Ⅰ 填料塔內的氣液兩相流,氣相速度和液相速度一般是多少
^填料來塔是精餾塔的一種,塔源內的兩相流動情況分別用液相載荷L(m^3/(m^2 h))表示液相速度和F因子(Pa^0.5)來間接表示氣相速度。
從液相載荷L的單位來看,就是速度單位m/s。為什麼要寫成m^3/(m^2 h)這么復雜,原因在於塔內的速度有塔徑決定,因此體積流量(m^3/h)/塔的橫截面積(m^2)就是液相載荷,即液相速度。一般來說液相載荷在10 m^3/(m^2 h)這個數量級,亦是液相速度在10 m/h這個數量級。
對於氣相速度來講,F因子=塔內最大氣速Vmax*氣相密度rho_g^0.5。F因子的單位是Pa^0.5,其值一般為1這個數量級,那麼氣體速度大概在0.1 m/s-1 m/s 的數量級。
Ⅱ 什麼叫精餾段和提餾段
精餾塔是指在加料板以上的部分(不包括加料板本身),提餾段是指加料內板以下的塔容段(包括加料板)。
精餾段的作用在於將物料中的易揮發組分盡量蒸去.使蒸氣愈往上流,其中的易揮發組分逐板愈益增濃。由於在加料板上有原料加入,精餾段的物料衡算與其下的提餾段有所不同,故對精餾塔的分析,一般分為上述兩段進行。
提餾段此段的作用在於將物料中的易揮發組分盡量提出,使液體愈下流其中的難揮發組分逐漸增濃。
(2)一般蒸餾塔運行氣速擴展閱讀:
提餾塔板的工業選型
提餾塔板的結構應該盡量利用氣體上升時的動能推動液體前進,設法使氣液在板上同向流動,以便減小液面落差;同時盡量提高氣速和氣體吹出分布點數,提高液體表面積,增大輕組分逸出機率,提高提餾效率,降低汽提蒸汽用量或再沸汽量,減少能耗;
在保證較大的氣速和液體充分分散的前提下,降低塔板壓力降、霧沫夾帶和泄露,提高液體界面更新機率,達到較高的提餾板效率;另外還應簡化結構,提高板強度,保證長周期運行。
Ⅲ 乙醇水溶液蒸餾時,塔的液泛氣速公式中的液相、氣相密度是怎麼求的
設n1表示來乙醇的,n2表示水的自,n=n1+n2,由n1=0.050n可知:n2=0.950n,所以m=46n1+18n2=2.3n+17.2n=19.5n(注意,用 mol.dm-3表示時,先求出體積v=19.5n/0.979=19.918ncm3,即0.0199ndm3,故為:0.050/0.0199=2.513 mol.dm-
Ⅳ 填料精餾塔精餾過程中上升蒸汽速度多大合適
塔內上升蒸汽的速度大小直接影響著傳質效果,一般地說,塔內最大的蒸汽上升速專度應比液泛速度小一些屬,工藝上常選擇最大允許速度為液泛速度的80%,速度過高會產生液泛或者霧沫夾帶,速度過低會產生泄露現象,使塔板效率顯著下降。
Ⅳ 精餾塔規格 學過化工原理的進
僅給你方法,數據自己算啊!!
精餾是根據各種物質揮發性的差異對一個多組分溶液進行分離的方fa,是一種最具代表性的傳播質單元操作.精餾可集中在精餾塔中進行,了為達到對某一多組分溶液的分離要求,精餾塔需要安裝一
定數量的塔板,以及根據原料的組成和進料狀態確定進料板.計算精餾塔中某一分離過程的理論塔板數
的方fa通常有逐板計算fa、理論板圖解fa和理論塔板簡捷計算fa.
1 逐板計算fa
逐板計算fa,就是利用物料的氣一液相平衡關系和操作線方程聯立得到提餾段和精餾段的方程,
然後利用精餾的方程由塔頂餾出液液相組成開始,逐板算出精餾段各塊塔板的液相組成,同時將X
+ 1與X (同口線方程聯立操作線方程所確定)比較,確定進料板位置;進料板位置確定以後,改用提
餾段的迭代方程求算提餾段各塊塔板的液相組成,直至X 小於X 為止, 即為該分離操作所需的理
論塔板數.
