《《篩板塔設(shè)計(jì)》PPT課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《篩板塔設(shè)計(jì)》PPT課件.ppt（61頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、化工原理課程設(shè)計(jì) 篩板式精餾塔設(shè)計(jì) 2010年 12月 一、課程教學(xué)目的 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生了解化工設(shè)計(jì)的 基本程序和方法。要求學(xué)生能用經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)樹(shù)立 正確的設(shè)計(jì)思想，掌握查閱資料、手冊(cè)、選用公 式和數(shù)據(jù)的方法。學(xué)會(huì)進(jìn)行迅速、正確的設(shè)計(jì)運(yùn) 算方法，并用簡(jiǎn)潔的文字、圖表表達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)果。 使學(xué)生得到化工設(shè)計(jì)能力的基本鍛煉，培養(yǎng)學(xué)生 的獨(dú)立工作能力，培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想 和實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。 二、課程教學(xué)基本內(nèi)容 1設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 選擇合理的工藝流程，對(duì)給定的操作條件，選用的設(shè) 備型式等進(jìn)行技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)可行性論證。 2工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 包括工藝參數(shù)的選定，物料衡算，熱量衡算，單 元操
2、作的工藝計(jì)算。 3主要設(shè)備設(shè)計(jì)（課時(shí)不夠列為選作） 主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝尺寸的計(jì)算。 4輔助設(shè)備選型 典型輔助設(shè)備主要工藝尺寸的計(jì)算和設(shè)備 規(guī)格、型號(hào)的選定； 5制圖 包括繪制工藝流程圖、主要設(shè)備工藝條件 圖（后者為選做）。 6.設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編寫 三、課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求 整個(gè)設(shè)計(jì)有論述、計(jì)算和圖表組成。要求每位學(xué)生作 設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份、圖紙一張（工藝流程圖）。 1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書內(nèi)容與順序 p7 封面；設(shè)計(jì)任務(wù)書；說(shuō)明書目錄；設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介； 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算；輔助設(shè)備的計(jì)算和選型；設(shè)計(jì)結(jié)果匯總； 設(shè)計(jì)評(píng)述（心得體會(huì)）；參考資料及主要符號(hào)說(shuō)明。；附 圖。 2、設(shè)計(jì)圖紙要求 要求用 A2（ 594*420
