塔板结构及辅助设备设计.ppt

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1、二元物系连续精馏装置设计筛板塔内件水力学计算辅助设备计算板式塔的设计原则1、根据气液流量安排合适大小的两相通道2、实现气液两相的传质3、实现气液两相的分离必须避免：1、传质时间不够长，板上各处传质不均匀2、气相自上而下夹带，液相自下而上夹带返混3、两相通道尺寸不能满足通量要求4、在极限条件操作板式塔塔内件的选型和水力学校核1、板式塔的基本结构2、板式塔的板面布置3、板式塔的水力学性能4、负荷性能图和上、下弹性塔板结构工艺计算以第一块塔板的物性数据为基础进行手算，借助板式塔设计软件校核精馏段第一块板和最后一块板及提馏段第一块板和最后一块板。注

2、：要求精馏段两块板及提馏段两块板结构分别相同BottomsQ7Q1FeedDistillate4.1单溢流塔板介绍塔径D堰高hw堰上液层高度how板间距HT底缝ho降液管内液面高度Hd4.1单溢流塔板介绍堰长lw堰宽wd安定区宽度ws安装区宽度wc筛板:孔径d0、孔间距t4.2塔板设计及优化每位同学手算一块塔板！已知条件:汽液流量汽液密度液相表面张力4.2.1板面布置1）塔径D—初选后校核初选：参见13-136校核:雾沫夹带ev<0.1kg/kg气注:采用Hunt公式(指导书式8-25)hf=2.5hL停留时间大于5s(式7-1)4.2.1

3、板面布置2)板间距HT:小于500mm3)流动型式:单溢流4)堰的确定：溢流堰是用于维持板上液层的元件，堰长则液相通量大，堰短则气相通量大，堰高则气液充分接触，堰矮则压降小。堰长lw:一般取0.6-0.8D，可采用非标(图7-6）。堰高hw:对筛板塔使板上清液层高度hL在50-100mm间，对真空塔可取低些。hL=hw+how，how>6mm，选平直堰（how见式7－2）how<6mm，选齿形堰4.2.1板面布置5)底隙h0：一般应低于外堰高6mm。h0＜hW－6mm，防止气体进入降液管;一般不宜小于20-25mm，以防堵塞。6）筛孔布置：

4、孔径d0:3-8mm孔间距：t/d0取2.5-5，实际取3-4板厚：碳钢3-4mm，不锈钢2-3mm筛孔面积A0，开孔区面积Aa孔数n，开孔按正三角形排列4.2.1板面布置注：筛孔布置时应使孔动能因子在10-20间7）安定区、安装区安装区宽度Wc=50-100mm定区宽度Ws=70-100mm4.2.2塔板的水力学性能1)板压降hP气体穿过液层要消耗动力，就存在压降压降太大时，液体无法从上向下流动hP=hC+hl‘+hs=hC+hl(m液柱)(式8-6)1)板压降hPa、干板压降hC：气体通过筛孔的压降（式8-8)b、板上液层阻力hl’：气

5、体通过液层及泡沫层的压降c、表面张力压头hσ：气体通过筛孔的液层所克服的表面张力压头hl’和hσ合并考虑称为有效液层阻力hl:有效液层阻力hl与液层静压头及泡沫层的状态有关hl=f(FO,hL)（图8－6）hL=hW+hOWhOW＝0.00284E(L/lW)2/3(平堰)（式7－2）E通过how=6mm可确定液流量下限线2)稳定系数筛板塔的操作有一个下限气速（WOM），当气速低于此点时，液体开始从筛孔中泄漏，这点称为漏液点。稳定系数：筛孔气速与漏液点气速之比。通过漏液点气速可确定漏液线式8－12要求K大于1.5WOM由式8－15计算3)降

6、液管液泛情况降液管内的液面高达出口堰顶时管内液体漫回本层塔板极限点：根据压力达到平衡时的情况来确定Hd=hL+hd+hP+D=hW+hOW+hd+hP+D(式7-8)当Hd/f＞=HT+hW时发生液泛f：降液管内起泡系数通过降液管内液面高度可确定液泛线hd为液相流出降液管的局部阻力hp为通过每层板的气相总压降塔内液面落差对筛板塔设计，液面落差常可忽略４）降液管停留时间—般液体，停留时间应不少于3秒；对易起泡的液体，停留时间应不少于5秒t=HT*Af/LS>=5s通过停留时间可确定液流量上限线5）雾沫夹带原因：气体对液体的曳力大于液滴的净重现

7、象：大量液滴被夹带至上方塔板结果：塔板效率急剧降低液沫夹带分率eV＝液沫夹带的量(kg/h)干气体流量(kg/h)正常操作eV约0.05，一般不宜超过0.1。可用Hunt公式计算通过雾沫夹带可确定气流量上限线６）负荷性能图2、最小液量线:液体流量过低，板面上的液流不易维持均匀。(how=6mm)。3、最大液量线：液体流量过大则降液管内液体停留时间过短(t=5s)4、液泛线：降液管内的泡沫层高必须小于板间距与溢流堰高之和(Hd/Φ=HT+hw)5、雾沫夹带线：气体流量过大可使液沫夹带过量，塔板效率即严重下降。(ev=0.1)1、漏液线:气体流

8、量过低使出现漏液(式8－13）弹性的计算及调整上弹性K上>1.5下弹性K下>1.5５、塔板校核表1筛板塔设计原始数据（1）气相流量m3/s（2）液相流量m3/s（3）气相密度Kg