【正文】 研究，并推廣應(yīng)用于生產(chǎn)。在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計中，電子計算機(jī)也可以把受載情況異常復(fù)雜的塔設(shè)備強(qiáng)度問題，逐項(xiàng)加以考慮，并做出詳細(xì)的計算。70年代又修訂、合并、補(bǔ)充、充實(shí)了一批標(biāo)準(zhǔn)。為此，有些場合為了滿足腐蝕性介質(zhì)或低溫等特殊要求，采用有色金屬材料（如鈦、鋁、銅、銀等）或非金屬耐腐蝕材料，也有為了減少有色金屬的耗用量而采用滲鋁、鍍銀等措施，或采用鋼殼襯砌、襯涂非金屬材料的。板式塔中的塔盤，以及浮閥、泡罩一類氣液接觸元件，由于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加之安裝工藝和使用方面的要求（如浮閥應(yīng)能自由浮動），所以仍是以鋼材為主，其他材料（如陶瓷、鑄鐵等）為輔。 板式塔的常用塔型及其選用板式塔是分級接觸型氣液傳質(zhì)設(shè)備，種類繁多。① 操作彈性較大，在負(fù)荷變動范圍較大時仍能保持較高的效率。泡罩塔的不足之處在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、安裝維修麻煩以及氣相壓力降較大。根據(jù)現(xiàn)今的情況，泡罩塔盤在工業(yè)上仍有一定的實(shí)用價值。（2） 脈動 當(dāng)蒸氣流量很小、不能以連續(xù)鼓泡的形式通過液層時，必然是逐漸積累蒸氣，使塔盤下方的氣壓逐漸升高，當(dāng)增加到足夠的數(shù)值后，才能通過齒縫鼓泡逸出；而當(dāng)流過若干氣泡后，氣壓下降，就停止鼓泡；再等到上升至一定壓力后，才能重新鼓泡。（4） 過量的霧沫夾帶 蒸氣速度過高時，被夾帶到上一塔盤的液量超過了允許值，稱為過量的霧沫夾帶。 篩板塔篩板塔也是很早出現(xiàn)的一種板式塔。近年來對篩板塔盤的研究還在發(fā)展，出現(xiàn)了大孔徑篩板（孔徑可達(dá)20～25mm）、導(dǎo)向篩板等多種型式。與泡罩塔操作情況類似，液體從上一層塔盤的降液管流下，橫向流過塔盤，經(jīng)溢流堰進(jìn)入降液管，流入下一層塔盤。篩板塔盤的特點(diǎn)如下。（4） 塔板效率較高，但比浮閥塔盤稍低。大型浮閥塔的塔徑可達(dá)10m，塔高達(dá)83m，塔板數(shù)有數(shù)百塊之多。浮閥塔廣泛用于精餾、吸收以及脫吸等傳質(zhì)過程中。（1） 處理能力大 浮閥在塔盤上可安排得比泡罩更緊湊。（3） 塔板效率高 由于氣液接觸狀態(tài)良好，且蒸氣以水平方向吹入液層，故霧沫夾帶較少。浮閥的型式很多，國內(nèi)已采用的浮閥，如V1型、V4型、V6型、十字架型和A型，其中常用的是V1型和V4型。它是在塔盤板上開有與液流同方向的舌形孔，蒸氣經(jīng)舌孔流出時，其沿水平方向的分速度促進(jìn)了液體的流動，因而在大液量時也不會產(chǎn)生較大的液面落差。浮動舌形塔盤也是一種噴射塔盤，其舌片綜合了浮閥及固定舌片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因此既有舌形塔盤的大處理量、低壓力降、霧沫夾帶小等優(yōu)點(diǎn)，又有浮閥塔的操作彈性大、效率高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是舌片易損壞。這種塔盤沒有降液管，氣液兩相同時相向通過柵縫或篩孔。穿流式柵板塔的特點(diǎn)如下。（3） 壓力降小 開孔率大，孔縫氣速可比溢流式塔盤為小，其壓力降比泡罩塔小40％～80％，因而可用于真空蒸餾。但穿流式塔的孔縫氣速較小，霧沫夾帶量也小，故塔板間距可縮小，因而在同樣的分離條件下，塔的總高度與泡罩塔大致相同。塔盤開孔率一般為15％～25％，亦有大到40％的。因?yàn)樘盍夏苁古菽屏眩诎迨剿袆t易引起液泛。如可采用裝填規(guī)整填料的散堆填料等，當(dāng)要求真空度較低時，也可用篩板塔和浮閥塔。可選用泡罩塔、浮閥塔、柵板塔、舌形塔和孔徑較大的篩板塔等。 