3、mm）或 A3（ 420*293mm）圖紙大小制圖。 繪制工藝流程圖，以單線圖的形式繪制，標(biāo)出主體設(shè)備和 輔助設(shè)備的物流方向、物流量、能流量。 （封面樣本） 漳州師范學(xué)院 化工原理課程設(shè)計(jì)（小初） (中文題目 )（二號(hào)黑體字） 姓 名： （四號(hào)宋體） 學(xué) 號(hào)： （四號(hào)宋體） 系 別： （四號(hào)宋體） 專業(yè)班級(jí)： （四號(hào)宋體） 指導(dǎo)教師： （四號(hào)宋體） 設(shè)計(jì)時(shí)間： 年 月 日 至 年 月 日 四、設(shè)計(jì)的方法與步驟 （ 1）課程設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作 首先要認(rèn)真閱讀、分析下達(dá)的設(shè)計(jì)任務(wù)書，領(lǐng) 會(huì)要點(diǎn)，明確所要完成的主要任務(wù)。二是查閱 、收集技術(shù)資料。 （ 2）確定設(shè)計(jì)方案 按任務(wù)書提供的條件及要求，結(jié)合所掌握
4、的資 料進(jìn)行分析研究，選定適宜的流程方案及設(shè)備 的類型，并初步形成工藝流程簡(jiǎn)圖。 （ 3）工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 選擇適宜的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法，按任務(wù)書規(guī)定要求 、給定條件以及現(xiàn)有資料進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，即進(jìn)行 物料衡算、熱量衡算等。以獲得物流量、能流量、各 物流的組成、狀態(tài)等信息。同時(shí)獲得設(shè)備的結(jié)構(gòu)工藝 尺寸。 此部分含內(nèi)容較多，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算篇 幅，適當(dāng)劃分為若干小節(jié)，使之條理清楚。 （ 4）完成輔助設(shè)備的工藝計(jì)算及選型 （ 5）工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書 將以上設(shè)計(jì)所獲得工藝流程方案、工藝設(shè)計(jì)計(jì)算主要 步驟及結(jié)果、工藝流程圖匯集成工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 五、工藝流程圖的繪制 p9-15 1、圖的繪制步驟 1）用
5、細(xì)實(shí)線（ 0.3mm）按比例（ 1： 100或 1： 50） 畫出設(shè)備簡(jiǎn)單外形。常用設(shè)備外形已標(biāo)準(zhǔn)化，見(jiàn)表 2-2。 2）用粗實(shí)線（ 0.9mm）畫出連接設(shè)備的主要物料管 線，并注出流向箭頭。 3）物料平衡數(shù)據(jù)可直接在物料管道上用細(xì)實(shí)線引 出并列成表。 4）輔助管道用中粗實(shí)線（ 0.6mm）表示。 5）圖上不標(biāo)示設(shè)備的支腳、支架和平臺(tái)等。 2、圖幅大小及格式 1）圖紙幅面尺寸：要符合國(guó)家規(guī)定。 2）圖框和標(biāo)題欄要畫出。 3、圖的繪制比例 繪制工藝流程圖的比例一般采用 1： 100或 1： 200.但實(shí) 際上，圖形可不必嚴(yán)格按比例畫。 4、常用的圖形符號(hào)和標(biāo)注 1）常用設(shè)備的圖形符號(hào)及其標(biāo)注 2
6、）管件與閥門的圖形符號(hào) 3）常見(jiàn)儀表參量代號(hào)及儀表圖形符號(hào) 4）流程中的物料代號(hào) 5）管道流程線表示及標(biāo)注（ p12表 2-4下一段 ） 化工原理課程設(shè)計(jì) 2021/2/22 篩板式精餾塔設(shè)計(jì) 第一部分：化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 第二部分：設(shè)計(jì)方法 第一部分：化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一 . 設(shè)計(jì)題目：苯 甲苯混合液篩板 (浮閥 )精餾塔設(shè)計(jì) 二 . 原始數(shù)據(jù) 年處理量： 25000 30000 35000 40000 45000 50000噸 料液初溫： 35 料液濃度： 40% 45% 50% 55% 60%（ 苯質(zhì)量分率 ） 塔頂產(chǎn)品濃度： 98% 98.5%（ 苯質(zhì)量分率 ） 塔底釜液含甲
