【正文】 適宜的閥孔氣速應(yīng)當(dāng)?shù)?于或大于臨界閥孔氣速。 c、由閥孔動(dòng)能因數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值推算開孔率 首先假定塔頂?shù)诙K板的閥孔動(dòng)能因數(shù)為 00 / 1 0 / 2 .9 7 2 5 .8 0 /Vu F m s?? ? ?，閥孔的總面積為 20 7 1 6 5 . 0 1 / 3 6 0 0 / 5 . 8 0 0 . 3 4 3 1Am??，開孔率0 . 3 4 3 1 / 2 . 0 0 9 6 1 7 . 1 %???，大于 15%，不合理。 代入，得塔板有效面積 2 2 2 1 24 7 1 . 22 [ 4 7 1 . 2 7 0 0 4 7 1 . 2 7 0 0 s in ( ) ] 1 2 1 1 5 2 3 . 0 9 2700aA m m?? ? ? ? ? ? 取等腰三角形的底邊長(zhǎng) 75S mm? ，則可得排間距（等腰三角形的高）為 01211523. 092 7 2 .1 12 2 4 7 5aAt m mNS? ? ?? 可進(jìn)一步求得與液流垂直方向的浮閥排數(shù) ( 2 2 ) 1 6 0 0 ( 2 2 2 8 . 8 2 1 0 0 )1 1 1 4 . 0 77 2 . 1 1dD W Zn t?? ? ? ? ?? ? ? ? ? 由上述數(shù)據(jù)，可在方格紙上繪制塔板布置草圖，從而確定塔板上的實(shí)際閥孔總數(shù) 0N 。 （ 4）降液管內(nèi)液面高度 降液管內(nèi)液層高度 dH 超過一定值以后，就可能因液體所攜帶的泡沫充滿整個(gè)降液管而發(fā)生“淹塔”（即降液管液泛），使塔的正常操作被破壞。 液流收縮系數(shù)是考慮到塔壁對(duì)堰附近的液流所起的收縮作用，可由圖 216液流收縮系數(shù)圖查取，圖中的橫坐標(biāo) 為2 .5 2 .58 1 0 8 1 0 1 2 .6 5 / 3 6 0 0 2 .6 8 1 6( ) (1 .0 2 )w Ll ???，由圖可讀得液流收縮系數(shù)為 ? ，可進(jìn)一步求得堰上液頭高 231 2 .6 50 .0 0 2 8 4 1 .0 3 2 ( ) 0 .0 1 5 71 .0 2 4 2owhm? ? ? ? 液 柱 又已知出口堰高 ? ，取 ?? ，可得液層壓力降 39。 33gF1 重閥，全開前的干板壓降為： 0 .1 7 5 0 .1 7 50 6 .7 51 9 .9 1 9 .9 0 .0 3 6 37 6 5 .1 3c Luhm?? ? ? ? 液 柱 全開后的干板壓降為 2 20 6 .7 5 3 .3 6 85 .2 7 5 .2 7 0 .0 5 4 92 2 9 .8 1 7 6 5 .1 3Vc Lu g ??? ? ? ? ?? 液 柱 b、液層壓力降 39。 （ 3）霧沫夾帶量 ① 上升氣流的霧沫夾帶量與板間距、液層厚度、氣速、液相物性和塔板結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般工業(yè)上正常操作的霧沫夾帶量長(zhǎng)控制在 ? Kg 霧沫 /Kg 氣體，對(duì)浮閥塔板常用阿列克山德羅夫經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算霧沫夾帶量： 3 .71 2(0 .0 5 2 1 .7 2 ) ()nTAh ue Hm???? 其中， e 為霧沫夾帶量， Kg 霧沫 /Kg 氣體； ? 為塔的有效鼓泡面積 aA 與塔全截面積 TA 之比，即 /aTAA； ? 系數(shù)，對(duì)浮閥塔 ~?? ，當(dāng)氣速接近泛點(diǎn)氣速時(shí)取高值，速度較小時(shí)取低值； 1h 為板上液層高度， 1=+w owh h h ， mm； 又有 5 0 .2 9 5 0 .4 2 55 .6 3 1 0 ( ) ( )LVLVVm?????? ??? 其中， L? 為液相表面張力， dyne/cm； V? 為氣相粘度， 2./kgs m ； A ， n 為常數(shù)，查表得 ? ， ? ； 代入數(shù)據(jù)，可得 5 0 .2 9 5 0 .4 2 572 0 .7 9 5 8 1 1 .3 3 2 .9 75 .6 3 1 0 ( ) ( ) 0 .6 3 0 82 .9 7 9 .2 5 1 0m ? ??? ? ??