分离苯-甲苯筛板式精馏塔的设计(6)

河西学院化学化工学院课程设计

气体通过液层的阻力h1由式 hl??hL计算，

ua?Vs1.53??0.841m/s

AT?Af2?0.181F0??a?v?0.841?2.96?1.45kg12s?m12

查图7，

图7 充气系数关联图

得 ??0.58

h1??hL??(hW?hOW)?0.583??0.0403?0.0197??0.0348m 液柱 c.克服液体表面张力压降相当的液柱高度h? 液体表面张力所产生的阻力h?

4?L4?23.104?10?3h????0.0023m 液柱

?Lgd0806.555?9.81?0.005气体通过每层塔板的液柱高度hp

hp?hc?h1?h??0.0326?0.0348?0.0023?0.0697m液柱 气体通过每层塔板的压降为

?Pp?hp?Lg?0.0697?806.555?9.81?551.49< 700Pa(设计允许)

(2)液面落差

对于筛板塔，液面落差很小，且本例的塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差的影响。

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(3)液沫夹带

?ua5.7?10?6???eV????L?HT?2.5hL?3.25.7?10?6?0.841????23.104?10?3?0.45?2.5?0.06?3.2?0.0067<0.1

故在本设计中液沫夹带量ev在允许范围内。 (4)漏液

对筛塔板，漏液点气速u0,min

u0,min?4.4C0?0.0056?0.13hL?h???L/?V

=4.4?0.84?0.0056?0.13?0.06?0.0023?806.555/2.96?6.428m/s 实际孔速u0?11.09?6.428m/s 稳定系数为 K?u0u0,min?11.09?1.7?1.5 6.428故在本设计中无明显漏液。 (5)液泛

为防止塔内发生液泛，降液管内液层高Hd应服从Hd??（HT+hW） 苯—甲苯物系属一般物系，取?=0.5，则

??0.245m ??HT?hW??0.5??0.45?0.0403而Hd=hP+hL+hd，板上不设进口堰，

hd=0.153(u'0)2=0.153?0.08??0.001m液柱

2Hd?0.0697?0.06?0.001?0.13m液柱 Hd???HT?hW? 即0.13<0.245

故在本设计中不会发生液泛现象 提馏段：

a.干板压降相当的液柱高度hc:依d0/??5/3?1.67，查图得，C0=0.84

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?u0??hc?0.051?c???0?2??V????L??12.73??3.33???0.051??????0.0494 ?0.84790.231?????2b.气体穿过板上液层压降相当的液柱高度hl： 气体通过液层的阻力h1由式 hl??hL计算，

ua?Vs1.757??0.966m/s

AT?Af2?0.181F0??a?v?0.966?3.33?3.22kg1/2/(s?m1/2)

查充气系数关联图得??0.58，

h1??hL??(hW?hOW)?0.583??0.036?0.024??0.0348

c.克服液体表面张力压降相当的液柱高度h? 液体表面张力所产生的阻力h?

4?L4?19.25?10?3h????0.002m

?Lgd0790.231?9.81?0.005气体通过每层塔板的液柱高度hp

hp?hc?h1?h??0.0494?0.0348?0.002?0.0862m

气体通过每层塔板的压降为

?Pp?hp?Lg?0.0862?790.231?9.81?668<700Pa(设计允许)

(2)液面落差

对于筛板塔，液面落差很小，且本例的塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差的影响。 (3)液沫夹带

?ua5.7?10?6??eV??H?2.5h???LL??T3.25.7?10?6?0.966????19.25?10?3?0.45?2.5?0.06?3.2?0.0125(kg液/kg

气)<0.1(kg液/kg气)

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故在本设计中液沫夹带量ev在允许范围内。 (4)漏液

对筛塔板，漏液点气速u0,min

u0,min?4.4C0?0.0056?0.13hL?h???L/?V

?4.4?0.84?0.0056?0.1?0.06?0.002?790.231/3.33?5.579m/s

实际孔速u0=12.73>5.579 稳定系数K=

u0u0.min?12.73?2.3?1.5 5.579故在本设计中无明显漏液。 (5)液泛

为防止塔内发生液泛，降液管内液层高Hd应服从Hd??（HT+hW） 苯—甲苯物系属一般物系，取?=0.5，则

??HT?hW??0.5??0.45?0.036??0.243

而Hd=hP+hL+hd,板上不设进口堰，

hd=0.153(u'0)2=0.153?0.08??0.001m

2Hd?0.0862?0.06?0.001?0.15m Hd???HT?hW? 即0.15<0.243

故在本设计中不会发生液泛现象 2.8塔板负荷性能图 精馏段 (1)漏液线

u0,min=4.4C0u0,min=

Vs,min A026

?0.0056?0.13?hL?h????L/?V

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hL=hW?hOW

hOW2.84?Lh??=E??1000?lW??2/3

2/32.84?Lh??得 Vs,min=4.4C0A0{0.0056?0.13?[hW?E??1000?lW??=4.4?0.84?0.106?1.3]?h?}?L/?V

2/3???2.84???3600Ls????0.0056?0.13?0.0403??1?????0.0023?806.555/2.96

1000?1.12?????????整理得：Vs,min?8.40.0085?0.0806LS23

在操作范围内，任取几个Ls值，计算出Vs值，计算结果列如表

Lsm3s Vsm3s

0.0005 0.797

0.0015 0.821

0.0030 0.847

0.0045 0.869

0.006 0.887

0.0075 0.904

0.009 0.916

0.0105 0.932

0.018 0.991

0.021 1.016

由上表数据即可作出漏液线1。 (2)雾沫夹带线

以eV=0.1kg液/kg气为限，求Vs—Ls关系如下：

5.7?10??ua由 eV=

?L??HT?hf?6?? ??3.2ua=

VsVs?0.55Vs =

AT?Af2?0.181hOW2.84?3600Ls???E???1000?1.12?2/3?0.62Ls2/3

hf=2.5hL=2.5

Ls2/3（hw+how)=2.5(0.0403+0.62

HT-hf=0.35-1.55Ls2/3

)=0.1+1.55

Ls2/3

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