =，所以 hl=β hL= hς 计算 液体表面张力的阻力 hς 由公式 hς =ς L/（ρ lgdo）计算 ,则有 hς = 气体通过每层塔板的液柱高度 hP，可按 公式： hP=hc+hl+hς = 气体通过每层塔板的压降为 △ Pp= hPρ lg = ＜ 计算结果在设计充值内 液面落差 对于筛板塔，液面落差很小，因塔径和液流量均不大，所以可忽略液面落差的影响。 16 液沫夹带 液沫夹带量，采用公式： ev=106/ς L[ ua/(HT－ hf)] 由 hf== 所以 ev=106/103[()] = kg 液 /kg 气＜ kg液 /kg 气 可知液沫夹带量在设计范围之内。 漏液 对于筛板塔，漏液点气速 uo,min 可由公式 Uo,min=[(+ hLhς )/ρ L /ρ V]1/2=Uo=＞ Uo,min 稳定系数为 K= Uo / Uo,min =＞ ，故在本设计中无明显漏液。 液泛 为防止塔内发生液泛，降液管内液高度 Hd 应服从式子 Hd≤ψ (HT＋ hw) 甲醇与水属于一般物系，取ψ = 则 ψ (HT＋ hw)=（ +） = 而 Hd=hp+hL+hd 板上不设进口堰，则有 hd=(uo’)2= Hd=hp+hL+hd=++= m液柱 则有： Hd≤ψ (HT＋ hw) 于是可知本设计不会发生液泛。 17 第七章 塔板负荷性能图 精馏段 漏液线 Uo,min=[(+ hLhς )/ρ L /ρ V]1/2 Uo,min=Vs, min/Ao hL= h w +hOW hOW =E(Lh/lw)(2/3) Vs, min = Ao{[+( hW+E(Lh/lw)(2/3)) hς ]ρ L /ρ V }1/2 = (+) 1/2 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 Ls m3/s Vs m3/s 液沫夹带线 ev = 液 /kg气为限，求 Vs— Ls 关系如下： ev=106/ς L[ ua/(HT－ hf) ] ua=Vs/(ATAf)= Vs hf==(hw+ how) hw= how=E(Lh/lw)(2/3) hf=(+ Ls2/3)=。