假定精餾的原料F,X,,進料的溫度丁,,壓力P,,分離要求。、z ,迴流比R,以及操作壓力條件
下,即可進行精餾塔設計,由物料衡算方fa確定采出量D、W 以及口。已知體系操作范圍內地平均相對揮
發度口,於是則有
精餾段操作線方程
提餾段操作線方程一
體系相平衡關系— F T
1.1 精餾段的計算
當塔頂蒸氣全部被冷凝時,則有: 一z。由於冷凝器全凝,無分離能力,不計為理論板,則以塔頂計
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第一塊理論板.因。由工藝所規定,故Y。為已知.由平衡關系計算與Y。呈相平衡的液相組成。通過。
採用精餾段操作線方程計算來自第二板蒸氣的組成Yz與此類推,交替使相平衡與物料平衡關系,計算
精餾兩相的組成.
1.2 進料板的計算
當精餾段逐板計算到液相組成即。時,物料衡算關系應換為提餾段操作方程.將
此更換物料衡算關系式的理論板,作為進料板為宜,即最佳進料位置.
1.3 提餾段的計算
交替使用相平衡及物料平衡關系,逐級計算提餾段的組成分布,計算的液相組成略低於或等於
時,即可結束計算.計算中採用平衡關系的次數即塔滿足分離要求所需的理論板數N.由於再沸器存
在部分化,具有分離能力,相當一塊理論板.
迭代計算fa可用如下框圖表示:
本文以苯一甲苯二組分溶液
例常壓下用連續精餾塔分離含苯44 的苯一甲苯混合物.進料為泡點液體,進料流率取
100kmol/h為計算基準.要求餾出液中含苯不小於94 .釜液中含苯不大於8 (以上均為摩爾百分
率).設該物系為理想深液.相對揮發度為2.47.塔頂設全凝器,泡點迴流,選用的迴流比為3.試計算精
餾塔兩端產品的流率及所需的理論塔板數.
解由全塔物料衡算:F= D+W
FXF= DXD+ WX
將已知值代入,可解得D 一41.86kmol/h W = 58.14kmol/h
精餾段操作方程為· 一+
即3, 。= z + 一o.75x.+ o.235
提餾段操作方程為, = } 一
又L= RD = 3×41.86= 125.86kmol/h泡點液體進料時q= 1,故提餾段操作方程為
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相平衡方程為一rF T
或一一一
對於泡點進料,X。一XF= 0.44
設由塔頂開始計算,第1塊板上升及汽組成。一。=0.94.第1塊板下降液體組成。由相平衡方程式(iii)計算:
第2板上升蒸汽組成Y2由精餾段操作方程(i)計算:Y2— 0.75×0.8638+0.235— 0.8829
第2板下降液體組成。由相平衡方程(iii)計算,可得z一0.7532
如此逐級往下計算,可得
Y3— 0.8 3— 0.618
4— 0.6985 3— 0.484
Y5— 0.598 3— 0.376
因。< 。一0.44,故第5板為進料板;習慣上,將進料板包括在提餾段內,故精
餾段有4塊理論塔
板.自第5塊開始,應改用提餾段操作方程式(ii)由求下一板上升蒸汽組成
故Y6— 1_3472×0.376—0.0278— 0.4787
第6板下降液體組成th~(iii)計算:X 一= 一0.271 如此繼續計算,
可得
y7— 0.3373 z7— 0.1709
Y8— 02024 z8— 0.09316
Y9— 0.0977 z9— 0.042
因Y。< 一0.08,故所求的總塔板數為9塊(包括釜).
2 理論板圖解fa
理論板圖解fa是一種採用繪圖求解塔板數的方fa,具體的解題步驟如下:
(1)在直角坐標中繪出體系相平衡曲線z~ Y,
(2)連接對角線,繪出精餾段操作線且精餾段操作線通過D(x。,z。),C(O, )兩點·
(3)由q線方程—r z一繪出q線且經過F(Xf~5of),G(0,等)兩點.