，取 ?? ，1 .3 3 9 8 / 2 .0 0 9 6 0 .6 6 6 7? ??，從而可得 3 . 70 . 9 5 20 . 1 5 9 (0 . 0 5 2 6 9 . 3 0 1 . 7 2 ) 7 . 1 9( ) 0 . 0 3 3 6 /4 5 0 0 . 8 0 . 6 6 6 7 0 . 6 3 0 8e K g K g? ? ??? 霧 沫 氣 體 ② 核算泛點(diǎn)率 所謂泛點(diǎn)，是廣義地指塔內(nèi)液面泛濫（包括過量霧沫夾帶）而導(dǎo)致的塔效率劇降的操作點(diǎn)?？闪砣￠y孔動(dòng)能因數(shù)為 0 12F? ，采用與上述同樣的方法，可得閥孔氣速為 0 /u m s? ，閥孔總面積 20 ? ，開孔率 %?? 。故第二塊塔板的氣相平均摩爾質(zhì)量 0 .9 5 3 7 8 .1 1 (1 0 .9 5 3 ) 9 2 .1 3 7 8 .7 7 /VM Kg Km o l? ? ? ? ? ?，塔頂?shù)诙K板的液相組成為 0 .9 2 8 7 8 .1 1 (1 0 .9 2 8 ) 9 2 .1 3 7 9 .1 1 /LM Kg Km o l? ? ? ? ? ??？扇”舅拈_孔率為 14%，則閥孔總面積 220 1 4 % 0 .7 8 5 1 .6 0 .2 8 1 3Am? ? ? ?，塔頂?shù)谝粔K板的氣相密度為 311 1. 32 5 78 .5 3 2. 95 /8. 31 4 ( 84 27 3. 15 )V Kg m? ?????，對(duì)塔頂?shù)谝粔K板做 物 料 衡 算 ， 可 得 1 DV L D??， 故 塔 頂 第 一 塊 板 的 氣 相 流 量 為31 ( ) / (1 5 1 .2 1 9 3 .2 2 ) 7 8 .5 3 / 2 .9 5 6 5 1 6 .6 7 /D m VV L D M m h?? ? ? ? ? ?，進(jìn)而可得閥孔氣速為 0 6 5 1 6 .6 7 / 3 6 0 0 / 0 .2 8 1 3 6 .4 3 /u m s??。對(duì)于直徑較大的塔，特別是有測(cè)線抽出時(shí)，則須選用凹形受液盤，這樣可以保證測(cè)線抽出的連續(xù)、均勻性，還可以造成正液封，且有利于起泡的分離。 熱量衡算結(jié)果如表 3。 查圖 [7]，塔頂 84℃ 下， .A mN m? ?? ， .B mN m? ?? ，可得塔頂液相平均表面張力 10 .9 7 2 0 .7 8 0 .0 3 2 1 .2 8 2 0 .8 0 .m N m? ?? ? ? ? ?頂 ； 進(jìn)料板 93℃ 下， .A mN m? ?? ， .B mN m? ?? ，可得進(jìn)料板液相平均表面張力 10 .6 8 9 1 9 .7 2 0 .3 1 1 2 0 .2 1 1 9 .9 8 .m N m? ?? ? ? ? ?進(jìn) ； 塔底 120℃ 下， .A mN m? ?? ， .B mN m? ?? ，可得塔底液相平均表面張力10 .0 3 1 6 .2 0 .9 7 1 7 .0 1 6 .9 8 .m N m? ?? ? ? ? ?底 。查圖得 .A mPa s? ? ， .B mPa s? ? ，故 0. 47 1 0. 27 0. 52 9 0. 28 0. 28? ? ? ? ? ?進(jìn) 。故塔底溫度為 120℃，塔底壓力為 128Kpa。物料衡算結(jié)果如表 1. 表 1 全塔物料衡算結(jié)果（ Kmol/h 或 Kg/h） 質(zhì)量流量 摩爾流量 組成 總流量 摩爾 質(zhì)量 摩爾流量 質(zhì)量流量 進(jìn)料 苯 7310 17000 甲苯 9690 塔頂產(chǎn)品 苯 甲苯 塔底產(chǎn)品 苯 甲苯 確定冷凝罐、塔頂及塔底的操作壓力和溫度 （ 1）冷凝罐的壓力和溫度 冷卻劑的溫度為 30℃ ，為保證一定的傳熱溫差，通常產(chǎn)品冷卻后的溫度比冷卻劑高1020℃ ，取 △ t=15℃ ，則冷凝罐的溫度為 45℃。 從冷凝罐的壓力出發(fā)，對(duì)本蒸餾體系有兩種方案： ①采取常壓蒸餾，冷凝罐中的液體為過冷液體，回流為過冷回流；②采取減壓蒸餾。 m ? ? ? ?，故 m i n 1 .4 0 1 .2 7 0 .0 5 3 01 1 .4 0 1RRX R? ?? ? ???，采用吉利蘭關(guān)聯(lián)式 5 4 .4 11 e x p [( )( )]1 1 1 1 7 .2XXY XX???? ?