塔的水力学计算手册 联系客服

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取两式较大值,泛点率为68.6%,小于80%,符合设计原则。 4.3.2 精馏研究公司(FRI)筛孔塔盘(RSVP)设计范例:

本例为一真空精馏塔,塔的允许压降为105mmHg。

理论板数为45,假设板效率为40%,对于进料位置有10块附加板,则总板数为120块。若设计为一个单塔,则压力降为0.55英寸液柱/板,对于实际设计,就太低了。若设计为两个塔(分为提馏塔和精馏塔),每个塔60块板,则压力降为1.1英寸液柱/板,设计塔径为8英尺左右。本设计为三个塔,每个塔40块板,则压力降?pdsg为1.65英寸液柱/板。

精馏段塔气相负荷为29000磅/小时,密度?V为0.018磅/英尺3,液相负荷为24000磅/小时,密度?L为52磅/英尺3。

气相流率CFS = 29000 /0.018/3600 = 447.53 英尺3/秒 Vload = CFS?(?V/(?L-?V))1/2 = 8.33 英尺3/秒

液相流率GPM = 24000 / 52 = 461.54 英尺3/小时 = 58 加仑/分 = 24000/52/3600 = 0.13 英尺3/秒

S7 = Vload/GPM = 8.33/0.13 = 64 DT = ((4.7 ? Vload) / (?Pdsg - 0.7)1/2)1/2 = ((4.7?8.33)/(1.65-0.7)1/2)1/2 = 6.34英尺

进料段塔气相负荷为30000磅/小时,密度?V 为0.029磅/英尺3, 液相负荷为33000磅/小时,密度?L为53磅/英尺3。 气相流率CFS = 30000 /0.029/3600 = 287.36 英尺3/秒 Vload = CFS?(?V/(?L-?V))1/2 = 6.71 英尺3/秒

液相流率GPM = 33000 / 53 = 622.64 英尺3/小时 = 78 加仑/分 = 33000/53/3600 = 0.17 英尺3/秒

S7 = Vload/GPM = 6.71/0.17 = 40 DT = ((4.7 ? Vload)/(?Pdsg - 0.7)1/2)1/2

= ((4.7?6.71)/(1.65-0.7)1/2)1/2 = 5.69 英尺

提馏段塔气相负荷为31000磅/小时,密度?V为0.042磅/英尺3,液相负荷为34000磅/小时,密度?L为54磅/英尺3。

气相流率CFS = 31000 /0.042/3600 = 205.03 英尺3/秒 Vload = CFS?(?V/(?L-?V)1/2 = 5.71 英尺3/秒

液相流率GPM = 34000 / 54 = 629.63 英尺3/小时 = 79 加仑/分

= 34000/54/3600 = 0.18 英尺3/秒 S7 = Vload/GPM = 4.71/0.18 = 32 DT = ((4.7 ? Vload) / (?Pdsg - 0.7)1/2)1/2

= ((4.7?5.71)/(1.65-0.7)1/2)1/2 = 5.25 英尺

三段塔径圆整后统一取6.5英尺。

塔盘布置设计 塔径,英尺 板间距,英尺 塔截面积,英尺2 堰长,英寸 降液管弦长,英寸 降液管弦长/塔径 降液管面积,英尺2 降液管受液盘面积,英尺2 降液管受液盘高度,英寸 降液管底间隙,英寸 降液管底面积,英尺2 不开孔面积,英尺2 鼓泡面积,英尺2 流路宽度,英寸 流路长度,英寸 孔径,英寸 板厚,英寸 孔径/板厚 孔面积,英尺2 开孔率,% 安全系数 精馏段塔 进料段塔 提馏段塔 6.5 2.0 33.2 78 50 0.641 2.14 2.14 0.5 0.5 0.17 0.92 28 69 60 ? 1/8 2 4.29 15.3 1.21 6.5 1.5 33.2 78 50 0.641 2.14 2.14 0.5 0.5 0.17 0.92 28 69 60 ? 1/8 2 3.6 12.9 8.71 1.3 6.5 1.5 33.2 78 50 0.641 2.14 2.14 0.5 0.5 0.17 0.92 28 69 60 ? 1/8 2 3.07 11 8.62 1.51 液泛的气相负荷,英尺3/秒 10.09 5.填料塔的设计 5.1 设计原则