7、苯量不低于 98%(以質(zhì)量計(jì) ) 每年實(shí)際生產(chǎn)天數(shù)： 330天 （ 一年中有一個(gè)月檢修 ） 精餾塔塔頂壓強(qiáng)： 4 kpa（ 表壓 ） 冷卻水溫度： 30 飽和水蒸汽壓力： 0.25Mpa(表壓 ) 設(shè)備型式：篩板 (浮閥 )塔 廠址：常州地區(qū) 三 . 設(shè)計(jì)任務(wù) 完成精餾塔工藝設(shè)計(jì)，精餾設(shè)備設(shè)計(jì)，有關(guān)附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)和 選用，繪制帶控制點(diǎn)工藝流程圖，塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 四 . 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1. 工藝設(shè)計(jì) （ 1） 選擇工藝流程和工藝條件 a 加料方式 b. 加料狀態(tài) c. 塔頂蒸汽冷凝方式 d. 塔釜加熱方式 e. 塔頂塔底產(chǎn)品的出料狀態(tài) 塔頂產(chǎn)品由塔頂產(chǎn)品冷卻器冷卻至常溫 。 （ 2）
8、 精餾工藝計(jì)算： a. 物料衡算確定各物料流量和組成 。 b.經(jīng)濟(jì)核算確定適宜的回流比 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)常費(fèi)和設(shè)備投資費(fèi)綜合核算最經(jīng)濟(jì)原則 ， 盡量使用 計(jì)算機(jī)進(jìn)行最優(yōu)化計(jì)算 ， 確定適宜回流比 。 c. 精餾塔實(shí)際塔板數(shù) 用近似后的適宜回流比在計(jì)算機(jī)上通過(guò)逐板計(jì)算得到全塔理 論塔板數(shù)以及精餾段和提餾段各自的理論塔板數(shù) 。 然后根據(jù)全塔效率 ET，求得全塔、精餾段、提餾段的實(shí)際塔 板數(shù)，確定加料板位置。 2. 精餾塔設(shè)備設(shè)計(jì) (機(jī)械設(shè)計(jì) ) (1)選擇塔型和板型 采用板式塔 ， 板型為篩板 (浮閥 )塔 。 (2)塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和流體力學(xué)計(jì)算 (3)繪制塔板負(fù)荷性能圖 畫出精餾段或提餾段某塊的負(fù)荷性能
9、圖 。 (4)有關(guān)具體機(jī)械結(jié)構(gòu)和塔體附件的選定 *接管規(guī)格 ： 根據(jù)流量和流體的性質(zhì) ， 選取經(jīng)驗(yàn)流速 ， 選擇標(biāo)準(zhǔn)管道 。 *全塔高度 ： 包括上、下封頭，裙座高度。 3. 附屬設(shè)備設(shè)計(jì)和選用 (1)加料泵選型 ， 加料管規(guī)格選型 加料泵以每天工作 3小時(shí)計(jì) （ 每班打 1小時(shí) ） 。 大致估計(jì)一下加料管路上的管件和閥門 。 (2)高位槽 、 貯槽容量和位置 高位槽以一次加滿再加一定裕量來(lái)確定其容積 。 貯槽容積按加滿一次可生產(chǎn) 10天計(jì)算確定 。 (3)換熱器選型 對(duì)原料預(yù)熱器 ， 塔底再沸器 ， 塔頂產(chǎn)品冷卻器等進(jìn)行選型 。 (4)塔頂冷凝器設(shè)計(jì)選型 根據(jù)換熱量，回流管內(nèi)流速，冷凝器高度
10、，對(duì)塔頂冷凝器 進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。 4.編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)說(shuō)明書應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想闡明設(shè)計(jì)特點(diǎn) ， 列出設(shè)計(jì)主 要技術(shù)數(shù)據(jù) ， 對(duì)有關(guān)工藝流程和設(shè)備選型作出技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的 論證和評(píng)價(jià) 。 