Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống chưng cất ethanol với công suất 100000 m


CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHO THÁP CHƯNG LUYỆN



tải về 0.56 Mb.
trang8/14
Chuyển đổi dữ liệu06.11.2017
Kích0.56 Mb.
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   14

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHO THÁP CHƯNG LUYỆN


Trong chương 3, chúng ta đã đề cập đến cân bằng vật chất trong tháp chưng luyện, từ đó tính toán được số đĩa lý thuyết của tháp. Trong phần này, em sẽ tiến hành tính toàn các kết cấu cơ khí của tháp chưng luyện. Do yêu cầu bài toán đăt ra thiết kế tháp với năng suất cao, hiệu suất cao, cần khoảng làm việc rộng, nên em chọn loại đĩa thiết kế tháp là loại đĩa van chuyển động.

4.1. Chiều cao của tháp chưng luyện.

4.1.1. Số đĩa lý thuyết của tháp chưng luyện.


Theo đồ thị 3.3 ta có số đĩa lý thuyết toàn tháp là: 21 đĩa, trong đó có:

  • Số đĩa lý thuyết đoạn luyện: 16

  • Số đĩa lý thuyết đoạn chưng: 5

4.1.2. Số đĩa thực tế của tháp chưng luyện.


Phương pháp chọn để xác đinh số đĩa thực tế là phương pháp xác định số đĩa thực tế theo hiệu suất trung bình theo công thức IX.59- tr 170- 11:

(4.1)

Trong đó: là số đĩa lý thuyết.



là số đĩa thực tế.

là hiệu suất trung bình của thiết bị theo công thức IX.60- tr 171- 11.

(4.2)

là hiệu suất của đĩa tại vị trí đỉnh, nhập liệu, đáy thiết bị.

  • Vị trí đỉnh tháp:

Nồng độ phần mol: ;;

Độ bay hơi tương đối theo công thức IX.61- tr 171- 11:



(4.3)

Nội suy theo phụ lục 3: mPa.s

Nội suy theo phụ lục 4: mPa.s

Độ nhớt của hỗn hợp tại vị trí đỉnh tháp theo công thức I.12- tr 84- 10.



(4.4)

Suy ra: mPa.s

Tích số:

Tra theo hình IX.11- tr 171- 11, ta được:



  • Vị trí nhập liệu của tháp:

Nồng độ phần mol: ;;

Độ bay hơi tương đối theo công thức IX.61- tr 171- 11:



Nội suy theo phụ lục 3: mPa.s

Nội suy theo phụ lục 4: mPa.s

Độ nhớt của hỗn hợp tại vị trí đỉnh tháp theo công thức I.12- tr 84- 10.



Suy ra: mPa.s

Tích số:

Tra theo hình IX.11- tr 171- 11, ta được:



  • Vị trí đáy tháp:

Nồng độ phần mol: ;;

Độ bay hơi tương đối theo công thức IX.61- tr 171- 11:



Nội suy theo phụ lục 3: mPa.s

Nội suy theo phụ lục 4: mPa.s

Độ nhớt của hỗn hợp tại vị trí đỉnh tháp theo công thức I.12- tr 84- 10.



Suy ra: mPa.s

Tích số:

Tra theo hình IX.11- tr 171- 11, ta được:



  • Hiệu suất trung bình toàn tháp là:

Số đĩa thực tế của tháp là:



đĩa

Chọn: đĩa, trong đó:



đĩa, chọn: đĩa.

đĩa, chọn: đĩa.

4.1.3. Chiều cao tháp chưng luyện.


Chiều cao toàn tháp chưng luyện tính theo công thức IX.54- tr 169- 11:

(m) (4.5)

Trong đó: là khoảng cách các đĩa. Chọn: (m)



là chiều dày của đĩa. Chọn: (m)

Vậy: (m)


4.2. Đường kính của tháp.


Đường kính tháp được xác định theo công thức 7.2- tr 6- 13.

(4.6)

Trong đó: - lưu lượng hơi tối đa của pha hơi (kg/s).



- khối lượng riêng của pha hơi (kg/m3).

- tốc độ tối đa cho phép của pha hơi tính theo tiết diện ngang của toàn tháp (m/s).

Đường kính của tháp sẽ được tính theo phương pháp dự đoán sặc đĩa do cuốn tia lỏng theo khí.

Lưu lượng dòng hơi đi trong đoạn luyện:

(kmol/h)

Lưu lượng dòng lỏng đi trong đoạn luyện:



(kmol/h)

Hệ số góc của đường làm việc đoạn chưng ( phương trình 3.6) là:



Do:

Suy ra:


  • Ở đáy tháp, tại áp suất 3,4 bar, tra cứu theo Data of Aspen được:

  • Khối lượng riêng của hơi: kg/m3.

  • Khối lượng riêng của lỏng: kg/m3.

  • Khối lượng phân tử: kg/kmol.

  • Sức căng bề mặt: N/m.

  • Ở đỉnh tháp, tại áp suất 3,4 bar, tra cứu theo Data of Aspen được:

  • Khối lượng riêng của hơi: kg/m3.

  • Khối lượng riêng của lỏng: kg/m3.

  • Khối lượng phân tử: kg/kmol.

  • Sức căng bề mặt: N/m.

Thông số dòng không thứ nguyên theo công thức 7.17- tr 36- 13.

(4.7)

Đoạn chưng:

Đoạn luyện:

Thông số năng suất tính theo công thức 7.18- tr 40- 13.



(4.8)

Đáy tháp:

Đỉnh tháp:

Tốc độ hơi tối đa cho phép đi qua diện tích tự do của đĩa theo công thức 7.19- tr 40- 13.



(4.9)

Đoạn chưng: (m/s)

Đoạn luyện: (m/s)

Tốc độ làm việc của dòng hơi, ta chọn tốc độ làm việc bằng 85% tốc độ hơi tối đa:

Đoạn chưng: (m/s)

Đoạn luyện: (m/s)

Lưu lượng thể tích hơi lớn nhất của dòng hơi:

Đoạn chưng: (m3/s)

Đoạn luyện: (m3/s)

Diện tích làm việc thực của đĩa:

Đoạn chưng: (m2)

Đoạn luyện: (m2)

Diện tích tiết diện ngang của tháp, chọn diện tích kênh chảy chuyền lỏng là 12%. Khi đó, diện tích tiết diện ngang của đĩa:

Đoạn chưng: (m2)

Đoạn luyện: (m2)

Đường kính của tháp:

Đoạn chưng: (m)

Đoạn luyện: (m)

Chuẩn hóa đường kính: mm.

Vận tốc pha hơi trong tháp theo thực tế:

Đoạn chưng: (m/s)

Đoạn luyện: (m/s)

Tính chọn mô hình dòng lỏng trên đĩa:

Lưu lượng dòng lỏng tối đa trên đĩa:



(m3/s) (4.10)

(gal/min)

Tra theo bảng 7.1- tr 10- 13: ta chọn mô hình dòng lỏng trên đĩa là mô hình đơn giản.





Hình 4.1: Mô hình dòng lỏng đơn giản.



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   14


Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©tieuluan.info 2019
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương