化工原理课程设计甲醇和水

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（2）提馏段

提馏段的气、液相体积流率为：LS?L1'MLM'3600??214.06?20.255?0.001337m3/s

LM'3600?900.624VMVM'S'?V23600?'?116.21?23.433600?0.9931?0.8242m3/s

VM

查史密斯关

联

图

，

横

坐

标

为

L111sV(?L)2?LS'?36003600(?L'?)2?0.001337?3600(900.625)2?0.0509 s?VVS'?V'0.8242?36000.9133取板间距，HT?0.45m板上液层高度hL?0.05m则： HT-hL?0.45-0.05?0.40m

查图得： C20?0.085,C?C?137.801L20(2220)?0.0825?(20)?0.009654

umax'?C?L'??V'900.625??0.09625??0.9133?3.03m/s V'0.9133取安全系数为0.6，则空塔气速为： u?0.6umax?0.6?3.30?1.641m/s

D'?4Vs'4?0.8242?u?3.14?1.818?0.760m

按标准塔径圆整后为： D?0.8m

?D23.1415?0截塔面积为： A.802T?4?4?0.5024m2 实际空塔气速： u?VsA?0.8242?1.641m/s

T0.5024uu?1.641.03?0.542?0.6 max33.6.2精馏塔有效高度计算

在进料板上方开一个人孔，精馏段开2个人孔，高度为0.6m;

塔板有效高度为：Z?(Np-1)?3?0.6?12.2m

：

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第4章 塔板工艺尺寸的计算

4.1精馏段塔板工艺尺寸的计算

4.1.1溢流装置计算

因塔径D=0.8m，可选用单溢流弓形降液管，采用凹型受液盘。各项计算如下： 4.1.1.1堰长lw

取lW?0.6D?0.6?0.8?0.48m 4.1.1.2溢流堰高度how

由hw?hL?how，选用平直堰，堰上液层高度

2.84L22hhow?32.840.000594?36001000E(l)?1000?1　?（0.48）3?0.00749mw取板上清液层高度hL?50mm，故hW?hL?h0W?0.05?.00749?0.0423m 4.1.1.3弓形降液管宽度Wd和截面积Af

由lwD?0.60查弓形降液管参数图得：AfA?0.055；

WdD?0.11 T故

则W105?0.8?0.084m,A2

d?0.f?0.05? 0.5024?0.02512m

验算液体在降液管中停留时间,即：

??3600AfHT0.?002512l?3600?h0.00594?3600?19.03s?5s(设计合理)

故降液管设计合理。 4.1.1.4降液管底隙高度h0

hh.0005940?L3600l'?00.48?0.07?0.0177m?0.20m,则h0?hw-0.006?0.363mwu0取h0?30mm,hw?ho?42.3?30?12.3mm?0.006mm

故降液管底隙高度设计合理。

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4.1.2塔板设计

4.1.2.2边缘区宽度确定

取人口安定区宽度为W's?Ws?0.06m，边缘区宽度为 Wc?0.035m。 4.1.2.3开孔区面积的计算

开孔区面积A22?r2a计算：开孔面积为 Aa?2(xr?x?180sin?1xr) 其中 x?D2?(W?W0.8ds)?2?(0.084?0.06)?0.256m； r?D0.2?W8c?2?0.035?0.365m； 故：A（0.2560.3652?0.25623.1415?0.36520.256a?2??180sin?10.365）?0.326m24.1.2.4筛孔计算及其排列

本物系无腐蚀性，可选用板厚??3mm碳钢板，取筛孔直径do?5mm, 筛孔按正三角形排列，取孔中心距：

t?2.5do?2.5?5?12.5mm；

筛孔数目：n?1.155Aa1.155?0.t2?326(12.5?10?3)2?2410个 开孔率为：开孔率为：??0.907（dot）2?0.907?（122.5）?14.5%； 精馏段每层板上的开孔面积是：

A0??Ae?0.145?0.326?0.0473m2

气体通过筛孔的气速为：

uV0.8370?SA??17.7m/s00.0473

4.2提馏段塔板工艺尺寸设计

4.2.1溢流装置计算 4.2.1.1溢流堰高度how

由hw?hL?how，选用平直堰，堰上液层高度：

2.84L22hhow?32.840.001337?360031000E(l)??1　?（）?0.0132mw10000.48

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取板上清液层高度hL?50mm，故hW?hL?h0W?0.05?0.0132?0.0368m 4.2.1.3弓形降液管宽度Wd和截面积Af

由lWdwD?0.60查弓形降液管参数图得：AfA?0.055；

D?0.11 T故

则W?0.8?0.084m,A2

d?0.105f?0.05? 0.5024?0.02512m

验算液体在降液管中停留时间,即：

??3600AfHT3600?0.?002512l?0.00594?3600?19.03s?5s(设计合理)

h故降液管设计合理。

4.2.1.4降液管底隙高度h0

hLh.0013370?3600l0.48?0.07?0.0398m?(0.20m-0.25m)wu'?00取h0?30mm,hw?ho?39.8?30?9.8mm?0.006m

故降液管底隙高度设计合理。

4.2.2塔板设计

与精馏段塔板设计相同，但气体通过筛孔的流速不同：

气体通过筛孔的气速：

uV0.82420?SA?.0473?17.4m/s004.3塔板的流体力学性能的验算

4.3.1精馏段 4.3.1.1塔板压降

（1）干板阻力hc计算

hu02?Vc?0.051(c)(?) (4.8)0L由

d0??1.33，查

图

得

c0?0.772，所则hc?0.051?(24.730.772)2(1.142802.32)?0.0382m液柱。 （3） 气体通过液层的阻力h1的计算

有

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以