與操作條件有關(guān)的因素（1） 若氣相傳質(zhì)阻力大（即氣相控制系統(tǒng)，如低黏度液體的蒸餾，空氣增濕等），宜采用填料塔，因填料層中氣相呈湍流，液相為膜狀流。（3） 低的液體負(fù)荷，一般不宜采用填料塔。對于大塔徑，對加壓或常壓操作過程，應(yīng)優(yōu)先選用板式塔；對減壓操作過程，宜采用新型填料。 板式塔的強(qiáng)化板式塔產(chǎn)生、發(fā)展的過程，實(shí)際上就體現(xiàn)了塔設(shè)備的強(qiáng)化途徑。篩板塔雖然具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低、處理能力大等優(yōu)點(diǎn)，但因缺乏設(shè)計資料和難于操作管理而較少采用。同時，為了適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的要求，對原有的板式塔提出了造價低、處理能力大、能保持高的效率和大的操作彈性等方面的要求，因而相繼出現(xiàn)了S形塔盤、條形泡罩塔盤等泡罩型新塔盤，結(jié)合泡罩、篩板的優(yōu)點(diǎn)而創(chuàng)制的各種浮閥塔盤，以及一些噴射型、穿流型的塔盤。常用塔型如篩板、浮閥、泡罩塔盤的設(shè)計方法也日趨完善，建立了系列、標(biāo)準(zhǔn)，并采用電子計算技術(shù)，使設(shè)計快速化和最優(yōu)化。一定的操作狀態(tài)都要求相應(yīng)的塔盤結(jié)構(gòu)。第二章 物性數(shù)據(jù)處理 確定塔內(nèi)特定部位的平均溫度將進(jìn)料的質(zhì)量流量和進(jìn)料、塔頂、塔釜的質(zhì)量分率分別轉(zhuǎn)換為摩爾流量和摩爾分率進(jìn)料摩爾分率： （）料液平均摩爾質(zhì)量 （）進(jìn)料摩爾流量： （）根據(jù)式（）計算進(jìn)料摩爾分率：根據(jù)式（）計算料液平均摩爾質(zhì)量： 根據(jù)式（）計算進(jìn)料摩爾流量：其中，、分別為A、B組分和料液的摩爾質(zhì)量，X為摩爾分率，a質(zhì)量分率，F(xiàn)為進(jìn)料摩爾流量（kmol/h），為進(jìn)料質(zhì)量流量（kg/h）。根據(jù)汽液相平衡數(shù)據(jù)畫出汽液相平衡圖，由不同部位的含量在圖中查得塔頂、塔釜、及加料板處的溫度并計算精餾段、提餾段的平均溫度。可根據(jù)塔頂、塔釜、加料板的質(zhì)量分率及各純組分的密度求得三處混合液的密度同時可計算三段的平均溫度 （） 各組分的液相密度與溫度的關(guān)系（）、（）計算塔頂液相密度：（）、（）計算，同理可得：塔釜液相密度：加料板液相密度：料液平均密度： 精餾段平均密度：提餾段平均密度：根據(jù)式（）計算全塔平均密度： 氣體密度的計算混合氣體密度 （）其中，t為各部位的溫度，P為壓力，M為各部位的摩爾質(zhì)量。由于進(jìn)料摩爾流量為，（）、（）列方程計算，可得：塔頂摩爾流量D：（Kmol/h）塔釜摩爾流量W：（Kmol/h） 回流比計算——冷液進(jìn)料的回流比由相平衡方程與加料板操作線方程求、 （） （） （） （）其中，q為熱狀態(tài)參數(shù)，為最小回流比，R為回流比且，K=——。 2. 逐板法和圖解法各做一遍，取其中理論板數(shù)多的結(jié)果。 2．板間距是由塔徑來選用的，在未知塔徑的情況下，可根據(jù)進(jìn)料的情況設(shè)塔徑的范圍，查得板間距。 （） （） （）其中＝板間距（m）由塔徑選用，＝－ 塔徑與板間距的關(guān)系板間距選擇為：300、350、450、500、600、800mm 史密斯關(guān)聯(lián)圖，（）計算史密斯圖曲線值B：m根據(jù)式（）計算史密斯圖橫坐標(biāo)值A(chǔ)（精）：根據(jù)式（）計算史密斯圖橫坐標(biāo)值A(chǔ)（提）： 空塔氣速及塔徑極限空塔氣速 （） （）空塔氣速 （）塔徑 （）其中，為極限空塔氣速（m/s），u為空塔氣速（m/s），為體積流量（），應(yīng)將精餾段和提餾段的體積流量分別代入塔徑計算公式，可得兩段的塔徑，D為塔徑，兩段塔徑求出后應(yīng)分別圓整成標(biāo)準(zhǔn)塔徑，、……、根據(jù)式（）計算精餾段負(fù)荷系數(shù)C（精）：根據(jù)式（）計算精餾段極限空塔氣速：m/s根據(jù)式（）計算精餾段空塔氣速（m/s）： m/s根據(jù)式（）計算精餾段塔徑：同理，可根據(jù)式（）、（）、（）、（）分別計算出：提餾段負(fù)荷系數(shù)C（提）：提餾段極限空塔氣速：提餾段空塔氣速：提餾段塔徑： 溢流裝置計算1．