【正文】 經(jīng)篩孔向下泄漏。 F1 型 V4型 A 型 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 4 十字架型 方形浮閥 圖 三 ：浮閥塔板 F1 型浮閥（國外稱為 V1型 ）如圖所示。 F1浮閥又分輕閥與重閥兩種：重閥采用 2mm 的薄板沖制，每閥質(zhì)量約為 33g；輕閥采用厚度為 的薄板沖制，每閥質(zhì)量約為 25g。浮閥塔具有下列優(yōu)點(diǎn)： （ 1）生產(chǎn)能力大。 （ 5）塔的造價低。 第二章 設(shè)計(jì)方案的確定及流程說明 一、 裝置流程的確定 精餾裝置有精餾塔、原料預(yù)熱器、再沸器、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。操作 時，連續(xù)的從再沸器取出部分液體作為塔底產(chǎn)品，部分液體氣化，產(chǎn)生上升蒸汽，一次通過化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 6 各層塔板。因此如果在常壓下操作時，塔頂蒸氣可以用普通冷卻水進(jìn)行冷卻，一般不采用加壓操作。直接蒸汽加熱的優(yōu)點(diǎn)是：化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 7 可利用壓力較低的蒸汽加熱以節(jié)省操作費(fèi)用，并省掉間接加熱設(shè)備。 先求出最小回流比 Rmin，取操作回流比為最小回流比的 ～ 2 倍，即 R＝（ ～2） Rmin； 第三章 塔的工藝計(jì)算 一、 全塔物料衡算及塔板數(shù)的確定 （一） 物料衡算 查得苯和甲苯的相對分子量及其他物理量如下表： 苯和甲苯的物理性質(zhì) 項(xiàng)目 分子式 分子量 M 沸點(diǎn)（℃） 臨界溫度 tC（℃） 臨界壓強(qiáng) PC（ kPa） 苯 A 甲苯 B C6H6 C6H5— CH3 ???Dx ???Fx 03 ???Wx 平均分子量 ：計(jì)算平均分子量得： 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 8 K m o lKgM F /)( ?????? K m o lKgM D /)( ?????? K mo lKgM W /)( ?????? 對 全塔物料衡算 ： 總物料衡算 ： hKghKgF / 2/24/330 /10340 00 3 ????? 天年天 年 WDF ????? （ 1） 易揮發(fā)組分物料衡算 ： WaDaFa WDF ????? （ 2） 聯(lián)立上式（ 1）、（ 2）得： W180。 則 4 5 9 i n ?? ????? qq qD xy yxR 取 R=2Rmin=2 = 精餾段操作線方程為 : ?????????? xxxRxR Ry D 式中 y、 x──分別為精餾段任一截面處的氣液相易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)； xD──塔頂易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)； R──回流比， R＝ L/D； 所做操作線如坐標(biāo)紙所示。由于影響的因素多而復(fù)雜，很難找到各種因素之間的定量關(guān)系，一般可采用下面的方法來確定總板效率。各項(xiàng)計(jì)算如下： a)溢流堰長 wl ：單溢流去 lW=（ ～ ） D，取堰長 wl 為 = = b)出口堰高 Wh ： OWLW hhh ?? 由 ??DlW 查 OWh 列線 圖， 近似取 E=,依式 3210 ?????????whow lLEh 可 查 得 ： mhOW ? 故 ： mh w 0 57 12 ??? c)降液管的寬度 dW 與降液管的面積 fA ： 由 ?Dlw 查 泛點(diǎn)負(fù)荷圖 得 ?DWd ， ?Tf AA 故 mDW d ???? ， 222 05 6 2 2 mDA f ?????? ? 計(jì)算液體在降液管中停留時間以檢驗(yàn)降液管面積即 ： ssLHA s Tf ?????? 符合要求。 故 mh p 0 6 9 3 3 3 4 3 ??? 則單板壓強(qiáng)： k P aPaghP LpP 6 9 3 ??????? ? 淹塔的驗(yàn)算： 為了防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生 ，要求控制降液管中清夜的高度 ： )( WTd hHH ??? dLPd hhhH ??? ① 與氣體 通過塔板的壓強(qiáng)降所相當(dāng)?shù)囊褐叨??ph ② 液體通過降液管的壓頭損失 dh ：不設(shè)進(jìn)口堰，則mhl Lhwsd )( 220??????? ????? ③ 板上液層高度，由以前設(shè) mhl ? 則 1 4 2 0 0 2 7 9 3 ????dh 取 ?? ， mHT ? ， mHW ? 則 ? ? ? ? ????? wT hH? 則有： ? ?wTd hHh ??? ，符合防止淹塔的要求。 5 條線包圍區(qū)域?yàn)榫s段塔板操作區(qū)， P 為操作點(diǎn)， OP 為操作線。 ?????? ? （ 三 ） 塔板布置 取閥動能因子 100?F 則孔速 smFv/1 70 26 100 ??? 每層塔板上的浮閥數(shù)： 4 202?????? udVN s? 