单溢流弓形降液管对塔径的要求

如题所述

塔板的溢流类型有U形流,单溢流,双溢流,和阶梯式双溢流。单溢流又称直径流,液体横过整个塔板,自受液盘流向溢流堰。液体流径长,塔板效率较高。塔板结构简单,广泛应用于直径为2.2米以下的塔中。在上一节塔径的初步设计中已经算出塔径取1.2米,所以采用单流形的弓形降液管。

降液管截面积Af是塔板的重要参数,它与塔截面积AT之比与(lw/D)有关。Af/AT过大,气体的通道截面积A和塔板上气、液两相接触传质的区域都相对较小,单位塔截面的生产能力和塔板效率将较低;但Af/AT过小,则不仅容易产生气泡夹带,而且液体流动也会不流畅,甚至可能引起降液管的液泛。根据经验,对于单流形的降液管,一般取Af/AT=0.06~0.12;对于小塔径塔Af/AT有时可低于0.06,本课程设计中可取Af/AT=0.098。 (2) 溢流堰

溢流堰(外堰)又称出口堰,它设置在塔板上的液体出口处,为了保证塔板上有一定高度的液层并使液流在板上能均匀流动,降液管上端必须超出塔板板面一定高度,这一高度称为堰高,以hw表示。弓形降液管的弦长称为堰长,以lw表示。为使上一层板流入的液体能在板上均匀分布,并减少进入处液体水平冲击,常在液体的进入口处设置内堰,当降液管为圆形时,应有内堰,当采用弓形降液管时可不必设置内堰。

堰长lw根据液体负荷和溢流型式而定。对单溢流,一般取lw为(0.6~0.8)D,其中D为塔径。

板上液层高度为堰高与堰上液层高度之和,即:

hL =hw+how

式中hL——板上液层高度,m

hw——堰高,m

how——堰上液层高度,m。

堰高则由板上液层高度及堰上液层高度而定。

溢流堰的高度hw直接影响塔板上的液层厚度。hw过小,液层过低使相际传

化工课程设计说明书 18

质面积过小不利于传质;但hw过大,液层过高将使液体夹带量增多而降低塔板效率,且塔板阻力也增大。根据经验,对常压和加压塔,一般采取hw=50~80mm。对减压塔或要求塔板阻力很小的情况,可取hw为25mm左右。

堰长lw的大小对溢流堰上方的液头高度how有影响,从而对塔板上液层高度也有明显影响。对于塔径大于800mm的大塔,常采用倾斜的降液管及凹形受液盘结构,但不适宜用于易聚合及有悬浮固体的情况,此时比较适宜用平直堰结构。在这次课程设计中,我们选择了平直堰结构,其堰上方液头高度how可由用弗兰西斯(Francis)式计算:

how?L2.84(m) (1.8) ?E?(S)2/3

1000lw式中,Ls为液体流量,m3/h;lw为堰长,m;E为液流收缩系数。E体现塔壁对液流收缩的影响,若Ls不是过大,一般可近似取E=1,所引起的误差不大。一般设计时,how不宜超过60~70mm,过大时宜改用双流型或多流型布置。液量小时,how应不小于6mm,以免造成板上液相分布不均匀,如果达不到时,可采用齿形堰。

取堰长lw=0.73D=0.73?1.2=0.876m 对于精馏段,近似取E=1,

L2.84?8.146?how??E?(S)2/3?0.00284?1.0???1000lw?0.876?23?0.0126m

hw?hL?how?0.07?0.0126?0.0574m 对于提馏段,近似取E=1,

L2.84?16.78?how??E?(S)2/3?0.00284?1.0???1000lw?0.876?23?0.020m

hw?hL?how?0.07?0.02?0.05m (3) 受液盘

化工课程设计说明书 19

塔板上接受降液管流下液体的那部分区域称为受液盘。它
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