浮阀塔课程设计.doc

《浮阀塔课程设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、化工原理课程设计浮阀塔的设计专业：化学工程与工艺班级：化工1003姓名：孙皓升学号：1001010310成绩：指导教师：王晓宁目录设计任务书1一、塔板工艺尺寸计算2（1）塔径2（2）溢流装置3（3）塔板布置及浮阀数目与排列4二、塔板内部结构图6三、塔板流体力学验算7（1）气相通过浮阀塔板的压强降7（2）夜泛7（3）雾沫夹带8四、塔板负荷性能图9(1)雾沫夹带线9⑵液泛线10⑶液相负荷上限线10⑷漏液线11⑸液相负荷下限线11五、汇总表13设计任务书拟建一浮阀塔用以分离甲醇——水混合物，决定采用F1型浮阀（重阀），试根据以

2、下条件做出浮阀塔的设计计算。已知条件：液相密度ρL（kg/m3）气相密度ρV（kg/m3）液相流量Ls（m3/s）气相流量Vs（m3/s）表面张力σ(mN/m)8191．010.00641.88+0.001×n38其中：n为学号要求：1.进行塔的工艺计算和验算2.绘制负荷性能图3.绘制塔板的结构图4.将结果列成汇总表5.分析并讨论一、塔板工艺尺寸计算（1）塔径欲求塔径应先给出空塔气速u，而式中C可由史密斯关联图查出，横标的数值为取板间距，板上液层高度，则图中参数值为由图查得，表面张力取安全系数为0.6，则空塔气速为则塔径

3、D为：按标准塔径圆整D=1.4m，则塔截面积：（1）溢流装置选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。各项计算如下：①堰长：取堰长，即②出口堰高hw：采用平直堰，堰上液层高度可依下式计算：近似取，则可由列线图查出值。③弓形降液管宽度和面积：由图查得：，则停留时间，故降液管尺寸合理。①降液管底隙高度取降液管底隙处液体流速则（1）塔板布置及浮阀数目与排列取阀动能因子用下式求孔速即d0=0.039m，则每层塔板上的浮阀数为取边缘区宽度，破沫区宽度，塔板鼓泡区域面积为：浮阀排列方式采用等腰三角形叉排。取同一横排的孔心距，则可按下式估算排

4、间距，即考虑到塔的直径较大，必须采用分块式塔板，而各分块的支承与衔接也要占去一部分鼓泡区面积，因此排间距不宜采用100mm，而应小于此值，故取。按、以三角形叉排方式作图（见附图1），排得阀数148个。按重新核算孔速及阀孔动能因数：浮阀动能因数变化不大，仍在范围内。二、塔板内部结构图三、塔板流体力学验算（1）气相通过浮阀塔板的压强降可根据下式计算塔板压强降，即①板阻力：由下式计算，即因，故按下式计算干板阻力，即②板上充气液层阻力：本设备分离甲醇和水混合物，即液相为水，可取充气系数，有③液体表面张力所造成的阻力：此阻力很小，

5、忽略不计。因此，与气体流经一层浮阀塔板的压强降所相当的液柱高度为（2）夜泛为了防止夜泛现象的发生，要求控制降液管中清液层①与气体通过塔板的压强降所相当的液柱高度：前已算出②液体通过降液管的压头损失：因不设进口堰，故按下式计算，即③板上液层高度：前已选定板上液层高度为可见，符合防止淹塔的要求。（2）雾沫夹带按以下两式计算泛点率，即甲醇和水为正常系统，取物性系数,又查图得泛点负荷系数，将以上数值代入下式得又按下式计算泛点率，得根据以上两式计算出的泛点率都在80%以下，故可知雾沫夹带量能够满足的要求。四、塔板负荷性能图⑴雾沫夹

6、带线按泛点率为80%计算如下：整理得由式（1）知雾沫夹带线为直线，则在操作范围内任取两个Ls值，依式（1）算出相应的Vs值列于本例附表1中。据此，可做出雾沫夹带线（1）。附表10.0020.0103.292.98⑵液泛线由上式确定液泛线。忽略式中,则有因物系一定，塔板结构尺寸一定，则，，，，，，及等均为定值，而与又有如下关系，即式中阀孔数N与孔径亦为定值，因此可将上式简化为与的如下关系式：在操作范围内任取若干个Ls值，依式（2）算出相应的Vs值列于本例附表2中。据表中数据做出液泛线（2）附表20.0010.0050.00

7、90.0134.233.973.723.42⑶液相负荷上限线液体的最大流量应保持在降液管中停留时间不低于3～5s。依下式知液体在降液管内停留时间为:以作为液体在降液管中停留时间的下限，则求出上限液体流量值（常数）。在图上液相负荷上限线为与气体流量无关的竖直线（3）⑷漏液线以作为规定气体最小负荷的标准，则据此做出与液体流量无关的水平漏液线（4）⑸液相负荷下限线取堰上液层高度作为液本负荷下限条件，依的计算式计算出的下限值，依此做出液相负荷下限线，该线为与气相流量无关的竖直线（5）。根据本题附表1，2及式（3），（4），（5）

8、可分别做出塔板负荷性能图。由塔板负荷性能图可以看出：①任务规定的气，液负荷下的操作点P（设计点），处在适宜操作区内的适中位置。②塔板的气相负荷上限由雾沫夹带控制，操作下限由漏液控制。③按照固定的液气比，由附图2查出塔板的气相负荷上限五、汇总表附表3浮阀塔板工艺设计计算结果项目数值及说明备注塔径D/m1.4板间距HT/