浮阀塔Word格式文档下载.docx
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空塔气速
(2)溢流装置
选用单溢流弓形降液管,不设进口堰。
各项计算如下:
①堰长
,取堰长
,即:
②出口堰高
依式
知:
采用平直堰,堰上液层高度
可依式计算,即
近似取
,则可由列线图查出
值。
因
,
由该图查得
③弓形降液管宽度
和面积
,用图求取
和
,因为:
由该图查得:
验算液体在降液管中停留时间,即:
停留时间θ>
5s,故降液管尺寸可用。
④降液管底隙高度
依式可知:
取降液管底隙处液体流速
,则:
,取
(3)塔板布置及浮阀数目与排列
取阀孔动能因子
,用式
求孔速
求每层塔板上的浮阀数,即:
取边缘区宽度
泡沫区宽度
依式计算塔板上的鼓泡区面积,即:
浮阀排列方式采用等腰三角形叉排。
取同一横排的孔心距
,则可按式估算排间距
考虑到塔的直径较大,必须采用分块式塔板,而各分块的支承与衔接也要占去一部分鼓泡区面积,因此排间距不宜采用80mm,而应小于此值,故取
按
以等腰三角形叉排方式作图(见本例附图1),排得阀数228个。
重新核算孔速及阀孔动能因数:
阀孔动能因数变化不大,仍在9~12范围内。
2.塔板流体力学验算
(1)气相通过浮阀塔板的压强降
可根据下式计算塔板压强降,即:
①干板阻力
由下式计算,即:
或
,故按下式计算干板阻力,即:
②板上充气液层阻力
本设备分离苯和甲苯混合液,即液相为碳氢化合物,可取充气系数
,依式计算:
③液体表面张力所造成的阻力
此阻力很小,忽略不计。
因此,气体流经一层浮阀塔板的压强降所相当的液柱高度为:
(单板压降
)
(2)淹塔
为了防止淹塔现象的发生,要求控制降液管中清液层高度
可由下式计算,即:
①气体通过塔板的压强降所相当的液柱高度
前已算出:
②液体通过降液管的压头损失
因不设进口堰,故按下式计算:
③板上液层高度
前已选定板上液层高度为:
取
,又已选定
可见
,符合防止淹塔的要求。
(3)雾沫夹带
按下两式计算泛点率,即:
(a)
及
(b)
板上液体流径长度
板上液流面积
苯和甲苯可按正常系统按附表1取物性系数
,又由图查得泛点负荷系数
,将以上数值代入式(a),得:
又按式(b)计算泛点率,得:
对于大塔,为避免过量雾沫夹带,应控制泛点率不超过80%。
根据式(a)及式(b)计算出的泛点率都在80%以下,故可知雾沫夹带量能够满足
的要求。
例7-1附表1
物性系数K
系统
物性系数K
无泡沫,正常系统
氟化物(如BF3,氟里昂)
中等发泡系统(如油吸收塔、胺及乙二醇再生塔)
多泡沫系统(如胺及乙二胺吸收塔)
严重发泡系统(如甲乙酮装置)
形成稳定泡沫的系统(如碱再生塔)
1.0
0.9
0.85
0.73
0.60
0.30
3.塔板负荷性能图
(1)
雾沫夹带线
依式(a)作出,即:
对于一定的物系及一定的塔板结构,式中
、
、K、
均为已知值,相应于
的泛点率上限值亦可确定,将各已知数代入上式,便得出
—
的关系式,据此可作出符合性能图中的雾沫夹带线。
按泛点率=80%计算如下:
整理得
(1)
由式
(1)知雾沫夹带线为直线,则在操作范围内任取两个
值,依式
(1)算出相应的
值列于本例附表2中。
例7-1附表2
,m3/s
0.002
0.010
3.01
2.78
(2)液泛线
联立以下三式:
得:
由上式确定液泛线。
忽略式中
项,将以下五式代入上式,
得到:
因物系一定,塔板结构尺寸一定,则
及φ等均为定值,而
与
又有如下关系,即:
式中阀孔数N与孔径
亦为定值。
因此,可将上式简化成
的如下关系式:
即
(2)
在操作范围内任取若干个
值,依式
(2)算出相应的
值列于本例附表3中。
例7-3附表3
0.001
0.005
0.009
0.013
3.76
3.52
3.29
3.03
(3)液相负荷上限线
液体的最大流量应保证在降液管中停留时间不低于3~5s。
依式知:
液体在降液管内停留时间
求出上限液体流量
值(常数),在
图上,液相负荷上限线为与气体流量
无关的竖直线。
以
作为液体在降液管中停留时间的下限,则:
(3)
(4)漏液线
对于F1型重阀,依
计算,则:
又知
则得
式中
、N、
均为已知数,故可由此式求出气相负荷
的下限值,据此作出与液体流量无关的水平漏液线。
作为规定气体最小负荷的标准,
则:
(4)
(5)液相负荷下限线
取堰上液层高度
作为液相负荷下限线,依
的计算式
计算出
的下限值,依此作出液相负荷下限线,该线为与气相流量无关的竖直线。
,则
(5)
根据本题附表2,3及式(3)、(4)、(5)可分别作出塔板负荷性能图上的
(1)、
(2)、(3)、(4)及(5)共五条线,,见图。
由塔板负荷性能图可以看出:
(1)在任务规定的气液负荷下的操作点P(设计点),处在适宜操作区内的适中位置。
(2)塔板的气相负荷上限完全由雾沫夹带控制,操作下限由漏液控制。
(3)按照固定的液气比,由本例附图2查出塔板的气相负荷上限
,气相负荷下限
,所以:
现将计算结果汇总列于本题附表4中。
例7-1附表4
浮阀塔板工艺设计计算结果
项目
数值及说明
备注
塔径D,m
板间距HT,m
塔板型式
空塔气速u,m/s
堰长lW,m
堰高hW,m
板上液层高度hL,m
降液管底隙高度ho,m
浮阀数N,个
阀孔气速uo,m/s
阀孔动能因数Fo
临界阀孔气速uoc,m/s
孔心距t,m
排间距t’,m
单板压降△pp,Pa
液体在降液管内停留时间θ,s
降液管内清液层高度Hd,m
泛点率%
气相负荷上限(Vs)max,m3/s
气相负荷下限(Vs)min,m3/s
操作弹性
1.60
0.45
单溢流弓形降液管
0.801
1.056
0.05
0.07
0.04
228
5.91
9.85
6.0
0.075
0.065
567
11.7
0.139
46.2
2.8
0.817
3.43
分块式塔板
等腰三角形叉排
指同一横排的孔心距
指相邻二横排的中心线距离
雾沫夹带控制
漏液控制
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