在溢流裝置計算時，所用的塔徑是圓整后的塔徑，在實(shí)際生產(chǎn)中，使用的精餾塔一般精餾段和提餾段的塔徑相同，因此在兩段塔徑圓整后，取較大一段的塔徑設(shè)計溢流裝置。 AT=πD2/4 （）堰長： （）堰上液層高： （）堰高： （）降液管底隙高： （） （）其中，～，K為求弓形降液管的寬和面積圖的橫坐標(biāo)值，由K值可在圖中查得和值。 矩形板的尺寸圖第一列孔的位置26+x39。壓力降： （Pa） （）閥空氣速 （）其中，No為實(shí)排的閥孔數(shù)。壓力降： （Pa） （）閥空氣速 （）其中，No為實(shí)排的閥孔數(shù)。 （） （） （）其中，為泛點(diǎn)率且應(yīng)小于80％，為降液管寬度（m），為板上液體流徑長（m），為塔截面積（），為板上液流面積（），為弓形降液管截面積（），D為塔徑（m），為泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)且查圖得，K為物性系數(shù)且查表（正常系統(tǒng)取1）。塔板的適宜操作區(qū)應(yīng)在此線以下，否則因過多的霧沫夾帶而使板效率嚴(yán)重降低。液泛線由下式確定： （）把上式中的物理量代入并整理后可得方程： （）其中，、分別為精餾段氣體、液體密度（Kg/m），、分別為氣體、液體的體積流量（），N為閥孔數(shù)，為堰高（m），為堰長（m）， 為系數(shù)，為降液管底隙高（m），為板間距（m），為充氣系數(shù)，E為液流收縮系數(shù)（常取1）。對于型重閥，當(dāng)閥孔動能因子為5－6時泄漏量接近10％，可作為氣相負(fù)荷下限。 精餾段負(fù)荷性能圖操作彈性： 提餾段負(fù)荷性能圖操作彈性：第七章 接管壁厚 管徑的計算管徑的計算順序是：　　根據(jù)流體的相態(tài)（液體或氣體）在流體經(jīng)驗(yàn)流速中選擇一個流速，計算管徑，計算出的管徑應(yīng)根據(jù)國家機(jī)械工業(yè)部管徑的部頒標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行園整獲得標(biāo)準(zhǔn)管徑。液體流速：—3m/s氣體流速：10—30m/s （）其中，d為管徑（m），M為摩爾質(zhì)量，u為流速（m/s），為密度（），、L分別為體積流量、質(zhì)量流量()、摩爾流量()。根據(jù)式（）計算壁厚（mm）（應(yīng)圓整）：mm 塔高計算塔高H （）其中，為塔頂與第一塊板之間的距離且一般取1—，為實(shí)際塔板數(shù)，為人孔數(shù)且5～7塊板設(shè)一人孔，為板間距（m）， 為進(jìn)料板處的板間距且一般取二倍的板間距（m），為塔釜與最下一塊板的距離且一般取1—，—2m。致 謝本次設(shè)計是在曹國華和孟憲宇老師的細(xì)心指導(dǎo)下，經(jīng)過三個多月的努力完成的，在設(shè)計過程中，每當(dāng)我遇到疑點(diǎn)和難點(diǎn)時，老師給我提供了很大幫助，耐心的為我講解，提供資料供我翻閱，幫我拓寬了思路并豐富了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為設(shè)計的順利進(jìn)行提供了條件，使我順利的完成了本次設(shè)計。28:223–37.[12] Jagadeech A. Wind energy development in Tamil Nadu and Andra Pradesh, India Instituional dynamics and barriers — A case study. Energy Policy 20