應(yīng)按設(shè)計(jì)程序列出計(jì)算公式和計(jì)算結(jié)果；對(duì)所選用 的物性數(shù)據(jù)和使用的經(jīng)驗(yàn)公式圖表應(yīng)注明來(lái)歷 。 設(shè)計(jì)說(shuō)明書應(yīng)附有帶控制點(diǎn)工藝流程圖 ， 塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 . 5.注意事項(xiàng) : 寫出詳細(xì)計(jì)算步驟 ,并注明選用數(shù)據(jù)的來(lái)源 ; 每項(xiàng)設(shè)計(jì)結(jié)束后 ,列出計(jì)算結(jié)果明細(xì)表 ; 設(shè)計(jì)說(shuō)明書要求字跡工整 ,裝訂成冊(cè)上交 。 第二部分：篩板式精餾塔設(shè)計(jì)方法 一 . 工藝計(jì)算 二 . 設(shè)備計(jì)算 三 . 輔助設(shè)備計(jì)算 四 . 塔體結(jié)構(gòu) 五
11、. 帶控制點(diǎn)工藝流程圖 主要內(nèi)容是 (1)物料衡算 (2)確定回流比 (3)確定理論板數(shù)和實(shí) 際板數(shù) (4)塔的氣液負(fù)荷計(jì)算 (5)熱量衡算 塔設(shè)備的生產(chǎn)能力一般以千克 /小時(shí)或噸 /年表示 ， 但在理論板 計(jì)算時(shí)均須轉(zhuǎn)換成 kmol/h,在塔板設(shè)計(jì)時(shí) ， 氣液流量又須用體積 流量 m3/s表示 。 因此要注意不同的場(chǎng)合應(yīng)使用不同的流量單位 。 1.全塔物料衡算： F=D+W FxF=DxD+WxW 塔頂產(chǎn)品易揮發(fā)組分回收率 為： = DxD/FxF 式中 :F、 D、 W分別為進(jìn)料 、 塔頂產(chǎn)品 、 塔底餾出液的摩爾流 量 (kmol/h), xF、 xD、 xW分別為進(jìn)料 、 塔頂產(chǎn)品 、
12、 塔底餾出液組 成的摩爾分率 一工藝計(jì)算 2021/2/22 2021/2/22 （ 2 ）塔頂冷凝器的類型 (i ) 當(dāng)塔頂為全凝器時(shí) , d xy 1 則自第一塊塔板下降的液相組成 x 1 與 y 1 成相平衡，故可應(yīng)用相平衡 方程由 y 1 計(jì)算出 x 1 ，自第二塊塔板上升蒸汽組成 y 2 與 x 1 滿足操作線方 程，由操作線方程以 小 x 1 計(jì)算得出 y 2 . (i i ) 當(dāng)塔頂為分凝器時(shí) , Kxx d 0 先求出分凝器內(nèi)與 x d 成相平衡的 x 0 , 再由操作線方程以 x 0 計(jì)算得出 y 1 ，然后由相平衡方程由 y 1 計(jì)算出 x 1 ，如此交替地使用操作線方程和
13、相 平衡關(guān)系逐板往下計(jì)算，直到規(guī)定的塔底組成為止，得到理論板數(shù)和加 料位置。 2021/2/22 （ 3 ）加料板位置的確定 求出精餾段操作線和提餾段操作線的交點(diǎn) x y q q 、 ，并以 x q 為分 界線，當(dāng)交替使用操作線方程和相平衡關(guān)系逐板往下計(jì)算到 x x x x n q n q 且 1 時(shí)，就以第 n 塊板為進(jìn)料板。 （ 4 ）實(shí)際板數(shù)的確定 板效率：利用奧康奈爾的經(jīng)驗(yàn)公式 E T L 0 49 0 245 . . 其中： 塔頂與塔底的平均溫度下的相對(duì)揮發(fā)度 L 塔頂與塔底的平均溫度下的液相粘度 , m p a s 對(duì)于多組分的液相粘度： L i Li x Li 液態(tài)組分 i 的粘
14、度 , m p a s x i 液相中組分 i 的摩爾分率 實(shí)際理論板數(shù) N N E T 實(shí) 理 2021/2/22 2021/2/22 5 、熱量衡算 總熱量衡算 Q Q Q Q Q Q V W L B F R 式中： Q Q Q Q Q Q V W L B F R 、 、 、 、 、 分別是塔頂蒸汽帶出的 熱 量、塔底產(chǎn)品帶出的熱量、塔設(shè)備的熱損失、塔釜加熱量、進(jìn)料帶入 的熱量、回流帶入熱量、 其中：塔設(shè)備的熱損失 Q Q L B 0 1. 再沸器熱負(fù)荷 Q Q Q Q Q B V W R F 1 1. 冷凝器熱負(fù)荷 Q Q Q Q C V D R Q Q C D 、 分別為塔頂冷凝器帶走
