22.2.5 流体力学分析与设计(塔板负荷性能图)实例
塔内件(Column Internals)子项服务于塔设备的流体力学分析与设计,进行塔板负荷性能图的设计与计算,包括选用不同塔板/填料时相应塔径的计算。可根据气液流量自动将塔分成多个不同直径的塔段(Section),分别设计合适的塔板/填料,以及塔板的流程数、板间距、溢流堰、降液管等功能结构参数。
打开模拟计算“Column Internals”窗口,如图22-1所示。
双击“Auto Section”进行自动分段,全塔被自动分成了两段,对应于精馏段和提馏段。采用交互式设计模式(缺省),两塔段的直径不同,均采用筛板(缺省),分别为单流型和双流型,缺省塔板间距为0.609 6 m(24 in)。点击“View”按钮,可查看塔板的详情。在交互式设计模式下,可圆整各几何尺寸,使其符合我国的标准和规范,如图22-2所示。
点击“Hydraulic Plots”,可查看塔板负荷性能图,如图22-3所示。红色代表错误,黄色代表警告,均须排除。
首先处理有警告的精馏段。在“Geometry”表单中,把降液管间隙从579.6 mm减小到400 mm,但是降液孔数从2增加到4。修改后,回到塔板负荷性能图界面,精馏段已变成蓝色,表示正常可用,如图22-4所示。
其次处理有错误的提馏段。展开左侧提馏段子项下的“Results”,在右侧选择“Messages”表单,可以查看引发错误的原因。原因是129～260级的侧降管出口速率大于0.56 m/s。建议增大塔板间距或降液管间隙。因为增大塔板间距会增加塔高,所以优先考虑增大降液管间隙。在“Geometry”表单中,把降液管间隙从337.8 mm加大到462 mm,得到新的负荷性能图如图22-5所示。从图22-5可以看出,提馏段已合格。
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图22-1 流体力学分析与设计界面
图22-2 塔板结构数据详情界面
图22-3 塔板负荷性能图界面
图22-4 修改后的塔板负荷性能图界面