個 a)取邊緣區(qū)寬度 Wc=,安定區(qū)寬度 mWs ? ， 塔板上的鼓泡區(qū)面積為： 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 26 ?????? ??? ? RxRxRxA a 1222 s in1 8 02 ? 計(jì)算開空區(qū)面積 mWDR C ????? ? ? ? ? ??????? sd WWDx 21222 i mA a ??????? ???? ?? c)浮閥排列采用等腰三角形排列，取孔中心距 mmt 75? mtNAt a 0 4 7 0 5 3 2 7 ?????? 取 mmt 65?? 。 （ 4） 塔板負(fù)荷性能圖 ① 霧沫夾帶線： 按泛點(diǎn)率 80%計(jì)算： 泛點(diǎn)率 %1 0 0????bFlsvLVsAKCZLV ?? ? ???????Ss LV 整理得： SS LV ?? 在操作范圍內(nèi)任取 2個 SL 值，依上式算出相應(yīng)的 SV 值列于附表中： ? ?smLS /3? ? ?smVS /3? 依表中數(shù)據(jù)在 VS— LS圖中做出霧沫夾帶線，如 所附坐標(biāo)紙圖中 （ 1）所示。 OP 線與（ 1）線的交點(diǎn)相應(yīng)相負(fù)荷為 max,SV ， OP 線與氣相負(fù)荷下限線（ 4）的交點(diǎn)相應(yīng)氣相負(fù)荷為 min,sV 。學(xué)以致用，要多學(xué)各方面的知識并充分利用，用融合的，相互聯(lián)系的知識能更好地解決問題。 參考文獻(xiàn) [1] 化工原理（上冊） 姚玉英主編 天津科學(xué)技術(shù)出版社 1992 [2] 化工原理 （下冊）姚玉英主編 天津科學(xué)技術(shù)出版社 1992 [3]《化工原理課程設(shè)計(jì)》 天津大學(xué)化工原理教研室編 天津科學(xué)技術(shù)出版社 1994 [4] 。通過這次設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識到作為化工專業(yè)的學(xué)生，不僅要學(xué)好《化工原理》《化工計(jì)算》等專業(yè)課，還要對設(shè)備等相關(guān)內(nèi)容都要學(xué)好用好，只有這樣才能為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 將以上 5條線即為精餾段負(fù)荷性能圖。 ③ 板上液層高度，由以前設(shè) ?lh 則 mH d 1 4 1 9 5 0 2 5 8 9 3 ???? 取 ?? ， ?TH ， ?WH 則 ? ? ? ? ????? wT hH? 則有： ? ?wTd hHH ??? ，符合防止淹塔的要求。各項(xiàng)計(jì)算化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 25 如下： a)溢流堰長 wl ：單溢流去 Dlw )( ?? ，取堰長 ： mDl w ????? b)出口堰高 Wh ： OWLW hhh ?? 由 ??DlW 查 owh 列線圖 近似取 E=,依式 3210 ?????????whow lLEh 可得： mhOW ? 故： mh w ??? c)降液管的寬度 dW 與降液管的面積 fA ： 由 ?Dlw 查 泛點(diǎn)負(fù)荷圖 得 ?DWd ， ?Tf AA 故 mDW d ???? 222 05 6 2 2 mDA f ?????? ? 計(jì)算液體在降液管中停留時間以檢驗(yàn)降液管面積即 ： 4 0 0 3 4 5 6 ???? s TfLHA? s（大于 5s，符合要求） d)降液管底隙高度 oh ：取液體通過降液管底隙的流速 smo /39。 漏液線（氣相負(fù)荷下限線 ） 500 ??? vuF ? 計(jì)算，則vu ?50 ? 又知024 udVN s?? 以 50?F作為規(guī)定氣體的最小負(fù)荷值，則有： 代入上式并整理得： smNFdVvS/4 3 3020m i n, ?? ?? 液相負(fù)荷下限線 取平堰、堰上液層高度 mhow ? 為液相負(fù)荷下限條件， ?E ， 則3/2m i n, )3 6 0 0(1 0 0 wSow lLEh ? ；即 32m i n, 6 0 011 0 0 0 ?????????? SL 整理上式得 smL s / 34m i n, ??? 在 VS— LS圖 4 中作線（ 5），即為液相負(fù)荷下限線，如 所附坐標(biāo)紙 所示。 按 110?N 重新 核算孔速： 20???? ?u 閥動能因子 ???F 塔板開孔率閥動能因子 ： % ??uu （四） 塔 板流體力學(xué)驗(yàn)算 塔板的流體力學(xué)計(jì)算，目的在于驗(yàn)算預(yù)選的塔板參數(shù)是否能維持塔的正常操作，以便決定對有關(guān)塔板參數(shù)進(jìn)行必要的調(diào)整，最后還要作出塔板負(fù)荷性 能圖。 板間距與塔徑關(guān)系 塔徑 D， m ～ ～ ～ ～ ～ 板間距 HT，mm 200～ 300 250～ 350 300～ 450 350～ 600 400～ 600 初選板間距 mHT ? ，取板上液層高度 mhL ? ，故 ：mhH LT ???? ； 2121?????????????????????????vmLmSSVL ?? 查