【正文】 在整個(gè)設(shè)計(jì)中要考慮很多問題，尤其是一些不容易引起重視細(xì)節(jié)問題，否則“小毛病出大 問題”，這就要我考慮問題要全面詳細(xì)。 （ 3） 霧沫夾帶驗(yàn)算 泛點(diǎn)率 % ????bFlsvLVsAKCZLV ?? ? 以及泛點(diǎn)率 % ???TFvLVsAKCV ?? ? 板上液體流徑長(zhǎng)度： 7 5 2 ?????? dL wDZ 板上液流面積： ?????? fTb AAA 苯和甲苯是正常系統(tǒng)，無泡沫，按表 35取物性系數(shù) K=；由圖 313 查得泛點(diǎn)負(fù)荷系 數(shù) ?FC ，將以上各值代入： 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 28 泛點(diǎn)率 %1 0 0????bFlsvLVsAKCZLV ?? ? %% 4 ?????????? 泛點(diǎn)率 %% % ???? ??????TFvLVsAKCV ?? ? 泛點(diǎn)率都在 80%以下，可知霧沫夾帶量能夠滿足 ve 〈 氣液 KgKg / 的要求。 將以上 5 條線標(biāo)繪于圖（ SS LV? 圖）中，即為精餾段負(fù)荷性能圖。 （二） 溢流裝置 本設(shè)計(jì) 采用單溢流、弓形降液管，平行受液盤及平行溢流堰，不設(shè)進(jìn)口堰。yq=。 四、 加熱方式 蒸餾一般采用間接蒸汽加熱，設(shè)置再沸器，但對(duì)塔底產(chǎn)物基本是水，且在低濃度時(shí)的相對(duì)揮發(fā)度較大的體系，也可采用直接蒸汽加熱。在每層板上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞過程。因?yàn)闅庖毫鬟^浮閥塔板時(shí)所遇到的阻力較小，故氣體的壓強(qiáng)降及板上的液面落差都比泡罩塔的小。 F1 型浮閥的 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、節(jié)省材料、性能良好，廣泛用于化工及煉油生產(chǎn)中，現(xiàn)已列入部頒標(biāo)準(zhǔn)（ JB111868）內(nèi)。操作時(shí)，上升氣流通過篩孔分散成細(xì)小的流股，在板上液層中鼓泡而出，氣夜間密切接觸而進(jìn)行傳質(zhì) 。 篩板塔為錯(cuò)流塔板類型之一。用于蒸餾 (精餾 )和吸收的塔器分別稱為蒸餾塔和吸收塔。 6 四、加熱方式 從工程目的出發(fā) ,塔設(shè)備性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)如下 : (1)通量 單位塔截面的生產(chǎn)能力 ,表征塔設(shè)備的處理能力和允許空塔氣速 ； (2)分離效率 單位壓降塔的分離效果 ,對(duì)板式塔以板效率表示 ,對(duì)填料塔以等板高度表示 ； (3)適應(yīng)能力 操作彈性 ,表現(xiàn)為對(duì)物料的適應(yīng)性及對(duì)負(fù)荷的適應(yīng)性 。 泡罩塔板結(jié)構(gòu)如圖 一 所示。過去由于對(duì)篩板的性能研究不充分，認(rèn)為操作不易穩(wěn)定而未普遍應(yīng)用，直到 20 世紀(jì) 50 年代初對(duì)篩板塔的結(jié)構(gòu)、性能作了較充分的研究， 認(rèn)識(shí)到只要設(shè)計(jì)合理、操作正確，同樣可獲得較滿意的塔板效率和一定的操作彈性，故近年來篩板塔的應(yīng)用日趨廣泛。 V4型浮閥適用于減壓系統(tǒng)。為了克服這一不利因素的影響，設(shè)計(jì)了斜向噴射的舌形塔板、斜孔板、垂直篩板、浮舌塔板、浮動(dòng)噴射塔板等不同的結(jié)構(gòu)形式，有些塔板結(jié)構(gòu)還能減少因水力梯 度 造成的氣體不均勻分布現(xiàn)象。 流程圖如 圖 二、 操作壓力 的選擇 精餾操作可在常壓、減壓和加壓下進(jìn)行。對(duì)于一定的生產(chǎn)能力，即餾出量 D 一定時(shí)， V的大小取決于回流比。 由以上所做精餾段和提餾段操作線，在 xy 圖上在其與平衡線之間做梯級(jí)， 從圖可讀出共需理論板數(shù) 13 塊 ， 其中 精餾段需要 6 塊 ， 提餾段 7 塊， 加料板位于第 7塊 （從上往下數(shù) ,不包括再沸器）。 0 6 1 7 0 5 4 8 4 7 ?????? tNAt a 取 mmt 65?? 。 ① 、 液相密度 Lm? 根據(jù)數(shù)據(jù)表再利用由內(nèi)插法得到在塔頂溫度下苯和甲苯的密度如下所示： 3/ mKgA ?? ， 3/ mKgB ?? 由任務(wù)書所給塔頂各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)： ?Aa ， ???Ba 由LBBLAALmaa ??? ??1 ，帶入數(shù)據(jù)得： ??Lm F?，故 3/8 1 8 0 mKgLm F ?? 由精餾段的計(jì)算： 3/ 97 mKgLm F ?? 故精餾段平均液相密度： 78 9. 24 42 97 .6 7778 0. 81 8 ???（精）Lm? 3/mKg ② 氣相密度： ? ? 3/ 0 1 . 8 6 . 7 3 2 mKgRTMP mVMmv ??? ??? （提）（提）? （ 5） 液體表面張力 ???nim ixi1 ?? 根據(jù)不同溫度下的密度 由內(nèi)插法 求 得： /m?底A? , mmNB /?底? 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 23 mmNm /0 2 7 1 7 . ?????? ）（底? 