(4)繪出精餾操作線並交q線方程於Q點.
(5)繪出提餾段操作線且通過b~x , )Q( ,y )點.
(6)因y 一z。所以從塔頂D 點開始作水平線交平衡曲線於1,求得呈現平衡的液相相成z ,再由
1點作垂線交精餾段操作線於1 點,求得第二板蒸氣組成Yz,如fa在平衡線與精餾段操作線之間作梯
級,當求得z z。時,應由精餾更換提餾的操作線,即在平衡線與提餾段操作線之間作梯級,當求得液
相組成z 時結束.此時梯級數N(含再沸器)為所求的理論塔板數N,跨過兩操作線交點的板為最佳進料板N .
上述例題變可在—Y圖上利用圖解fa進行計算.首先,作得物系在操作壓力下的平
衡曲線和給定條件下的兩條操作線如圖所示.由於Y 一。,可在對角線上確定點D(xo, o),然
後從D點出發,在平衡線與精餾段操作線之間作梯級.當獲得< 時,則在平衡線與提餾段操作線間作梯級至< ,獲得總理論板數為N 一9(含再沸器),進料位置為第5板N,一5,和前逐板計算結果相同.顯然,上述
圖解過程也可從表示塔底的點w 出發一進行.
3 理論塔板簡捷計算方fa
在實際生產過程中我們將許多不同精餾塔的迴流比、最小迴流比、理論板數及最小理論板數即R、
Rmin、N、Nmin四個參數進行定量的研究得出四個參數的關系式,並用此式繪製成圖稱為吉利蘭圖
(Gillilad)(圖略),關系式如下:
-o.75『一c 魯。66。]
簡捷fa具體步驟:
(1)根據精餾給定條件計算R
(2)由Fenske方程及給定條件計算N
N 一logI(1 X~x
,o)/(1 X --~x)7. F n k 方程
(3)計算一/P二
(4)由吉利蘭圖求
-
解
. I- ]
Y值,並解得理論板數N 一(N及Nm 竹均含再沸器理論板).採用簡捷fa也可估算精餾塔精餾段及提餾段理論塔板數或進料位置.如果計算精餾段理論塔板數,
則求精餾段最少理論板數N,擅, 由進料組成z,代替,a為精餾段平均相對揮發度a ,按以上步驟求
得精餾段理論板數N 一N— 1.同理,求得提餾段理論板數N .
4 結束語
在以上三種計算方fa中我們經常採用逐板計算fa.它比圖解fa具有概念清晰、計算準確的特點,且
能避免圖解fa在塔板數較多時誤差過大的缺點.用逐板計算fa求算理論塔板數,我們也可以採用EX—
CEL軟體簡化計算.總之作為一名專業人員我們應該在不同的情況下熟練應用每一種方fa.
