文档介绍：稳定塔(T101)设计
流体力学数据
由Aspen plus模拟的T101塔的各塔板上的物性参数可知,选取塔板上气液相负荷最大的第28块塔板进行手工计算和校核;
第28块板的流体力学数据如下:
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
塔体工艺尺寸设计
塔径:
根据流量公式可算塔径,即
,其中的C由计算,C20可由史密斯关联图查得,图的横坐标为
图1-1-2-1 史密斯关联图
取板间距HT=,取板上液层高度hL=,则
查图得C20=,则
,
,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:
弓形降液管宽度和截面积
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
降液管底隙高度是指降液管下端与塔板间的距离,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的液封,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塔板的分块
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,取同一横排的孔心距,则可按下式估算排间距,即
考虑到塔的直径比较大,必须采用分块式塔板,而分块式板的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
是反映板上液层充气程度的因数,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
浮阀塔的一般都很小,忽略不计
所以,与气体流经一层浮阀塔板的压力降所相当的液柱高度为
液柱
则单板压降
(2)液泛
为了防止液泛现象的发生,要求控制降液管中清液层高度
可用下式计算,即
①与气体通过塔板的压力降所相当的液柱高度,由前面计算所得,
液柱
②液体通过降液管的压头损失,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,
,符合防止液泛的要求
(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的,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的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)
Vs/(m3/s)
(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,按上式计算出相应的Vs值列于下表中
表 4-3-5-1
Ls/(m3/s)
Vs/(m3/s)
根据表中数据做出液泛线
(3)液相负荷上限线
液体的最大流量应保证在降液管中停留时间不低于3~5s,根据下式知液体降液管内停留时间为
以作为液体在降液管中停留时间的下限,则
(4