甲醇-水溶液连续精馏筛板塔设计(4)

Hd≤ψ(HT＋hw)

于是可知本设计不会发生液泛。 八、塔板负荷性能图 ⑴ 精馏段 a 漏液线

Uo,min=4.4Co【(0.0056+0.13 hL-hσ)/ρL /ρV】1/2 Uo,min=Vs, min/Ao hL= h w +hOW

hOW =2.84/1000×E×(Lh/lw)(2/3)

Vs, min =4.4Co Ao{【0.0056+0.13( hW+2.84/1000×E×(Lh/lw)(2/3))- hσ】ρL /ρV }1/2 =5.178 (0.007151+0.1219Ls2/3) 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 0.0005 0.0015 0.0030 0.0045 Vs m3/s 0.461 0.484 0.510 0.529 b 液沫夹带线

ev =0.1kg液/kg气为限，求Vs—Ls关系如下： ev=5.7×10-6/σL×【 ua/(HT－hf)】3.2 ua=Vs/(AT-Af)=1.351 Vs hf=2.5hL=2.5(hw+ how) hw=0.0417

how=2.84/1000×E×(Lh/lw)(2/3)

hf=2.5(0.0417+ 0.93 Ls2/3)=0.10+2.3 Ls2/3 HT－hf=0.40-0.10-2.30Ls2/3=0.3-2.30 Ls2/3

ev=5.7×10-6/37.97×10-3【 1.351Vs/(0.3-2.30 Ls2/3)】3.2 =0.1 整理得 Vs=1.70-13.00 Ls2/3

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 0.0005 0.0015 0.0030 0.0045 Vs m3/s 1.619 1.530 1.429 1.346 c 液相负荷下限线

对于平流堰，取堰上液层高度how=0.005m作为最小液体负荷标准，由式 how=2.84/1000×E×(Lh/lw)(2/3) =0.005 Ls,min=0.00024m/s

据此可做出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线 d 液相负荷上限线

以θ=4s作为液体在降液管中停留时间的下限，由下式 θ=（Af×HT）/Ls=4

故Ls,max=（Af×HT）/4=（0.0447×0.40）/4=0.00447 m3/s 据此可以作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限 e 液泛线 令Hd=ψ(HT＋hw) Hd=hp+hL+hd hP=hc+hl+hσ hl=βhL hL= h w +hOW

联立得 ψHT＋(ψ-β-1)hw=(β+1) hOW+ hc + hd + hσ

忽略hσ，将hOW与Ls、hd和Ls、hc与Vs的关系代入上式，得 a’ V2s=b’-c’ Ls2-d’ Ls2/3 式中 a’=[0.051/(Aoco)2]×（ρv/ρl） b’=ψHT＋(ψ-β-1)hw c’=0.153/(lwhO)2

d’=2.84×10-3×E×( 1+β)(3600/lw)(2/3) 将有关数据代入,得

a’=[0.051/(0.101×0.530×0.772)2]×（1.01/819.1）=0.037 b’=0.5×0.4＋(0.5-0.54-1)×0.0417=0.157 c’=0.153/(0.6×0.02)2=1062.500

d’=2.84×10-3×1×( 1+0.54)(3600/0.6)(2/3)=1.444 故 V2s=4.24-28716.22 Ls2-39.03 L2/3s

在操作范围内，任取几个Ls值，依上式计算出Vs的值，计算结果如下表

Ls m3/s 0.0005 0.0015 0.0030 0.0045 Vs m3/s 3.99 3.66 3.17 2.60

在负荷性能图上，作出操作点A，连接OA，即作出操作线。由图二可看出，该筛板的操作上限为液泛控制，下限为漏控制。由图查得 Vs,max= 3.433m3/s Vs,min=0.400 m3/s 故操作弹性为

Vs,max/ Vs,min=3.433/0.400=8.583 ⑵ 提馏段 a 漏液线

Uo,min=4.4Co【(0.0056+0.13 hL-hσ)/ρL /ρV】1/2 Uo,min=Vs, min/Ao

hL= h w +hOW

hOW =2.84/1000×E×(Lh/lw)(2/3)