15、熱量、塔頂產(chǎn)品帶走熱量 二設(shè)備計(jì)算 2021/2/22 二塔和塔板主要工藝尺寸的 設(shè)計(jì) 它包括板間距的初估，塔徑的計(jì)算，塔板液流型式的確定，板上 清液高度、堰長(zhǎng)、堰高的初估與計(jì)算，降液管的選型及系列參數(shù)的計(jì) 算，塔板布置和篩板的篩孔和開(kāi)孔率，最后是水力校核和負(fù)荷性能圖。 1 、板間距 H T 的初估 板間距的大小與液泛和霧沫夾帶有密切的關(guān)系。板距取大些，塔 可允許氣流以較高的速度通過(guò)，對(duì)完成一定生產(chǎn)任務(wù)，塔徑可較??； 反之，所需塔徑就要增大些。板間距取得大，還對(duì)塔板效率、操作彈 性及安裝檢修有利。但板間距增大以后，會(huì)增加塔身總高度，增加金 屬耗量，增加塔基、支座等的負(fù)荷，從而又會(huì)增加全塔的造價(jià)
16、。初選 板間距時(shí)可參考下表所列的推薦值。 表 1 板間距與塔徑關(guān)系 塔徑 D , m 0 . 3 0.5 0 . 5 0.8 0 . 8 1.6 1 . 6 2.0 塔板間距 H T m m 2 0 0 300 2 5 0 350 3 5 0 450 4 5 0 600 2021/2/22 2021/2/22 3 液流型式的選擇 2021/2/22 3 、液流型式的選擇 液體在板上的流動(dòng)型式主要有， U 型流、單流型、雙流型和階梯流型 等，其中常選擇的則為單流型和雙流型。（圖見(jiàn)附錄 1 ） 表 2 、選擇液流形式參考表 塔徑 流體流量 m 3 /h Mm U 形流型 單流型 雙流型 階梯流型
17、600 5 以下 5 25 900 7 以下 7 50 1000 7 以下 45 以下 1200 9 以下 9 70 1400 9 以下 70 以下 1500 10 以下 70 以下 2000 11 以下 90 以下 90 160 3000 11 以下 1 1 0 以下 110 200 200 300 4000 11 以下 1 1 0 以下 110 230 230 350 5000 11 以下 1 1 0 以下 110 250 250 400 6000 11 以下 110 250 250 450 應(yīng)用 場(chǎng)合 用于較 低 液氣比 一般應(yīng)用 高 液 氣 比 和大型塔板 極高液氣極 大型塔板 202
18、1/2/22 4 、溢流堰 （出口堰）的設(shè)計(jì) (1). 堰長(zhǎng) W l : 依據(jù)溢流型式及液體負(fù)荷決定堰長(zhǎng) , 單溢流型塔板堰 長(zhǎng) l W 一般取為 (0.6 0.8)D ；雙溢流型塔板，兩側(cè)堰長(zhǎng)取為 (0. 5 0.7)D ，其中 D 為塔徑 (2). 堰上液層高度 h OW ： 堰上液層高度應(yīng)適宜，太小則堰上的液體均布差，太大則塔板壓 強(qiáng)增大，物沫夾帶增加。對(duì)平直堰，設(shè)計(jì)時(shí) h OW 一般應(yīng)大于 0 . 0 06 m ， 若低于此值應(yīng)改用齒形堰。 h OW 也不宜超過(guò) 0.06 0 .07 m ，否則可改 用雙溢流型塔板。 平直堰的 h OW 按下式計(jì)算 h E L l OW h W 2 8
19、4 1000 2 3 . 式中 W l 堰長(zhǎng) , m; L h 塔內(nèi)液體流量， m h 3 E 液流收縮系數(shù)，查圖求取。一般可取為 1 ，誤差不大 2021/2/22 2021/2/22 5 、降液管的設(shè)計(jì) （ 1 ）、降液管的寬度 d W 與截面積 f A 可根據(jù)堰長(zhǎng)與塔徑比值 D l W ，查圖求取。 降液管的截面積應(yīng)保證溢流液中夾帶的氣泡得以分離，液體在降 液管中的停留時(shí)間一般等于或大于 3 5 秒，對(duì)低發(fā)泡系統(tǒng)可取低值， 對(duì)高發(fā)泡系統(tǒng)及高壓操作的塔，停留時(shí)間應(yīng)加長(zhǎng)些 。 故在求得降液管的截面積之后，應(yīng)按下式驗(yàn)算液體在降液管內(nèi)的 停留時(shí)間，即 A H L f T S 液體在降液管中的停留
