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内蒙古科技大学课程设计说明书
Lh/lW?3m3/?m?h?时,应改用齿形堰。hOW也不易超过0.06~0.07m,否则可改用双型溢流型塔板。
平直堰hOW按下式计算:
hOW式中:lW—堰长,m
2.84?Lh??E?? 1000?lW?23 Lh—塔内液体流量,m3/h
E—液流收缩系数,可根据图查取,取E=1.03 因此 hOW?2.84?24.89??1????0.0193m 1000?1.4?23一般筛板、浮阀塔板的板上液层高度在0.05~0.1m范围内选取。故依以上关系计算堰上液层高度hOW后,可依下式决定堰高hW,即0.05?hOW?hW?0.10?hOW。
将hOW值代入上式得,0.0287?hW?0.0787,hW?0.0487m,满足要求
05m2,5高压塔在工业塔中,堰高一般为0.04~0.m,减压塔为0.015~0.00.04~0.m0,一般不宜超过80.1m。
堰高还要考虑降液管底端的液封,一般应使堰高在降液管底端0.006m以上,大塔径相应增大此值。若堰高不能满足液封要求时,可设进口堰。 5.4.2降液管
1.降液管的宽度Wd与截面积Af
弓形降液管的宽度与截面积可根据堰长与塔径的比值?lW/D?,由图4.3查取。
lW/D?0.7,查得
WAf?0.09,d?0.15
DAT查《化工原理课(下册)》塔板结构猜数系列化标准(单溢流型)得塔径为2000mm时,塔截面积 AT?3.1420m2,因此 Af?0.283m2,Wd?0.30m
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降液管的截面积应保证溢流液中夹带的气泡得以分离,液体在降液管内的停留时间一般等于或大于3-5秒,对低发泡系统可取低值,对高发泡系统及高压操作的塔,停留时间应加长些。
故在求得降液管的截面积之后,应按下式验算在降液管内的停留时间,即:
? =AfHT0.181?0.45?13.31?5s
0.00612LS式中:?—液体在降液管中的停留时间,m Af—降液管的截面积,m3 2. 降液管底隙高度hO
降液管底隙高度即降液管下端与塔板间的距离,以hO表示。为保证良好的液封,又不一致使液流阻力太大,一般取为:ho?hW??0.006~0.012?m
ho也可按下式计算:
hO?Ls 'lW?u0''式中:u0一液体通过降液管底隙hO的流速,一般u0??0.07~0.25?m,不宜超过
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0.4m/s。hO也不宜小于?0.02~0.025?m/s,以免引起堵塞。
'取u0?0.18m/s,hO?Ls0.0069??0.0246m 'lW?u01.4?0.18hw?ho?0.0307?0.0246?0.0061?0.006 符合要求。 3.受液盘及进口堰
一般情况多采用平行受液盘,有时为使液体进入塔板时平稳并防止塔板液流进口处头几排阀孔因冲击而漏液,对直径为800mm以上的塔板,也推荐使用凹形受液盘,此种结构也便于液体侧线抽出,但不宜使用易聚合或有悬浮物的料液。
当大塔采用平行受液盘时,为保证降液管的液封并均布进入塔板的液流,也可设进口堰。
5.5塔板设计
5.5.1塔板布置
塔板的板面一般分为四部分即: 1. 开孔区
为布置筛孔、浮阀等部件的有效传质区,亦称鼓泡区。其面积Aa可以在布置板面上的开孔后求得,也可直接计算。对垂直弓形降液管的单流型塔板可按下式计算,即:
?2x??Aa?2?xR2?x2?Rarcsin?
180R??式中:Aa开孔区面积,m2
D?(Wd?Ws),m 2D R??Wc,m
22参数计算:x??(0.3?0.1)?0.6
22R??0.05?0.95m
2 x??0.6??2开孔区面积:Aa?2??0.6?0.952?0.62? 0.952arcsin?2.1171m?1800.95??2. 溢流区
溢流区面积Af为降液管面积,Af?0.283m2
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3. 安定区
开孔区与溢流区之间的不开孔区域为安定区(破沫区),其作用为使自降液管流出液体在塔板上均布并防止液体夹带大量泡沫进入降液管。其宽度Wd可参考下列经验值选定:
D?1.5m时 Ws?60~7m 5mD?1.5m时 Ws?80~11 m0m直径小于1m的塔Ws可适当减小。 在设计中D?1.6m,故选Ws?80mm 4. 无效区
在靠近塔壁的塔板部分需留出一圈边缘区域供支撑塔板的边梁之用,称为无效区。其宽度视需要选定,小塔为30~50mm,大塔可达50~75mm。为防止液体经边缘区流过而产生“短路”现象,可在塔板上沿塔壁设置旁流挡板。
设计中选定Wc?50mm 5.5.2浮阀塔的开孔率及阀孔排列 1.阀孔孔径d0
孔径由所选定浮阀的型号决定。F1型(即V-1型)浮阀使用得很普遍,已定为部颁标准。F1型浮阀的孔径为39mm,故d0?0.039m 2.浮阀数目的确定
为确定浮阀数n,先要求操作时阀孔气速u0。
对塔板效率、塔板压降及生产能力作综合考虑后,一般希望浮阀在刚刚全开时操作。浮阀全开时的阀孔气速称为阀孔临界气速?u0?c。工业试验结果表明:浮阀临界动能因数一般为:
?F0?c??u0?c??v?9~12 由此关系可决定?u0?c。
式中:?v—气相密度,kg/m3
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