工艺设计要点24点(切记)

工艺设计要点24点(切记)
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[ 本帖最后由 tfx511024 于 2008-6-25 17:02 编辑 ]

工艺设计要点之填料塔：
(a)根据每米填料层高度的压降，来判断是否会液泛。
通常每米填料的液泛压降为0.017～0.025 Kg/cm2
(b)而在载点以下操作，则是正常稳定的操作条件。
通常每米填料的载点压降为0.0043～0.009 Kg/cm2
在此操作条件下的填料等板高度HETP是最低的，
也即分离效率最高。
2。由于风载和地基等原因，塔的高度一般不超过53米。
3。对于小于900 mm直径的小塔，通常采用填料塔。
这是基于小直径板式塔制造费用高昂的考虑。
4。典型的全塔效率通常在60～90 %之间。
5。通常筛板塔盘间距为300～400 mm；真空塔盘间距为500～750 mm。
如果考虑方便维修，相应的板间距要大一些，机械设计上的最低要求为460 mm。

1、对于理想混合物，其相对挥发度可以取其纯组分蒸汽压的比值。
2、塔的操作压力主要取决于冷凝器中冷剂的冷凝温度，以及再沸器中为避免工艺物流热降解而允许的最高温度。
3、对于顺序分离精馏塔系列：
首先进行最容易的分离(采用最小塔板数及最小回流比)
如果相对挥发度及进料组成变化不是很大，可一次将需要的产品精馏出塔顶。
如果相对挥发度及进料组成变化很明显，按照其挥发度的降序排列，依次精馏出所需产品。
如果进料浓度变化很明显，但是相对挥发度相差不多，按照其浓度的降序排列，依次精馏出所需产品。
4、最经济的回流比通常在最小回流比的1.2 ~ 1.5倍之间。
5、最经济的塔板数通常取最小理论板数的两倍，而最小理论板数是由Fenske-Underwood关联式决定的。
6、通常塔盘设计中实际塔盘数目要比计算值富余出10 % 。
7、板间距应该取450 ~ 610 mm 。
8、塔盘效率最高值通常在中等压力下蒸气线速度为0.6 m/s ；真空条件下蒸气线速度为1.8 m/s 。
9、每块塔盘的典型压降为0.007 bar。
10、水溶液物系精馏的塔盘效率通常在60 ~ 90 % ，而气体吸收和汽提塔的塔盘效率接近于10 ~ 20 %。
12、最常见的三类塔盘为浮阀、筛板和泡罩。泡罩适用于要求低漏液率的工况，其压降比浮阀和筛板塔盘还要低。
13、筛板塔盘筛孔直径约为6 ~ 13 mm，开孔面积约占塔盘总鼓泡面积的10 %。
14、浮阀塔盘阀孔直径为38 mm，每平方米鼓泡面积中约设置130 ~ 150 个浮阀。
15、最普通的堰高为50 ~ 76 mm，典型的堰长取塔径值的 75 %。
16、回流泵的输送能力应该有至少10 %的设计余量。
17、适宜的Kremser吸收因子通常在1.25 ~ 2.00 之间。
18、回流罐通常是卧式安装，设计停留时间为5分钟时充满罐容积的一半。
19、对大多数的塔，直径至少为0.9 m ，其顶部应该留1.2 m高度的蒸气排放空间，底部应该留1.8 m高度的釜液累积排放和再沸器返回接口空间。
20、由于风载和基础的原因，塔高不宜超过为60 m。
21、塔的长径比一般不超过30，最好低于20。
22、根据塔径粗估再沸器热负荷：