Ⅵ 精餾塔氣體通過篩孔的速度怎麼計算
他是有一個計算公式的,你可以找到他的一個計算公式進行計算,就是可以測量出速度。
Ⅶ 蒸餾塔的蒸餾塔的工作原理
在發酵成熟醪中,不單是含有酒精,還含有其它幾十種成分的物質,若加上水,這些物質的含量遠遠超過酒精的含量,成熟醒中酒精含量僅為7—11%(容量)左右,而包括水、醇類、醛類、酸類、脂類的雜質幾乎佔90%,要得到純凈的酒精,就必須採用一定的方法,把酒精從成熟醪中分離出來。生產中是採用加熱蒸餾的辦法,把各種不同沸點、比重、揮發性的物質從不同的設備中分離出來,從而得到較高純度的酒精。
粗餾塔的工作原理為發酵成熟醪通過預熱後,進入粗餾塔中的上部,塔底不斷均勻地通入加熱蒸氣,這時由於加熱的作用就可將成熟醪中液態酒精轉變為酒精氣體,同時其它低沸點和揮發性的雜質,都成為氣態,和酒精一同進入排醛塔中(也可直接進入精餾塔),塔底將蒸餾後的廢糟排出塔外。
粗餾塔運行正常時,塔頂溫度不得低於93℃,但也不能過高,過高的頂溫對分離無利,且耗蒸氣量大。一般控制在95—96℃。溫度過低,醒中的酒精沒有完全蒸發出來,逃酒率明顯增大。純酒精的沸點是78.3℃,但混有水等成分的混合液體的沸點遠遠不止78.3℃,所以,粗餾塔底溫控制不應低於105℃,一般在105℃—109℃之間。成熟醪進入粗餾塔前必須進行預熱,減小溫差,有利於粗餾塔穩定運行。一般應將醪預熱溫度控制在60—70℃之間,有些生產單位由於設備性能的影響,一般偏低5—10℃。
除醛塔的工作原理是成熟醪中的酒精經過粗餾後,由氣態從粗餾塔頂進入除醛塔中,通過除醛塔內再適量的加熱、冷凝、迴流,使粗酒精中所含的醛、酯等低沸點、易揮發的雜質從排醛管中排出,脫醛酒精從醛塔底部進入液相精餾塔,部分酒頭從酒頭管中進入後發酵罐的醪中或成熟醪中。
正常情況下,除醛塔底部溫度為86—89℃,塔頂溫度控制在79℃,除醛塔上的1*冷凝器水溫不應低於60℃,最後一個冷凝器的溫度不得低於25℃。
精餾塔的工作原理是酒精通過以上兩塔蒸餾後,酒精濃度還需要進一步提高,雜質還需進一步排除,精餾塔的蒸餾目的就是通過加熱蒸發、冷凝、迴流,上除頭級雜質,中提雜醇油,下排尾級雜質,獲得符合質量標準的成品——酒精。蒸餾塔的工作原理並非只局限於提純酒精。蒸餾塔的功能主要是為了分離混合液體,利用不同液體在不同條件下,如溫度不同,揮發性(沸點)不同的原理進行液體分離,從而達到提純效果。蒸餾塔主要分為板式塔與薄膜式塔。板式塔比較常見,其構造可分為板、重沸器、冷凝器三個部分。
精餾塔的塔頂溫度一般應控制在79℃,塔底溫度應控制在105—107℃,塔中溫度在取酒正常的情況下,在88—92℃之間。精餾塔上的1*冷凝器水溫應在60—65℃,2*冷凝器應在35—40℃,最後一個冷凝器溫度最好不低於25℃。
Ⅷ 精餾過程中應該控制氣體速度在什麼范圍內,為什麼
所謂精餾塔的壓力降,就是平時所說的塔釜和塔頂的壓力差。對板 式塔來說,塔板壓降主要是由三部分組成的,即干板壓力降、液層壓力 降和克服液體表面張力的壓力降。塔釜與塔頂的壓力差是全塔每塊塔板 壓力降的總和。 所謂干板壓力降,就把精餾塔內上升的氣體(或蒸汽)通過沒有液體存 在的塔板時,所產生的壓力降;當氣體穿過每層塔板上的液體層時產生 的壓力降,叫做液層壓力降;氣體克服液體表面張力所產生的壓力降, 叫液體表面張力壓力降。 對於固定的塔來說,在正常操作中,塔壓力降主要隨上升氣體的流速大 小而變化,有經驗表明,塔壓力降與氣體流速的平方成正比。 14、什麼是空塔速度?它與孔速有什麼關系? 答:空塔速度是指單位時間內精餾塔上升蒸汽的體積與塔截面積的比, 即塔內上升蒸汽在單位時間內流動的距離。