20、時(shí)間， s A f 降液管截面積， m 3 （ 2 ） . 降液管底隙高度 h O 為保證良好的液封，又不致使液流阻力太大，一般取為 h h O W 0 006 0 012. . , m h O 也不易小于 0.02 0 .0 25 m ，以免引起堵塞，產(chǎn)生液泛。 2021/2/22 6 、塔板設(shè)計(jì) (1). 塔板布置 i . 開(kāi)孔區(qū)面積 A a 對(duì)于單流型塔板 )(s i n2 1222 r x rxrxA a 式中 x D W W d S 2 ( ) , m r D W C 2 ,m sin 1 x r 以弧度表示的反三角函數(shù) 對(duì)于雙流型塔板 A x r x r x r x r x r x
21、 r a 2 2 2 2 2 1 1 2 1 2 2 1 s i n s i n 式中 x W W d S1 2 ( W d 為雙溢流中間降液管的寬度 ) 其它符號(hào)與單流型塔板公式同 2021/2/22 2021/2/22 溢流堰前的安定區(qū) W S = 70 1 00 mm 進(jìn)口堰后的安定區(qū) W S = 50 1 00 mm 直徑小于 1 m 的塔可適當(dāng)減小。 i v 無(wú)效區(qū) 在靠近塔壁的塔板部分需留出一圈邊緣區(qū)域供支撐塔板的 邊緣 之用，稱無(wú)效區(qū)。其寬度視需要選定 , 小塔為 30 75 mm ，大塔可達(dá) 50 75 mm 。為防止液體經(jīng)邊緣區(qū)流過(guò)而產(chǎn)生短路現(xiàn)象，可在塔板上沿塔壁 設(shè)置旁流擋
22、板。 2021/2/22 2021/2/22 開(kāi)孔率 開(kāi)孔率 是指篩孔總面積 A o m 2 與開(kāi)孔面積 A a m 2 之比，即 2 0 0 )/( 9 0 7.0 dtA A a 一般 , 開(kāi)孔率大 , 塔板壓降低 , 霧沫夾帶量少 , 但操作彈性小 , 漏夜量 大 , 板效率低。通常開(kāi)孔率為 5% 1 5% 。 篩孔數(shù) n mmt t A n a ,: 1 1 5 8 0 0 0 2 孔心距 孔數(shù)確定后，在塔板開(kāi)孔區(qū)內(nèi)布篩孔，若布孔數(shù)較多可在適當(dāng)位置 堵孔。 若塔內(nèi)上下段負(fù)荷變化較大時(shí)，應(yīng)根據(jù)流體力學(xué)驗(yàn)算情況，分段改 變篩孔數(shù)以提高全塔的操作穩(wěn)定性。 2021/2/22 2021/2/2
23、2 i . 干板壓降 h C L V C C u h 2 0 0 )(051.0 式中 u 0 篩孔氣速， m/s L V 、 分別為液、氣密度， kg m 3 C 0 孔流系數(shù)， 孔徑與塔板厚度之比) . . . . . . .( )(0 0 0 3 3 8.0)(0 0 7 3 2.0)(0 6 7 7.08 8 0 6.0 0 30200 0 d ddd C 2021/2/22 2021/2/22 (2) . 降液管內(nèi)液體高度 ( 液泛 or 淹塔 ) 降液管內(nèi)液體高度 H d 代表液體通過(guò)一層塔板時(shí)所需液位高度，可 用下式表示 : dpLd hhhH 式中 進(jìn)出口堰之間的液面梯度， m
24、 液柱 ( 一般很小，可以 忽略 ) p h 氣體通過(guò)一塊塔板的壓降， m 液柱 h d 液體流出降液管的壓降， m 液柱 h d 可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 無(wú)入口堰 : h L L h d S W 0 153 0 2 . 有入口堰： h L l h d S W 0 2 0 2 . 2021/2/22 如果液體和氣體流動(dòng)所遇阻力增加，降液管中液面上升，當(dāng)超過(guò) 上一層塔板的堰頂后，產(chǎn)生液體倒流，即發(fā)生了液泛，因此，需要足 夠的降液管高度，或控制適當(dāng)阻力以防液泛的發(fā)生 。 實(shí)際降液管中液 體和泡沫的總高度大于用上式計(jì)算的值 。 為了防止液泛，應(yīng)保證降液 管中泡沫液體總高度不超過(guò)上層塔板的出口堰 。
