填料塔附属设备设计

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1、填料塔附属设备设计5优化设计计算5.1数据预处理5.2塔径的计算5.3填料层高度的计算5.4精馏塔塔体年投资折旧费及维修费用J15.5冷凝器年运转费用J25.7填料年折旧费用5.8汽液负荷5.9年总费用与回流比的关系5.6再沸器年运转费用或加热蒸汽费用J36填料塔水力学性能校核6.1泛点率校核6.2核算径比DT800==32>8>8dp256.3核算喷淋密度3?/(mh)]16.72(Lv)min=(M.W.R)?aat[m0.08?.209回流液L=RoptD=6.4填料塔压降?molh化原下册P15

2、1图ll-27Ekert泛点和压降通用关联图可查得每米填料层压力降。7附属设备的设计与选型7.1塔顶冷凝器7.1.1初估冷凝器传热面积7.1.1.1冷凝器传热量QD?VrD?(R?l)DrD?(Ropt?l)DrD7-1式屮QD冷凝器传热量，kJ/h；精榴段汽相流量，kmol/h；冷凝器中汽相冷凝潜热，kJ/kmol；塔顶产品流量，kmol/h；回流比和最佳回流比。VrDDR、Ropt7.1.1.2冷凝器传热推动力?tm?t2,opt?tlT?tllnDTD?t2,opt?tmTDtl7-2式中冷凝器传热推动力，？

3、C;冷凝器汽相(第一块塔板汽相)露点温度，？C;冷凝器中冷却水进口温度，？C;冷凝器中冷却水最佳出口温度，？C。t2,opt若(?10^)01狀?了0?11?50?(：，则冷凝器应装有温度补偿装置或采用浮头式换热器。7.1.1.3初估冷凝器传热面积AD?QD(KD?tm)7-3式中冷凝器总传热系数，kJ/(m2?h??C)o取KD(初估)值代入式7-3得AD(初估)。根据AD(初估)从换热器系列型号中选择固定管板式列管换热器，其尺寸为：公称直径公称压力管程数管子根数换热面积管长管子排列方式管子规格7.1.2冷凝器选

4、型7.1.2.1冷凝器传热系数的校核Ilbd2dld27-4??Rs2??Rsl2?K?2?dmdl?ldl式中？1、？2冷凝器管内、外对流给热系数，W/(m2??C)；Rsl,Rs2冷凝器管内、外污垢热阻，(m2??C)/W;冷凝器管壁导热系数，W/(m??C);冷凝器管内、外径，m;冷凝器管壁平均直径，m;冷凝器管壁厚度，m。冷凝器总传热系数，W/(m2??C)；K?KD/3.6。？dl、d2dmbK管外为有机物甲醇，管内为未经处理的井水，可查得Rsl、Rs2;(1)管外?2的计算对水平管外冷凝的对流给热系数可

5、用下式计算??2??2?23???g???4M'??1.51?????ms式屮msM冷凝液质量流量，kg/s;ms?（Ropt?l）DM/3600；冷凝液平均分子量；冷凝器管长，m;冷凝器总管数；冷凝液粘度，Pa?s;（注意：粘度、密度、导热系数的混合规则）冷凝液密度，kg/m3；冷凝液导热系数，W/（m??C）。LnT???注意：物性参数?、？、？等应用塔顶蒸汽温度TD和冷凝器壁温Tw的平均值即膜温计算，故应先初估冷凝器管外侧壁温（接近TD）。假设冷凝器壁温Tw，可求得T，查得此温度下物性参数，并计算得a

6、2。=63.37C根据牛顿粘性定律？Tw?TD?式中TwQD7-63.6?2A2冷凝器管外壁温度，？C;冷凝器管外表面积，即冷凝器的换热面积m2。A2代入式7-6计算得管外侧壁温Tw，直至Tw的计算值与初估值接近，迭代计算成功。（可以采用Excel软件进行迭代计算）（2）管内？1的计算当Re?10000、Pr?0.6〜160、l/d?50时，管内对流给热系数可用下式计算??du???l?0.023???d????0.8?Cp???????7-7??0.4该式适用于低粘度流体（??2?H2o）,本次设计对像为甲醇一水

7、溶液，为低粘度流体，故该式可用。当雷诺数小于10000时，应乘以校正因子f?l?6?105/Rel.8。式屮注意点：①Cp的单位为j/（kg??c）;②物性参数?、？、？、Cp等应由平均温度査表或计算，tm?（t2,opt?tl）/2；③流速的计算：管内流体（冷却水）的用量：W?u?QDCp（t2zopt?tl）?d冷却剂（水）导热系数，W/（m??C）；冷凝器管内径，m;即d2;冷凝器管内流速，m/s；冷凝器管内流体密度，kg/m3；冷凝器管内流体粘度，Pa?s；冷凝器管内流体的比热，kJ/（kg??C）；u??

8、Cp,kg/h；则流速为7-8W/?3600??42d2n式中n为单程管子数。K（计算值）=把以上相关数据代入计算得al，及835.95a23374.3==7.1.2.2冷凝器传热面积的校核?KD/3.D由K可求得（计算值），则可由AD=QD（KDDtm）求得实际所需冷凝器传热面积ADK=K==46.59（需耍）。K（计算）值需大于K（初估）值，即AD（初估