單位為米3/秒。米2 或米/ 秒。公式為:W=VsAa 式中 W—空塔速度,米/秒; Vs—上升蒸汽體積流量,米3/秒; Aa—塔的總截面積,米2。 ∵Aa=0.785D2 (D 是塔內徑,米) ∴W=Vs/0.785D2 孔速度是指單位時間內通過升氣孔道的上升蒸汽的體積與孔道總截面 的比,即上升氣體穿過升氣孔道的流速,單位為米3/秒。米2 或米/秒, 公式:W 孔=Vs/AT 式中:W 孔—孔速度,米/秒; AT—升氣孔道總截面積,米2。 因為升氣孔道總截面積是由塔板開孔率決定的,設開孔率為Φ, 則式為:W 孔=Vs/0.785D2Φ=W/Φ 空塔速度是影響精餾操作的重要因素之一。對於已經確定的塔來說,如 果在允許的范圍內提高空塔速度,則能提高塔的生產能力。當空塔速度 提高到一定限度時,氣液兩相在塔板上因接觸時間過短,而且會產生嚴 重的霧沫夾帶,破壞塔的正常操作。一般是以霧沫夾帶量不大於10%來 確定空塔速度,稱為最大允許速度。 當空塔速度過低時,不利於氣體穿過孔道,甚至托不住上層塔板的液體, 塔板上的液體可以經升氣孔倒流至下層塔板,這種現象稱之為液體泄 漏。泄漏嚴重時,會降低精餾塔的分離效果,特別是篩板塔、浮閥塔、 舌形塔,尤其是這樣。 15、什麼是塔的開孔面積?開孔率是怎樣確定的? 答:在精餾塔內流動著從下往上的蒸汽和從上往下的液體,而且它們要 同時通過每層塔板。氣體通過塔板的通道叫升氣孔道,升氣孔道的總截 面積就是每塊塔板的開孔面積。浮閥塔的開孔面積就是所有浮閥孔截面 積的總和。 開孔截面積的選定,就是根據生產負荷的大小和允許蒸汽的速度確定 的。通常所說的開孔率就是選定的開孔面積和空塔總截面積的比值
Ⅸ 精餾塔進料方式對塔內蒸汽速度的影響
在生產中,加入精餾塔中的原料可能有以下五種熱狀態:
(1)冷液體進料 t>t泡。
(2)飽和液體進料 t=t泡
(3)氣液混合物進料 t泡<t<t露
(4)飽和蒸汽進料 t=t露
(5)過熱蒸汽進料 t>t露
精餾塔內,由於原料的熱狀態不同,從而使精餾段和提餾段的液體流量L與L間的關系以及上升蒸汽量V與V均發生變化。
進料熱狀態參數q
對加料板進行物料衡算及熱量衡算可得
不同進料時的q值如下:
(1)冷液 q > 1
(2)飽和液體 q = 1
(3)汽液混合物 0 < q < 1
(4)飽和汽體 q = 0
(5)過熱汽體 q < 0
q=1kmol進料變為飽和蒸汽所需的熱量/原料的千摩爾汽化潛熱
進料熱狀況的影響
當進料狀況(xF和q)發生變化時,應適當改變進料位置,並及時調節迴流比R。一般精餾塔常設幾個進料位置,以適應生產中進料狀況,保證在精餾塔的適宜位置進料。如進料狀況改變而進料位置不變,必然引起餾出液和釜殘液組成的變化。
進料情況對精餾操作有著重要意義。常見的進料狀況有五種,不同的進料狀況,都顯著地直接影響提餾段的迴流量和塔內的汽液平衡。
精餾塔較為理想的進料狀況是泡點進料,它較為經濟和最為常用。
對特定的精餾塔,若xF減小,則將使xD和xW均減小,欲保持xD不變,則應增大迴流比。
Ⅹ 蒸餾塔是壓力容器嗎
為了與一般容器(常壓容器)相區別,只有同時滿足下列三個條件的容器,專才稱之為壓力容器: (屬1)工作壓力大於或者等於0.1Mpa(工作壓力是指壓力容器在正常工作情況下,其頂部可能達到的最高壓力(表壓力)); (不含液體靜壓力)
(2)內直徑(對非圓形截面指寬度高度或對角線如矩形為對角線橢圓為長軸)不小於150mm的容器
(3)工作介質為氣體、液化氣體或者溫度高於標准沸點的液體;
看看你的蒸餾塔是否滿足以上條件
希望幫到你