25、因此 H h H T W d 式中 H T 板間距， m 系數(shù)。為考慮降液管內(nèi)液體充氣及操作安全兩種因素的 校正系數(shù)。對(duì)于容易起泡的物系，取 0 . 3 0 .4 ；對(duì)不易起泡的物系， 取 0.6 0. 7 ；對(duì)于一般物系，取 0.5 。 2021/2/22 2021/2/22 （ 4 ）漏液點(diǎn)氣速 u OW 當(dāng)氣速逐漸減小至某值時(shí)，塔板將發(fā)生明顯的漏夜現(xiàn)象，該氣速稱 為漏液點(diǎn)氣速 u OW ，若氣速繼續(xù)降低，更嚴(yán)重的漏夜將使篩板不能積 液而破壞正常操作，故漏液點(diǎn)氣速為篩板的下限氣速。 為使篩板具有足夠的操作彈性，應(yīng)保持穩(wěn)定性系數(shù) K: 若穩(wěn)定性系數(shù)偏低，可適當(dāng)減小開(kāi)孔率或降低堰高，前者影響較
26、大。 VLLOW hhCu /)13.00 0 5 6.0(4.4 0 /. .,. . .0.25.1 smuu u u K OWo OW O 漏液點(diǎn)氣速篩孔氣速 2021/2/22 8. 塔板的負(fù)荷性能圖 在確定了塔板的工藝尺寸 ， 又按前述各款進(jìn) 行了流體力學(xué)驗(yàn)算之后 ， 便可確認(rèn)所設(shè)計(jì)的塔 板能在任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷下正常操作 。 此時(shí) ， 有必要進(jìn)一步揭示該塔板的操作性能 ， 即求出 維持該塔板正常操作所允許的氣 、 液負(fù)荷波動(dòng) 范圍 。 這個(gè)范圍通常以塔板負(fù)荷性能圖的形式 表示 。 2021/2/22 塔板負(fù)荷性能圖 Vs ,m3/s Ls ,m3/s (1)霧沫夾帶線 (2)液泛線
27、 (3)液相上限線 (4)漏夜線 (5)液相負(fù) 荷下限線 A Vs,min P操作點(diǎn) B Vs,max O 2021/2/22 ( 1 ) . 霧沫夾帶線 (1) 霧沫夾帶線表示霧沫夾帶量 e V = 0. 1 kg( 液 )/kg( 氣 ) 時(shí)的 V L S S 關(guān)系，塔板的適宜操作區(qū)應(yīng)在此線之下，否則將因過(guò)多 的霧沫夾帶而使板效率嚴(yán)重下降。此線可根據(jù)上述流體力學(xué)驗(yàn)算 中霧沫夾帶泛點(diǎn)率公式作出。 ( 2 ) . 液泛線 (2) 液泛線表示降液管內(nèi)泡沫層高度達(dá)到最大允許值時(shí)的關(guān)系， 塔板的適宜操作區(qū)也應(yīng)在此線之下，否則將可能發(fā)生液泛現(xiàn)象， 破壞塔的正常操作。 ( 3 ) . 液相負(fù)荷上限線 (
28、3) 此線反映對(duì)于液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間的起碼要求。對(duì)于 尺寸已經(jīng)確定的降液管，若液體流量超過(guò)某一限度，使液體在 降液管中的停留時(shí)間過(guò)短，則其中氣泡來(lái)不及放出就進(jìn)入下層 塔板，造成氣相返混，降底塔板效率。 2021/2/22 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間為： A H L f T S 不應(yīng)小于 3 5 s ，按 = 5 s 計(jì)算 ，則： 5 m a x, Tf S HA L 依此式可求得液相負(fù)荷上限，據(jù)此作出液相負(fù)荷上限線 ( 3) 。 塔板的適宜操作區(qū)應(yīng)在豎直線 ( 3) 的左方。 ( 4 ) . 泄漏線 ( 4 ) 由漏液點(diǎn)氣速 u OW 標(biāo)繪對(duì)應(yīng)的 V s L s 。 (5). 液相負(fù)荷下限線
29、 （ 5 ） 對(duì)于平直堰，一般取堰上液層高度 h OW = 0. 0 0 6m 作為液相負(fù)荷 下限條件，低于此限便不能保證板上液流均勻分布，降低氣液接觸 效果。 平直堰 h OW 按下式計(jì)算 3 2 m i n, 3 6 0 0 1 0 0 0 84.2 W s OW l L Eh 將已知的 l W 及 h OW 的下限值 ( 0 . 0 0 6m ) 代入上表，并取 E = 1 ，便可 取得 L S 的下限值，據(jù)此作出液相負(fù)荷下限線 。 塔板的適宜操作區(qū)應(yīng) 在豎直線 （ 5 ）右側(cè) 。 2021/2/22 在負(fù)荷性能圖上，由上述線所包圍的陰影區(qū)域，應(yīng)是所 設(shè)計(jì)的塔板用于處理指定物系時(shí)的適宜操
