填料式精馏塔的设计

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喷洒孔直径 ?=3~10mm 取?=3mm 安装高度y= 0.5~1.0 DN 取

y=0.5DN=0.5×450mm=225mm

同心圆数

m<

取 m=8

第一圈圆周上的孔的个数Z取6 因为

2(???1)Z= ??(??+1)解之得 n=216个 输液能力

????=?fw

Φ 液体流速系数 0.82~0.85 取0.82 f 喷洒孔总面积,??2 w 喷洒孔流体流速,m/s

w=? 2???? H 莲蓬头内压力

H= 3~10 mm H2O 取H=3mm H2O w=0.82× 2×9.8×3=6.288??/??

????=0.82×216×

设计的液体分布器合适

全凝器的计算

对全凝器做热量衡算,忽略热量损失

????=V(?????????)

132??×()×6.288=0.00789??3/??>0.000168??3/?? 41000????3.14×90

==23.55

2×3×22×3×2=(R+1)D(?????????)

????——全凝器热负荷,Kg/s

????,????——顶部上升蒸汽和馏出液的焓,KJ/Kmol ???? ----冷却介质消耗量,Kg/s ?????? ----冷却介质比热容,KJ/(Kg?s)

查化工物性算图手册可得下表 苯-甲苯物性数据 项目 苯 甲苯

??1=(R+1)D(??????+??????)

=(3.6+1)×1.574×=1918.14KJ/s

假设用水做冷却剂,水的进口温度??1设为20℃,出口温度??2设为60℃,查表得水的比热容????=4.01????/(???????) 水的用量

????1=

??1

????(??2???1)1918.14= 4.01×(60?20)=11.96Kg/s

再沸器的计算

再沸器提供全塔消耗的能量

Q=??′(?????????????) =??′?? ????????????? =1.775×4.546×=2533.022KJ/s

32×92.051×(110.5+273.15)

360078.132×(80.2+237.15)×31

3600沸点/℃ 80.1 110.8 汽化热ΔH/ KJ/mol 31 32 查物性手册得水的相变热为:2260KJ/Kg 所需的水蒸气的量为

????2=

管径尺寸计算

流体在管道内流动时,液体流速一般为0.5~3m/s,气体流速一般为10~30m/s

塔顶蒸汽输出管道

因为 ????,????=0.0650??3/?? 取蒸汽流速 ??1=20m/s 管径

2533.022

=1.121????/??

22604×qV,VD4×0.0650

d1= = ≈0.0634m

πu13.14×20根据普通无缝钢管(GB 8163-87)中的热轧无缝钢管标准,选取?76mm×3.0mm的无缝钢管

回流输液管道

因为 ????,????=0.000168??3/?? 取蒸汽流速??2=0.5m/s 管径

4×????,????4×0.000168

??2= = ≈0.022??

????23.14×0.5根据普通无缝钢管(GB 8163-87)中的热轧无缝钢管标准,选取?32mm×2.5mm的无缝钢管

塔顶馏分(D)输出管道 因为 ????,??=

1.754×78.1323600×815.5

=0.0000467??3/??

取蒸汽流速??3=0.5m/s 管径

4×????,????4×0.000168

??3= = ≈0.022??

????33.14×0.5根据低压流体输送用焊接钢管规格(GB3091-93,GB3092-93)选取?17.0mm×2.25mm的无缝钢管

回流输液管道

因为 ????,????=0.000412??3/?? 取蒸汽流速??4=0.5m/s 管径

4×????,????4×0.000412

??4= = ≈0.023??

????43.14×0.5根据普通无缝钢管(GB 8163-87)中的热轧无缝钢管标准,选取?32mm×2.5mm的无缝钢管

再沸器回流管道

因为 ????,????=0.0629??3/?? 取蒸汽流速 ??5=20m/s 管径

4×qV,VD4×0.0629

d5= =≈0.0633m

πu53.14×20根据普通无缝钢管(GB 8163-87)中的热轧无缝钢管标准,选取?76mm×3.0mm的无缝钢管

塔底组分W输出管道 因为 ????,??=0.000142??3/?? 取蒸汽流速??6=0.5m/s 管径

4×????,????4×0.000142

??6==≈0.019??

????63.14×0.5根据低压流体输送用焊接钢管规格(GB3091-93,GB3092-93)选取?26.8mm×2.75mm的无缝


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