文档介绍:稳定塔(T101)设计
流体力学数据
由Aspen plus模拟得T101塔得各塔板上得物性参数可知,选取塔板上气液相负荷最大得第28块塔板进行手工计算与校核;
第28块板得流体力学数据如下:
表4-3-1-1 稳定塔(T101)第10块塔板流体力学数据
液相流量
m3/s
气相流量
m3/s
液相密度
kg/ m3
气相密度
kg/ m3
液相黏度
mPa•s
液相表面张力
mN/m
0、113
0、326
593、995
18、306
0、147
9、228
塔体工艺尺寸设计
塔径:
根据流量公式可算塔径,即
,其中得C由计算,C20可由史密斯关联图查得,图得横坐标为
图1-1-2-1 史密斯关联图
取板间距HT=0、8m,取板上液层高度hL=0、1m,则
查图得C20=0、081,则
,
取安全系数0、7,则空塔气速
所以,按标准塔径圆整后
塔截面积为:
实际空塔气速为
塔板工艺尺寸设计
(1)溢流装置计算
本设计采用双溢流弓形降液管,不设进口堰;
堰长lw
取堰长
② 溢流堰高度
由 计算
选用平直堰,堰上液层高度how由下式计算,即
由前面已知板上清液层高度 ,故:
弓形降液管宽度与截面积
由,查图得 ,
所以
根据验算降液管停留时间,即
,符合要求
④ 降液管底隙高度h0
降液管底隙高度就是指降液管下端与塔板间得距离,降液管高度应小于出口堰高度,才能保证降液管底端有良好得液封,一般按下式计算:
,取
则
故降液管底隙高度设计合理
(2)塔板布置
① 塔板得分块
因为D≥800mm,采用分块式塔板,查下表得,塔板分为3块
表4-3-3-1 单溢流型塔板分块数
塔径/mm
800~1200
1400~1600
1800~2000
2200~2400
塔板分块
3
4
5
6
② 边缘区宽度确定
取破沫区宽度: ,取边缘区宽度:
开孔区面积计算
对于单溢流塔板,开孔区面积按下式计算,即
其中:
代入数据,得
④ 阀孔计算及其排列
取阀孔动能因子,用下式求孔速
所以,塔板上浮阀数为
浮阀排列方式采用等腰三角形叉排,取同一横排得孔心距,则可按下式估算排间距,即
考虑到塔得直径比较大,必须采用分块式塔板,而分块式板得支撑与衔接也要占去一部分鼓泡区面积,因此排间距不宜采用120mm,因小于此值,取
按,,等腰叉排重新排得阀数为64个。
图4-3-3-1 塔盘阀孔排列
按N=64重算孔速及阀孔动能因数:
阀孔动能因数变化不大,仍在9~12范围内,设计合理
塔板开孔率
流体力学检验
(1)塔板压降
① 干板阻力
先求
因为,按下式计算
液柱
② 板上充液层阻力
就是反映板上液层充气程度得因数,称为充气因数,因为液相为环丁砜,所以取充气因数
所以 液柱
③ 液体表面张力所造成阻力
浮阀塔得一般都很小,忽略不计
所以,与气体流经一层浮阀塔板得压力降所相当得液柱高度为
液柱
则单板压降
(2)液泛
为了防止液泛现象得发生,要求控制降液管中清液层高度
可用下式计算,即
① 与气体通过塔板得压力降所相当得液柱高度,由前面计算所得,
液柱
② 液体通过降液管得压头损失,因为不设进口堰,所以按下式计算,即
液柱
③ 板上液层高度:由前面选定板上清液层高度
则:
取,又已选定,
所以,
,符合防止液泛得要求
(3)雾沫夹带
分别按以下两式计算泛点率:
泛点率
泛点率
取,由泛点负荷系数图查得 ,将上述数据代入得
泛点率
泛点率
根据以上两条式子算出泛点率都在80%以下,故雾沫夹带量能够满足要求
塔板负荷性能图
(1)雾沫夹带线
泛点率
按泛点率80%计算如下:
整理得
可知,雾沫夹带线为直线,在操作范围内任取两个Ls值,按照上式计算出相应得Vs值列于下表中;据此,可作出雾沫夹带线
表4-3-5-1
Ls/(m3/s)
0、002
0、010
Vs/(m3/s)
0、63026
0、60065
(2)液泛线
联立之前式子,可得
将式中各值代入,整理得
在操作范围内任取若干个Ls值,按上式计算出相应得Vs值列于下表中
表 4-3-5-1
Ls/(m3/s)
0、001
0、003
0、004
0、005
Vs/(m3/s)
0、578