由精餾段計(jì)算： mmNm /6 6 ?進(jìn)? 則提餾段 平均表面張力： mmNm / ????? （ 6） 液體粘度 ???nilm ixi1 ?? 查得在塔底溫度下苯和甲苯的黏度為： ： smPaA ??? ? , smPaB ??? ? smP aL ???????? 2 5 8 9 4 )(? 由精餾段的計(jì)算： sm PaL ?? 2 8 0 ? 故提餾段平均液相粘度 sm P aLm ????? 26 9 77 25 8 94 0 ? （ 7） 提餾段 物性數(shù)據(jù)一覽表 壓 強(qiáng) kPa DP 表面 張力mmN/ w? FP F? mP m? 溫 度 C0 Dt 黏 度 mmN/ w? Ft F? mt m? 平 均 分 子 量 VwM 密 度 3/mKg Lmw? lwM VlM LmF? VFM Vmw? VMM LmF? lmM （ 8） 氣液負(fù)荷計(jì)算 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 24 hK m o lqFLL / ??????? hK m olVV /0 0 ??? smMVV vmVmS / 0 6 2 6 33 6 0 0 7 3 2 6 0 0 3?????????? ? smMLL LmLmS /0 0 3 4 6 0 0 0 5 3 6 0 0 3?? ??????? ? hKmo lLL Sh /3 9 6 0 0 ????? 五 、提餾段 塔和塔板主要工藝尺寸計(jì)算 （一） 塔徑 由精餾段計(jì)算所述，仍然選板間距 mHT ? ，取板上液層高度 mhL ? ， 則 mhH LT ???? ； 0 7 7 6 2 6 0 3 4 2121?????????????????????????vmLmSSVL ?? 查 史密斯關(guān)聯(lián)圖 得 C20=；依式 20 20 ??????? ?CC 校正物系表面張力為 mmN / 時(shí)： 08 1 6 2 ???????????????? ?CC smCVVL / 8 1 3 a x ?????? ? ??? 可取安全系數(shù)為 ，則（安全系數(shù) — ）： sm / m a x ???? ?? 故： mVD S 9 4 7 ????? ?? 按標(biāo)準(zhǔn) ,塔徑圓整為 ,則塔的截面積為： 2 ?? DAT ? 則實(shí)際空塔氣速 smu /98 77 ?? 。 ④ 漏液線（氣相負(fù)荷下限線 ） 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 30 對(duì) 1F 型重閥按 ： 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 /14 3020m i n, ?? ?? 在 VS— LS 圖上做出 與液體流量無關(guān)的水平漏夜 線，如所附坐標(biāo)紙圖中（ 4）所示。計(jì)算過程中數(shù)字 盡可能的準(zhǔn)確，一般保留了三位以上的小數(shù)，但計(jì)算 誤差 是難免的。 max m3/s 氣相最小負(fù)荷 VS 按 110?N 重新核算孔速： smu /20???? ? 閥動(dòng)能因子 ???F 塔板開孔率閥動(dòng)能因子 ： % ??uu （四） 流體力學(xué)驗(yàn)算 氣體通過篩板壓強(qiáng)相當(dāng)?shù)囊褐叨? ?hhhh lcp ??? a)干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?ch ：依 smuvoc/ 2 6 ??? ? ocuu ?0 ，則干板阻力為： muhLc0 3 43 ???? ? 液柱。 （五） 塔板負(fù)荷性能圖 霧沫夾帶線： 按泛點(diǎn)率 80%計(jì)算： 泛點(diǎn)率 %1 0 0????bFlsvLVsAKCZLV ?? ? ???????Ss LV 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 19 整理 得： SS LV 1 6 2 3 ?? 在操作范圍內(nèi)任取 2個(gè) 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。 查得在平均溫度下苯和甲苯的黏度為： 苯u =， 甲苯u =。=每小時(shí)的千摩爾流量為： K m o l/ h 5 8 9 444 29 2 .93F ???? FMF 21 .75 278 .11 916 99 .28D ???? DMD hKmol/ 29 .9785 .69 4425 93 .65W ???? WMW hKmol/ （ 二 ） 理論塔板數(shù)的計(jì)算 欲計(jì)算完成規(guī)定分離要求的所需的理論板數(shù)，須知原料液組成，選擇進(jìn)料熱狀況和操作回流比等精餾操作條件，利用氣液平衡關(guān)系和操方程求算。 三、 進(jìn)料熱狀態(tài) 的選擇 進(jìn)料熱狀態(tài)以進(jìn)料熱狀況參數(shù) q 表達(dá)。在此過程中，熱能利用率很低，為此，在確定流程時(shí)應(yīng)考慮余熱的利用，注意節(jié)能。 （ 2） 操作彈性大。當(dāng)氣速很低時(shí)，靠這三個(gè)定距片 使閥片與塔板呈點(diǎn)接觸而坐落在閥孔上，閥片與塔板間始終保持 的開度供氣體均勻的流過，避免了閥片啟閉不勻的脈動(dòng)現(xiàn)象。 泡罩塔的優(yōu)點(diǎn)是：因升氣管高出液面 ，不易發(fā)生漏夜現(xiàn)象，有較好的操作彈性，即當(dāng)氣液流量有較大的波動(dòng)時(shí)，仍能維持幾