Q = 1.36×D2 对于加压精馏塔；

Q = 0.8×D2 对于常压精馏塔；

Q = 0.4×D2 对于真空精馏塔。
     其中热负荷Q，106 kcak/hr； 塔径D，m

工艺设计要点之一：物性数据

某些工程设计实践经验是十分宝贵的。

听说某资深工程师在现场转一转，

瞄着一根管线和旁边流量计的读数，就能估算出其压降来，不超过5%误差；

不要做什么复杂的计算，就能目测出容器的大概尺寸；

向裸管上吐一口唾沫，能估计出其表面温度；

这些专业特技绝活非一日之功，都是经过长期的实践和体会摸索得来的。

除了已经定式的一些概念、数据之外，肯定还有一些简便的算法、规则在其脑海里。

但要强调的一点是，这些经验公式只是用于估算，在某些场合下不能替代严格设计计算。

它只适用于远离设计本部的施工现场，手头又没有严格正规的设计计算程序、手册。

这时，凭经验和这些设计要点可以省却很多时间。

实际工程经验的积累是从一个普通工程师到资深工程师的转折点。

对一个化学工程师来说，实际工程经验是十分重要的。

估算在某些时候、某些场合要比严格计算更加实惠、便捷。

在以后不定期刊发的“工艺设计要点之...”系列选辑中，

将汇编一些工程设计中常见的数据、图表和关联式。

希望广大设计人员，尤其是工艺系统工程师们搜集工作中的点滴经验、体会，

贡献出来，取长补短，共同提高我们的设计水平的技能。

本期从几个方面陈列一些常用的工程数据，供化学工程师参考。

常用物质的物理性质数据

物性	单位	水	有机物液体	蒸汽	空气	有机物气体
热容	kJ/kg-oC	4.2	1.0～2.5	2.0	1.0	2.0～4.0
密度	kg/m3	1000	700～1300		1.29@STP	见下式
潜热	kJ/kg	1200～2100	200～1000
导热系数	W/m-oC	0.55～0.7	0.1～0.2	0.025～0.07	0.025～0.05	0.02～0.06
粘度	cP	1.8@0oC 0.57@50oC 0.28@100oC 0.14@200oC	随温度变化	0.01～0.03	0.02～0.05	0.01～0.03
普兰德数		1～15	10～1000	1.0	0.7	0.7～0.8

Prandtl数表示流体物性对传热的影响。

有机物液体密度与温度的关联式：

ρL∝(Tc-T)0.3

有机物气体密度可按下式计算：

ρG=(MW×P)÷(Z×R×T)

水的沸点是压力的函数：

Tbp(oC)=(压力MPa×109)0.25

其他常用的工程常数：

在空气中的声速= 346 m / s

光速= 3.0×108
m / s

重力常数=980.665 gm
cm / gf
s2

阿佛迦德罗常数=6.02×1023
/mol

普适气体定律常数R= 1.9872 g cal / g mol K

=8.31434 J / mol K

  

=8.31434 m3
Pa / mol K

质-能关系=8.99×1016
J/kg

=913.5 MeV / u

介电常数=8.85×10-12
F / m

        
=1.26×10-6
H / m

普朗克(Planck)常数=6.63×10-34
Js

               
=4.14 x 10-15
eVs

波尔兹曼(Boltzmann)常数=1.38×10-23
J / K

                                             
=8.62×10-5
eV / K

元素电荷=1.60×10-19
C

电子静质量=9.11×10-31
kg

质子静质量=1.67×10-27
kg

玻尔(Bohr)半径=5.29×10-11
m

玻尔(Bohr)磁子= 9.27×10-24
J / T

=5.79×10-5
eV / T

其他常见的无因次数群：

雷诺数(Reynolds)表示惯性力与粘滞力之比；

普兰德数(Prandtl)表示流体物性对传热的影响；

施密特数(Schmidt)表示流体物性对传质的影响；

努塞尔数(Nusselt)表示给热系数；

欧拉数(Euler)表示压差；

马赫数(Mach)表示线速与声速之比；

施伍德数(Sherwood)表示传质系数；

史坦顿数(Stanton)表示传递热量与流体热容量之比；

韦勃数(Weber)表示惯性力与表面张力之比；

弗鲁德数(Froude)表示重力对流动过程的影响；

伽利略数(Galileo)表示重力与粘滞力的关系；

格拉斯霍夫数(Grashof)表示自然对流对传热的影响；

路易斯数(Lewis)表示物性对传热和传质的影响；

彼克列数(Peclet)表示总体传热量与扩散传质量之比。

楼主你好，麻烦你把填料塔的塔高计算公式写出来吧！
还有填料层的计算公式，如果您有计算数更好，您可以发到我邮箱里
liuxiaoyu5858@163.com 谢谢您了！

我们公司五个塔都是填料塔，开始还一直以为填料塔比板式塔更好，原来是因为塔径的原因哦

难道填料塔和板式塔选择的依据就是塔径?

一般情况下填料塔压降比板式塔小，效率比板式塔大。填料比塔板成本高，安装周期短，检修不如塔板方便。

补充一点填料塔的操作弹性要大

原帖由 zhangyan_q 于 2008-11-13 12:02 发表
补充一点填料塔的操作弹性要大

这不对吧。。。填料塔操作弹性比筛板还小得多。。。

谢谢分享

【欧赔【穷【

太好了，谢谢分享

谢谢楼主分享

好东西 谢谢分享