F1浮阀型精馏塔 化工原理课程设计 - 图文

2026/1/18 3:51:54

辽宁科技大学

2) 溢流堰高度hw 由hw=hL-how 选用平直堰,( 溢流堰板的形状有平直形与齿形两种,设计中一般采用平直形溢流堰板。) 堰上层液高度how由下列公式⑷计算,即有 how=2.84E???L?lW?????2????3?×10?3

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并由图液流收缩系数计算图,则可取用E= 1.0 ,则 how=0.0182m

取板上清液层高度hL=0.07m 故 hw =0.0518m

3) 弓形降液管的宽度Wd和截面积Af 由lw/D=0.7 查图可求得 Af/AT=0.09 Wd/D=0.15

2

Af=0.09×2.54=0.229 m Wd=0.15×1.8=0.27 m

并依据下式验算液体在降液管中的停留时间,即 θ= Af×HT/Ls=0.229×0.60/ 0.00568=24.15s>5s 其中HT即为板间距0.60m,Ls即为每秒的体积流量 验证结果为降液管设计符合要求。 4)降液管底隙高度ho ho= Ls/(lw×uo')

取uo'=0.1m/s(一般取u0′=0.07~0.25m/s。) 则ho=0.00568/(1.26×0.1)

=0.0451m>0.02m

hw-ho=0.0518-0.0451=0.0067>0.006 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。 b.塔板布置

1) 塔板的分块

因为D>800mm,所以选择采用分块式。 2) 边缘区宽度确定

取Ws=W’s= 90mm , Wc=60mm c.开孔区面积计算

开孔区面积Aa按下面式子计算,则有

220.52-1

Aa=2[x(r-x)+πr/180×sin(x/r)] 其中 x=D/2-(Wd+Ws)=0.54

r= D/2-Wc=0.84

2

由上面推出 Aa=1.64md. 浮阀数与开孔率

预先选取阀孔临界动能因子F0= 10;由F0=u0?vm1可求阀孔气速u0?5.36m/s

F-1型浮阀的孔径为39mm,故每层塔板上浮阀个数为

N1?Vs?4?1.384d0u02?4?216

(0.039)2?5.36浮阀排列方式采用等腰三角形叉排。取同一横排的孔心t?75mm 则排间距t'?Aa1.64??0.101m t?N0.075?216第 14 页 共 28 页

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考虑到塔径比较大,而且采用塔板分块,各块支撑与衔接也要占去一部分鼓泡区面积,因而排间距不宜采用100mm,而应小一点,故取t'?80mm,按t?75mm,t'?80mm以等腰三角叉排方式作图得阀孔数N?273

实际孔速u0?1.384?4?4.244m/s

?(0.039)2?273阀孔动能因数为F0=u0?v?4.244?3.48?7.91?10

精馏段浮阀塔板得开孔率??N(d0/D)2?273?(0.039/1.8)2?0.1282 此开孔率在5%~15%范围内,符合要求。所以精馏段这样开孔是合理的。 6.2提馏段

a.溢流装置计算

因塔径D=1.8m,

所以可选取双溢流弓形降液管,采用凹形受液盘(同精馏段)。各项计算如下:

1) 堰长lw

可取lw=0.70D=1.26m

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=2.84×10?3×E×(Lh/lw)

(2/3)

并由图液流收缩系数计算图⑷,则可取用E= 1.0 ,则 how=0.0269m

取板上清液层高度hL=0.09 m 故 hw=0.09-0.0269=0.0631 m 3) 弓形降液管的宽度Wd和截面积Af

由lw/D=0.7 查图⑷可求得 Af/AT=0.09 Wd/D=0.15 Af=0.09×2.54=0.229 m Wd=0.15×1.8=0.27 m

并依据下式验算液体在降液管中的停留时间,即 θ= Af×HT/Ls= 0.229×0.60/ 0.0102=13.47s>5s 其中HT即为板间距0.60m,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= Ls/(lw×uo') 取 uo'=0.2m

则ho=0.0102/(1.26×0.2) =0.0405 m>0.02m

Hw-hO=0.0631 -0.0405=0.0226m>0.006 m 故降液管底隙高度设计合理

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选用凹形受液盘,深度h’w=55mm。 b 塔板布置 1) 塔板的分块

因为D>800mm,所以选择采用分块式。

2) 边缘区宽度确定

取Ws=W’s= 90mm , Wc=60mm

c 开孔区面积计算

开孔区面积Aa按式子5-12计算,则有

220.52-1

Aa=2[x(r-x)+πr/180×sin(x/r)] 其中 x=D/2-(Wd+Ws)= 0.54

r= D/2-Wc=0.84

2

由上面推出Aa=1.64md. 浮阀数与开孔率

预先选取阀孔临界动能因子F0= 10;由F0=u0?vm1可求阀孔气速u0?5.057m/s

N1?Vs?4?1.311d0u02?4?217

(0.039)2?5.057浮阀排列方式采用等腰三角形叉排。取同一横排的孔心t?75mm 则排间距t'?Aa1.64??0.100m t?N0.075?217考虑到塔径比较大,而且采用塔板分块,各块支撑与衔接也要占去一部分鼓泡区面积,因而排间距不宜采用100mm,而应小一点,故取t'?80mm,按t?75mm,t'?80mm以等腰三角叉排方式作图得阀孔数N?273

实际孔速 u0?1.311?4?4.020m/s

?(0.039)2?273阀孔动能因数为F0=u0?v?4.020?3.91?7.95?10

提馏段浮阀塔板得开孔率??N(d0/D)2?273?(0.039/1.8)2?0.1282

此开孔率在5%~15%范围内,符合要求。所以精馏段这样开孔是合理的。

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