Vs, min =4.4Co Ao{【0.0056+0.13( hW+2.84/1000×E×(Lh/lw)(2/3))- hσ】ρL /ρV }1/2 =6.151 (0.005821+0.1219Ls2/3) 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 0.0005 0.0015 0.0030 0.0045 Vs m3/s 0.500 0.530 0.562 0.588 b 液沫夹带线

ev =0.1kg液/kg气为限，求Vs—Ls关系如下： ev=5.7×10-6/σL×【 ua/(HT－hf)】3.2 ua=Vs/(AT-Af)=1.351 Vs hf=2.5hL=2.5(hw+ how) hw=0.0417

how=2.84/1000×E×(Lh/lw)(2/3)

hf=2.5(0.0417+ 0.93 Ls2/3)=0.10+2.3 Ls2/3 HT－hf=0.40-0.10-2.30Ls2/3=0.3-2.30 Ls2/3

ev=5.7×10-6/37.97×10-3【 1.351Vs/(0.3-2.30 Ls2/3)】3.2 =0.1 整理得

Vs=1.70-13.00 Ls2/3

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 0.0005 0.0015 0.0030 0.0045 Vs m3/s 1.619 1.530 1.429 1.346 c 液相负荷下限线

对于平流堰，取堰上液层高度how=0.005m作为最小液体负荷标准，由式 how=2.84/1000×E×(Lh/lw)(2/3) =0.005 Ls,min=0.00024m/s

据此可做出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线 d 液相负荷上限线

以θ=4s作为液体在降液管中停留时间的下限，由下式 θ=（Af×HT）/Ls=4

故Ls,max=（Af×HT）/4=（0.0447×0.40）/4=0.00447 m3/s 据此可以作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限 e 液泛线 令Hd=ψ(HT＋hw)

Hd=hp+hL+hd hP=hc+hl+hσ hl=βhL hL= h w +hOW 联立得

ψHT＋(ψ-β-1)hw=(β+1) hOW+ hc + hd + hσ

忽略hσ，将hOW与Ls、hd和Ls、hc与Vs的关系代入上式，得 a’ V2s=b’-c’ Ls2-d’ Ls2/3 式中

a’=[0.051/(Aoco)2]×（ρv/ρl） b’=ψHT＋(ψ-β-1)hw c’=0.153/(lwhO)2

d’=2.84×10-3×E×( 1+β)(3600/lw)(2/3) 将有关数据代入,得

a’=[0.051/(0.101×0.530×0.772)2]×（0.80/915.6）=0.026 b’=0.5×0.4＋(0.5-0.58-1)×0.0417=0.155 c’=0.153/(0.6×0.022)2=878.100

d’=2.84×10-3×1×( 1+0.58)(3600/0.6)(2/3)=1.482故 V2s=5.96-33773.08 Ls2-57.00 Ls

在操作范围内，任取几个Ls值，依上式计算出Vs的值，计算结果如下表 Ls m3/s 0.0005 0.0015 0.0030 0.0045 Vs m3/s 5.592 5.137 4.470 3.722

在负荷性能图上，作出操作点A，连接OA，即作出操作线。由图(1---3)可看出，该筛板的操作上限为液泛控制，下限为漏控制。由图查得 Vs,max= 3.233m3/s Vs,min=0.433 m3/s 故操作弹性为

Vs,max/ Vs,min=3.233/0.433=7.467 九、筛板塔设计计算结果

序号 项目 精馏段 提馏段 1 平均温度 tm ℃ 76.1 94.2 3 平均压力 Pm kPa 103.5 109.85 5 气相流量 Vs m3/s 1.481 1.466 7 液相流量 Ls m3/s 0.00084 0.051 9 实际塔板数 14 10 有效段高度 Z m 5.6

11 精馏塔塔径 m 1.0 12 板间距 m 0.4 13 溢流形式 单溢流 14 降液管形式 弓形 15 堰长 m 0.6 16 堰高 m 0.0417

17 板上液层高度 m 0.05 0.06 19 堰上液层高度 m 0.00835 0.0159 21 降液管底隙高度 m 0.020 0.022 23 安定区宽度 m 0.065 24 边缘区宽度 m 0.035 25 开孔区面积 m2 0.530 26 筛孔直径 m 0.022 27 筛孔数目 2721 28 …… 此处隐藏：2593字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……