汽提塔设计
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汽提塔设计
汽提塔设计
一、操作条件
二、汽提塔设计计算
1、悬浮液加入量
悬浮液进料量:12112.7kg (12m3/hr) 悬浮液比重:1.099T/m3 悬浮液固含量: 32% (我们的实际实际值是 35.4%左右) 则每小时进料悬浮液内PVC含量
12×32%1.099=4.22T/hr
2、水蒸气流通量
塔顶蒸汽通常以每小时悬浮液加料量3-5%来调节
本设计采用4%来调节
P=0.2MPa, 水蒸气t=119.6℃, 比容0.903m3/kg
则水蒸气通量
121.0994%=0.53T/hr
3、水蒸气体积流量
0.903530=478.6m3/hr
4、气液量比
478.6/12=39.88=40
5、蒸汽消耗定额(以每T PVC计)
每小时PVC树脂量: 3.76T/hr (绝干物料量)
每小时蒸汽通量: 0.53T/hr
蒸汽消耗定额:0.53/3.76=0.141T H2O(g)/T PVC(绝干)
6、回收单体最大量
由物料衡算可知:回收VCM量: 16.49kg/T PVC 3.76=62.0024kg/hr 圆整到62kg/hr 塔顶压力:8104Pa,此时VC的分压
则 PVC=2600Pa
此时水蒸气分压:PH2O=80000-2600=7.74×104Pa
PV=nRT
1063.1m3/hr 塔顶62℃
7、塔顶蒸汽通量
每小时蒸汽通量: 0.53T/hr
塔顶水蒸气分压:7.74×104Pa 蒸汽的比容:2.176m3/kg 假设此时蒸汽全部汽化随VC进入冷凝系统
蒸汽通量: 0.53×2.1761000=1153.3m3/hr
8、塔顶混合蒸汽总量
1063.1+1153.3=2216.4m3/hr
9、塔径、开孔率、孔径计算
(1)塔径计算,取空塔气速 0.6m/s
(2) 塔高计算
取塔板40块,以保证分离效率,板间距取400mm
① 塔顶空间
考虑到气提夹带PVC露状粒子,为了让其自由沉降下来,取塔顶空间0.6D,即0.8m
② 塔底空间
塔底出料时,树脂停留时间不宜过长,本设计取停留时间为2分钟
V=12×2/60=0.4m3
V= =0.354m
为便于控制液面波动,而应留有余量,本设计取塔底空间H=0.5m ③ 塔高计算
H=0.4×40+0.8+0.5=17.3m
(3) 开孔率、孔径的计算、孔间距
查《聚氯乙烯工艺学》取孔径16mm,开孔率取Φ=10% 每块板上的孔数
=1.22/0.0162×10%=563个
孔间距φ用10代,则t=48.2mm
(4)塔主要参数
塔径(mm) 1200
塔高(mm) 17300
孔径(mm) 16
孔数 563
10、小孔气速
=5.44m/s
三、汽提塔热量衡算
浆料中 GH2O=8202.7kg/h 水蒸汽 GH2O(g)=530kg/h
GPVC=3824.3kg/h
塔底出料 GPVC=3813kg/h
GH2O=8202.3kg/h
1、进入汽提塔的热量Q进
(1)浆料带入的热量Q1
t1=75℃ Cp(H2O)=4.184kJ/kg.℃
Cpvc=1.839 kJ/kg.℃
解得: Q1= Cpvc. Gpvc.t1+ CpH2O. GH2O.t1
=1.839×3824.3×75+4.184×8202.7×75 =3.1×106kJ/h
(2) 蒸汽带入的热量Q2
蒸汽t2=120.27℃ 汽化潜热H=2199.10kJ/kg
Cp(H2O)=4.247k J/kg.℃ t3=102℃ Cp(H2O)=4.216kJ/kg.℃ Q2= GH2O(g)H+ GH2O (g)CpH2O(t2-t3)
=530×2199.10+530×(4.216+4.247)/2×(120.27-102) =1.21×106kJ/h
Q进=Q1+Q2=4.31×106 kJ/h
2、汽提塔带走的热量Q出浆料带走的热量t3=102℃ Cp(H2O)=4.216kJ/kg.℃
Cpvc=1.839 kJ/kg.℃
Q3= Cpvc. Gpvc.t3+ CpH2O. GH2O.t3
=1.8392×3813×102+4.216×8202.7×102=4.24×106kJ/h 热损失,取热损失为进料量的1%
Q损=1%×(Q1+Q2)=4.31×104kJ/h
塔顶蒸汽带走热量Q4
Q1+Q2=Q3+Q4+Q损
Q4=4.31×106-4.24×106-4.31×104=2.69×104kJ/h 塔顶冷凝管所需冷水量Q
Q传=Q4
T=35℃Cp(H2O)=4.167kJ/kg.℃
ρH2O=993.95kg/m3
冷却水 t进=30℃ t出=40℃
W冷却水=Q4/CpΔt=