30、作區(qū) 。 在此區(qū)域內(nèi)， 塔板上的流體力學(xué)狀況是正常的 。 （ 6 ）塔的操作彈性 在塔的操作液氣比下，操作線 OAB 與界限曲線交點(diǎn)的氣 相最大負(fù)荷與氣相允許最低負(fù)荷之比，即： m i n, m a x, s s V V 操作彈性 s s V V ma x, 上操作彈性 mi n,s s V V 下操作彈性 2021/2/22 三 篩板 塔的輔助設(shè)備 1. 配管 ( 1 ) 塔頂蒸汽管 d p 常壓操作， u v = 1 2 - 2 0 m / s v S P u V d 4 ( 2 ) 回流管 d R 強(qiáng)制回流， u R =1 .5 - 2 .5 m/s R S R u L d 4 ( 3
31、) 進(jìn)料管 d F 泵輸進(jìn)料， u F =1 .5 - 2 .5 m / s 進(jìn)料溫度下 , F F F F F F u L d MF L 4 2021/2/22 2021/2/22 四 . 塔體結(jié)構(gòu) 2021/2/22 1 塔頂空間 H D 塔頂空間 H D 的作用是供安裝塔板和開(kāi)人孔的需要， 也使氣體中的液滴自由沉降，一般取 1 1 . 5 m 。 2 塔底空間 H B 塔底空間 H B 具有中間貯槽的作用，塔釜料液最好能 在塔底有 10 15 分鐘的儲(chǔ)量，以保證塔釜料液不致 排完。若塔的進(jìn)料設(shè)有緩沖時(shí)間的容量，塔底容量可 取為 3 5 分鐘的儲(chǔ)量。 3 人孔 一般每隔 6 8 層塔板設(shè)一
32、人孔（安裝、檢修用），人 孔處板間距 600 mm ，人孔直徑一般為 450 500 mm, 其伸出塔體的筒體長(zhǎng)為 2 00 250 m m , 人孔中心距操 作平臺(tái)約 800 1200 mm 。 2021/2/22 4 塔高 H( 不包括封頭、裙坐 ) H =(n - n F -n p - 1 ) H T +n F H F +n P H p +H D +H B n 實(shí)際塔板數(shù)； n F 進(jìn)料板數(shù) H F 進(jìn)料板處板間距， m n P 人孔數(shù) H p 設(shè)人孔處的板間距， m H D 塔頂空間， m （不包括頭蓋部分） H B 塔底空間， m （不包括底蓋部分）裙坐 H H B H F H D
33、職責(zé) 設(shè)計(jì) 制圖 簽 名 日期 年處理浮閥 精餾塔工藝流程圖 江蘇工業(yè)學(xué)院 系 專業(yè)化工原理課程設(shè)計(jì) 序 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 備 注 V-101 V-102 V-103 P-101 P-102 P-103 E-101 E-102 E-103 E-104 E-105 C-101 A106 原料貯罐 釜液貯罐 產(chǎn)品貯罐 原料泵 釜液泵 產(chǎn)品泵 原料預(yù)熱器 再沸器 全凝器 冷卻器 冷卻器 精餾塔 分配器 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 疏水器 取樣口 調(diào)節(jié)閥 截止閥 冷凝水 冷卻水(出) 冷卻水(入) 低壓蒸汽 名 稱 疏水器 DL WL 釜液 產(chǎn)品 液位 流量 溫度 壓力 放空 名 稱代 號(hào) LM CW C W R SC L F T P 圖 例 P T P T F P T F L L P T T F T T F F F L LM CW C W R SC WL DL 下水道 V-101 P-101 V-102 V-103 P-102 P-103 E-102 E-101 E-101 E-103 E-105 A-106 C -101 二、 生 產(chǎn) 工 藝 流 程 簡(jiǎn) 圖 示 例 審核 2021/2/22
《篩板塔設(shè)計(jì)》PPT課件.ppt
