精馏塔的物料衡算(5)

整理得 VS=1.457?12.855Ls2/3

在操作范围内，任取几个值，依上式计算出值，计算结果见表5 表5 LSVS，m3/s 0.0002 0.0006 0.003 0.005 ，m3/s 1.413 1.366 1.190 1.081 由上表数据即可作出液沫夹带线（2） 3 液泛线

令 Hd??(HT?hw)

由 Hd?hp?hL?hd;hp?hc?h1?h?;h1??hL;hL?hw?how 联立得 ?HT?(????1)hw?(??1)how?hc?hd?h?

忽略h?，将how与LS，hd与LS，hc与VS的关系式代入上式，并整理得

?'VS?b'?c'LS?d'LS

222/3式中 ?'?0.051(A0c0)2(?V?L)

????1h) b'??HT?( w2( ) c'?0.153lw/0h d'?2.84?10?3E(1??)(将有关的数据代入，得 a'?3600lw)2/3

?1.044?? ???0.03752(0.101?0.537?0.775)?809..30?0.051 b'?0.5?0.40?(0.5?0.63?1)?0.0538?0.139

c'?0.153(0.6?0.0131)2?2476.55

2/3 d'?2.84?10?3?3600??1?(1?0.63)???0.60???1.529

故 0.0375Vs2?0.139?2476.55L2s?1.529L2s/3

在操作范围内，任取几个LS值，依上式计算出VS值，计算结果列于表6 表6 LSVS，m3/s 0.0002 0.0006 0.003 0.005 ，m3/s 1.888 1.842 1.505 0.929

4、液相负荷上限线

求出上限液体流量Ls值（常数） 以降液管内停留时间??HT?AfAfHTLs?4，则

LS,max???0.40?0.04554?0.0045m/s

3

5、液相负荷下限线

若操作的液相负荷低于此线时，表明液体流量过小，板上的液流不能均匀分布，汽液接触不良，易产生干吹、偏流等现象，导致塔板效率的下降。

取堰上液层高度how=0.005m，根据how计算式求Ls的下限值

hOW?3600Ls???E???1000?lW?2.842/3?0.005

取E=1，则 Ls,min?0.005?1000????2.84??1.5?0.483600?0.00031m1/s

3 经过以上流体力学性能的校核可以将精馏段塔板负荷性能图划出。（见后面）

2.521.510.5000.0010.0020.0030.0040.005操作线公式y = 1644.7x漏液线液沫夹带线液泛线液相负荷上线液相负荷下线操作线线性 (操作线)0.006

在负荷性能图上，作出操作点A，连接OA，即作出操作线，由图可看出，该筛板的操作上限为液泛控制，下限为液漏控制，由上图查得

VS,max?1.35 VS,min?0.512

故操作弹性为

VS,maxVS,min?1.350.512?2.637

7 筛板塔设计计算结果

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

项目

平均温度tm，℃ 平均压力Pm，kPa 气相流量Vs，?m3/s? 液相流量Ls，?m3/s? 实际塔板数 有效段高度Z,m 塔径，m 板间距，m 溢流形式 降液管形式 堰长，m 堰高，m

数值 71.86 103.03 0.625 0.0038 29 11.6 0.8 0.4 单溢流 弓形 0.48 0.055

13 14 15 15 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

板上液层高度，m 堰上液层高度，m

降液管管底隙高度，m 安定区宽度，m 边缘区宽度，m 开孔区面积，m2 筛孔直径，m 筛孔数目

孔中心距，m 开孔率，%

空塔气速，m/s 筛孔气速，m/s 稳定系数

每层塔板压降，Pa 负荷上限 负荷下限

kg液液沫夹带eV,???? kg气??0.06

0.006 0.049 0.06 0.035 0.323 0.039 2756 0.075 9.03 1.101 11.14 1.69 550.189 液泛控制 液漏控制

0.0023 1.346 0.611 2.203

气相负荷上限，m3/s 气相负荷下限，m3/s 操作弹性

8 精馏塔接管尺寸计算

8.1 塔顶蒸气出口管的直径dV

操作压力为常压时，蒸气导管中常用流速为12~20 m/s， 蒸气管的直径为

dVdV??uV，其中

4Vs---塔顶蒸气导管内径m Vs---塔顶蒸气量m3/s，取uV?12m/s，则

4?0.6253.14?12?0.258m

dV?查表取?377?10mm

8.2 回流管的直径dR

塔顶冷凝器械安装在塔顶平台时，回流液靠重力自流入塔内，流速uR可取0.2~0.5 m/s。取uR?0.3m/s，则

dR?4Ls?uR?4?0.000383.14?0.3?0.04

查表取?57?3.5mm?

8.3 进料管的直径dF

采用高位槽送料入塔，料液速度可取uF?0.4~0.8m/s，取料液速度

uF?0.5m/s，则

2.3?107Vs?3600?300?24?855.49?0.001m/s

3

dF?4Vs?uF?4?0.0013.14?0.5?0.050m

查表取?76?4mm

8.4 塔底出料管的直径dW

一般可取塔底出料管的料液流速uw为0.5~1.5 m/s，循环式再沸器取1.0~1.5 m/s，取塔底出料管的料液流速uw为0.5 m/s

dw?4LW?uF?4?0.0013.14?0.5?0.050m

查表取?76?4mm

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