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从以上各点可以看出:浮阀塔在蒸汽负荷、操作弹性、效率和价格等方面都比泡罩塔优越,结合本项目实际情况,初步选择浮阀塔。

6.1.4 浮阀塔的工艺设计

提取Aspen plus 各塔板上的物性参数,选取塔板上气液相负荷最大的第7块塔板进行手工计算和校核,然后再用CUP-Tower 进行软件计算,通过比较来检查计算的正确性。第41块物性参数如表7-4:

表6-4 浮阀塔塔板参数

气相流量V kg/h 液相流量L

kg/h 气相密度 kg/ 液相密度 kg/ 混合液表面张力 N/m

4446294.84

4252943.628

23.3718819

1109.51609

0.01270767

气相体积流量s V V s

/m 84.523718819

.2336004446294.8436003

V =⨯==ρ 液相体积流量s L L s /1.06476m 1109.51609

360084252943.6236003

L =⨯==

ρ 1.塔径的计算

由于带有降液管,所以溢流式的塔板的塔截面实际分为了两个部分,即气体流通截面和降液管所占截面。若为塔板截面积,为气体流通截面积, 为降液管截面积,则 :

T

t

f A A A A '

1-

= 2.气体流通截面积的计算

塔板的计算中,通常是以泛点气速作为的上限。一般取的0.6-0.85 倍, 即:

f u u )85.06.0(-=

根据索德尔斯和布朗公式

V

V

L f C

u ρρρ-= V ρ3m L ρ3m δT A 'A f A

可由史密斯关联图查得气体负荷因子C ,气液两相流动参数为

90.13883816=V

L

S S V L ρρ 取板间距m H T 5.0=,板上液层高度m H L 08.0=,则液滴沉降高度为

m H H L T 42.0=-,查史密斯关联图:

液相表面张力m N /02.0=σ时的气体负荷因子s m C /105.020=,由于所处理的液相表面张力为m N /12707670.0=σ,则需矫正:

s m /50.095895110.020.012707670.1050.020.2

0.2

=⎪

⎝⎛⨯=⎪⎭

⎫ ⎝⎛σ

则可求得泛点气速为:

s m C

V L f /0.65373718819

.2323.3718819

-1109.51609095895115.0u ===ρρ

取f u u 7.0'=,即s m /4576.0u '=,则可求得气体流通截面积为

2S 55.114576

.084.52u V A m =='=

'

3.塔板面积的确定

由于s m L S /06476.13=初步估计3m 左右,根据溢流形式的参考表可 以暂时选择双溢流形式。根据经验,可取

65.0=D

l w

,查的弓形降液管的参数图,可取07.0=T

f A A ,

125.0=D

W d

,则塔板面积为 2T 9.1203m 0.07

-1A A ='

=

则可求得塔径为

3.197m 0.785

A D T

==

考虑分块塔板固定区域取D=3.2m ,符合双溢流选择条件。

实际塔截面积 22

T 8.0384

m 0.785D A == 实际气体流通截面积 2T 7.4757m 0.07)A -(1A ==' 实际适宜气流速率 s m A V S

/934.0u ='

= 则

735.0u

=f

u ,在0.6-0.85之间,则塔径计算正确。 4.溢流装置

溢流装置为双溢流。 1.弓形降液管尺寸

已知

07.0=T

f A A ,

125.0=D

W d

得 弓形降液管面积

弓形降液管宽度

为降低气泡夹带,液体在降液管内应有足够的停留时间以使气体从液相中分离出,一般要求不应小于3~5s ,而对于高压下操作的塔以及易起泡的物系,停留时间应更长些,为此,必须进行校核。

则液体在降液管的停留时间为

2

0.070.7893f T A A m ==0.1250.475d W D m ==τ 6.1185f T S

A H s s L τ=

=>

由于停留时间s 5>τ,故降液管尺寸设合理。 2.流堰尺寸

溢流堰长

采用平直堰,由于

,查液体收缩系数计算图可得,

E=1.042,则堰上液层高度ow h 可由下式计算

m l L E h w S ow 069.0100084.23

2=⎪⎪⎭

⎝⎛=

出口堰高m h h h ow L w 051.0=-=

取降液管低隙处液体流速s m u oL /25.0=, 这降液管底隙高度为:m u l L h oL

w S

O 1253.0==

5.浮阀数及排列方式

1.a.受液区和降液区:一般这两个区域的面积相等,均可按降液管截面积A f 计;

2.b.边缘区:在塔壁边缘留出一定宽度的环形区域供固定塔板用;

3.c.入口安定区和出口安定区,通常宽度相等;

4.d.有效传质区:余下的塔板上有浮阀孔的区域。

5.于此处考虑,有经验可知:

0.65 2.47W l D m ==2.5 2.5

278.64

29.06() 2.47s W L l ==

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