，可得 min N???? ，據(jù)此，可得? ， ( 1) ?? 。 精餾段的平均相對(duì)揮發(fā)度 1 2 .5 0 2 .3 3 2 .4 1? ? ?? ? ? ? ?頂 進(jìn) ； 提餾段的平均相對(duì)揮發(fā)度 2 2 .2 9 2 .3 3 2 .3 1? ? ?? ? ? ? ?進(jìn)底 。 冷回流量 4 4 9 4 1 .8 4 1 4 2 8 2 .2 81 .9 1 9 3 .2 2 1 5 1 .2 1 /4 4 9 4 1 .8 4 8 8 5 6 .6 5DL K m o l h?? ? ? ??； 冷回流比 / 1 5 1 .2 1 / 9 0 .4 2 1 .6 2CDR L D? ? ?； 塔頂?shù)睦湄?fù)荷 61( 1 ) ( ) (1 . 6 2 1 ) 9 0 . 4 2 ( 4 4 9 4 1 . 8 4 8 8 5 6 . 6 5 ) 8 . 8 2 1 0 /C C V L DQ R D H H K J h? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ② 冷凝器的熱負(fù)荷 塔頂回流為過冷回流，塔頂蒸汽首先經(jīng)冷凝器冷卻為飽和液相，再由冷卻器冷卻至過冷。 對(duì) 不 易 起 泡 體 系 ， 可 取 max( )uu?? ， 不 防 取m a x0 .8 0 .8 1 .4 6 9 1 .1 7 5 /u u m s? ? ? ?，可得精餾段的塔徑 1 6 8 7 4 .4 7 / 3 6 0 0 / 3 .1 4 / 1 .4 1/ 4 1 .4 475D V u m?? ? ? ? b、提餾段 由 _ 1 / 2 1 / 2_1 9 8 .7 6 1 .9 1 9 3 .2 2 3 .4 2( ) ( ) 0 .0 9 4 5(1 . 7 8 1 .1 39 1 1 ) 9 3 .2 2VLLV?? ??????，結(jié)合 h m?? ，查史密斯圖得 0 ? ，表面張力校正系數(shù) 0 .2 0 .21 8 .4 8( ) ( ) 0 .9 8 4 32 0 2 0m?? ? ? ?，故0 0 .0 9 4 5 0 .9 8 4 3 0 .0 7 9 7CC ?? ? ? ?，可得 m a x 7 8 1 .1 3 3 .4 20 .0 7 9 7 1 .2 0 2 /3 .4 2LVVu C m s???? ?? ? ? 取 m a /u u m s? ? ? ?，可算得塔徑 2 6 2 2 2 .4 9 / 3 6 0 0 / 3 .1 4 /4 / 4 1 .2 0 2 1 .5 1D V u m?? ? ? ? ② 波津法 a、精餾段 對(duì)浮閥塔，由前蘇聯(lián)學(xué)者波津推薦的公式 m a x0 .0 5 512T LVVs LsVgHuLV???????? 代入數(shù)據(jù)，可得m a x8 0 4 . 4 2 91 7 . 3 7 8 00 . 0 5 5 9 . 8 1 0 . 4 5 3 . 1 0 1 . 7 1 5 /3 . 1 0123 . 14 . 4 2 96 8 7 4 . 4 7 0u m s????? 查化工原理課程設(shè)計(jì)表 24，得系統(tǒng)因數(shù) ? ，取安全系數(shù) ? ，可得適宜的流 通截面上的氣速 m a x 1. 0 0. 82 1. 71 5 1. 40 9 /nau K K u m s? ? ? ? ? ? ?，適宜的空塔氣速0 .9 0 .9 1 .4 0 9 1 .2 6 8 /n msuu? ? ? ?。 對(duì)于凹形受液盤，一般底隙高度等于盤深，故取 50bh mm? 。所謂臨界閥孔氣速就是使閥剛剛?cè)_時(shí)的 閥孔氣速?？闪砣￠y孔動(dòng)能因數(shù)為 0 12F? ，采用與上述同樣的方法，可得閥孔氣速為 0 /u m s? ，閥孔總面積 20 ? ，開孔率 %?? 。 （ 3）典型塔板浮閥排布結(jié)果 由圖可知塔頂?shù)诙K板排得的實(shí)際板數(shù)為 232，實(shí)際閥孔總面積 20 ? ，實(shí)際開孔率為 0 .2 7 7 0 / 2 .0 0 9 6 1 3 .8 %? ??，實(shí)際閥孔氣速 0 /u m s? ，實(shí)際閥孔動(dòng)能因數(shù)3 0 .500 7 .1 9 2 .9