填料塔附属设备设计.docVIP

5 优化设计计算 5.1 数据预处理 5.2 塔径的计算 5.3 填料层高度的计算 5.4 精馏塔塔体年投资折旧费及维修费用 5.5 冷凝器年运转费用 5.6 再沸器年运转费用或加热蒸汽费用 5.7 填料年折旧费用 5.8 汽液负荷 年总费用与回流比的关系 6 填料塔水力学性能校核 6.1 泛点率校核 6.2核算径比 8 6.3核算喷淋密度 [m3/(m.h)] 回流液 6.4 填料塔压降 化原下册P151图11-27Ekert泛点和压降通用关联图可查得每米填料层压力降。 7 附属设备的设计与选型 7.1 塔顶冷凝器 7.1.1 初估冷凝器传热面积 7.1.1.1 冷凝器传热量 7-1 式中 冷凝器传热量，； 精馏段汽相流量，； 冷凝器中汽相冷凝潜热，； 塔顶产品流量，； 、 回流比和最佳回流比。 7.1.1.2 冷凝器传热推动力 7-2 式中 冷凝器传热推动力，； 冷凝器汽相（第一块塔板汽相）露点温度，； 冷凝器中冷却水进口温度，； 冷凝器中冷却水最佳出口温度，。 若，则冷凝器应装有温度补偿装置或采用浮头式换热器。 7.1.1.3 初估冷凝器传热面积 7-3 式中 冷凝器传热面积，； 冷凝器总传热系数，。 取（初估）值代入式7-3 得（初估）。 根据（初估）从换热器系列型号中选择固定管板式列管换热器，其尺寸为： 公称直径 公称压力 管程数 管子根数 换热面积 管长 管子排列方式 管子规格 7.1.2 冷凝器选型 7.1.2.1 冷凝器传热系数的校核 7-4 式中 、 冷凝器管内、外对流给热系数，； 、 冷凝器管内、外污垢热阻，； 冷凝器管壁导热系数，； 、 冷凝器管内、外径，m； 冷凝器管壁平均直径，m； 冷凝器管壁厚度，m。 冷凝器总传热系数，；。 管外为有机物甲醇，管内为未经处理的井水，可查得、； （1）管外的计算 对水平管外冷凝的对流给热系数可用下式计算 7-5 其中 式中 冷凝液质量流量，；； 冷凝液平均分子量； 冷凝器管长，m； 冷凝器总管数； 冷凝液粘度，；（注意：粘度、密度、导热系数的混合规则） 冷凝液密度，； 冷凝液导热系数，。 注意：物性参数、、等应用塔顶蒸汽温度和冷凝器壁温的平均值即膜温计算，故应先初估冷凝器管外侧壁温（接近）。 假设冷凝器壁温，可求得，查得此温度下物性参数，并计算得α2。 根据牛顿粘性定律 7-6 式中 冷凝器管外壁温度，； 冷凝器管外表面积，即冷凝器的换热面积。 代入式7-6计算得管外侧壁温，直至的计算值与初估值接近，迭代计算成功。（可以采用Excel软件进行迭代计算） （2）管内的计算 当、、时，管内对流给热系数可用下式计算 7-7 该式适用于低粘度流体（），本次设计对像为甲醇—水溶液，为低粘度流体，故该式可用。当雷诺数小于10000时，应乘以校正因子。 式中 冷却剂（水）导热系数，； 冷凝器管内径，m；即； 冷凝器管内流速，m/s； 冷凝器管内流体密度，； 冷凝器管内流体粘度，； 冷凝器管内流体的比热，； 注意点： ① 的单位为； ② 物性参数、、、等应由平均温度查表或计算，； ③流速的计算： 管内流体（冷却水）的用量：，；则流速为