5.1.1 对于一般乱堆填料,压降应小于200~250mm水柱/米填料层,才不会发生液泛。

(1) 对于操作压力降在125~167mm水柱/米填料层的低中压填料塔, 应选择压力降在63~83mm水柱/米填料层的填料;

(2) 对于吸收和相似体系,应选择压力降在17~63mm水柱/米填料层的填料; (3) 对于常压或加压蒸馏,应选择压力降在42~83mm水柱/米填料层的填料; (4) 对于真空蒸馏,随物系而定, 选择压力降在8~21mm水柱/米填料层的填料;

(5) 对于泡沫物系,应选择压力降在8~21mm水柱/米填料层的填料; (6) 对于无泡沫物系,处理能力与表面张力无关。但在有泡沫的条件下,处理能力将受到表面张力显着影响,因而设计必须选用正常无泡沫液体的50%操作压力降;

(7) 对于粘度?L < 30cp的液体,粘度处理能力的影响甚微,而对于高粘度的液体,应选择较大的填料以减少压力降。

5.1.2 填料层持液量应小于塔釜持液量的5%,以保证塔效率。

5.1.3 填料塔蒸馏过程中的气液容积比相对于吸收过程要小得多,设计塔径一般小于800mm,填料层高度一般小于6~7米,以保证液体喷淋均匀。

5.1.4 拉西环的“径比”为20~30;鲍尔环等一类环形填料的“径比”为10~15;鞍形填料的“径比”下限为15;当DT ? 300mm时,填料公称尺寸20~25mm; 当300mm ? DT ? 900mm时,填料公称尺寸25~38mm; 当DT ? 900mm时,填料公称尺寸50~80mm。

5.1.6 填料的负荷上限表征了其相对生产能力,一些填料的负荷上下限如下:

拉西环 矩鞍环 鲍尔环 阶梯环 鞍环 25mm 1.00 1.32 1.55 1.70 2.05 38mm 1.00 1.20 1.60 1.76 2.02 50mm 1.00 1.23 1.50 1.65 1.95 填料的负荷因子FS = W(?V)1/2 也表征了设计气体负荷,某些填料的FS如下:

矩鞍环 鲍尔环 25mm 1.19 1.35 38mm 1.45 1.83 50mm 1.70 2.00 鞍环 1.76 1.97 2.20 5.1.7 部分填料的等板高度HETP表征了其相对分离效率,部分填料的HETP如下:

矩鞍环 鲍尔环 鞍环 25mm 430 420 430 38mm 550 540 530 50mm 750 710 650 5.1.8 部分填料在相同气速下的相对压降:

矩鞍环 鲍尔环 鞍环 25mm 1.00 1.69 0.50 38mm 1.00 3.06 0.52 50mm 1.00 2.64 0.43 5.1.9 常用填料的喷淋点密度:

当DT?1200mm时,每230cm2塔截面积内设置一个喷淋点; 当DT = 750mm时,每60cm2塔截面积内设置一个喷淋点; 当DT = 400mm时,每30cm2塔截面积内设置一个喷淋点。

对于波纹填料,因其效率较高,对液体均布要求苛刻,每20~90cm2塔截面积内设置一个喷淋点。

液体分布装置的安装位置,除喷头结构外,通常高于填料层150~300mm以上。再分布器的间距h与塔径DT比必须大于1.5~2,以保证气体沿塔截面的均匀分布。对于较大的塔径,当使用有助长液体不良分布倾向的拉西环类填料时,取h/DT ? 2.5~3,每段填料高度不宜超过6米。 5.2 设计步骤 5.2.1 选择填料

(1) 根据所处理物系的腐蚀及操作温度确定材质; (2) 根据塔径确定填料公称直径; (3) 根据生产能力;

所处理物系的粘度和表面张力以及气体输送装置的功率等选用不同填料。 5.2.2 确定塔径

若无实验数据,可根据公式计算泛点气速(实际操作气速为泛点气速的75%),从而计算塔径。 5.2.3 计算压降

若无实验数据,可根据填料厂商提供的负荷因子FS~单板压降?P关联图表计算压降。