【正文】 J， I=Wd/D， J=Af/AT,AT 為塔截面積。 （二）浮閥數(shù)目與排列 取閥孔動能因數(shù) F0=10，用式VFu ?00 ? 求孔速 0u ，即 （ 1）精餾段 smFuV/ ??? ? 依式020,4 udqN VV??求每層塔板上的浮閥數(shù)，即 2204 2020, ????? ?? udqN VV 依式 ?????? ????????? ? RxRxRxA a 12022 s i n1802 ?計算鼓泡區(qū)面積，即 ?????? ????????? ? RxRxRxA a 12022 s i n1802 ? mWDR c ????? ? ? ? ? mWWDx sd ??????? 212022 i ..02 mA a ??????? ????????? ?? 浮閥排列方式采用等腰三角形叉排。 按 mmt 75? ， mmt 10039。v39。,39。 LVVV qq ?? ……………………… ... (1)， 霧沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)任取兩個 39。,239。 LVq 值（常數(shù)），在 39。 VVq 的下限值，據(jù)此作出與液相流量無關(guān)的水平漏液線。 3m a x39。 （ 2）計算殼程壓降 按式計算 ssNF)( ppp 210 ??? ? ?? ， , 1?sN 對于氣體或蒸汽 1?sF 流體流經(jīng)管束的阻力 40 2)1(n2c1p oBo uNFf ???? ， 管子為正三角形排列 F= ??c （取值 14） 取折流擋板間距 z= 由于 D=500mm DzD ??51 ????? zLN B 殼程流通面積 ）（）（ dnA0co ????= 2 殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為： 飽和蒸汽變?yōu)轱柡鸵后w時的密度 ??h? 610+? 640= 3/mkg ??? ??? Aqhou ? ， m/s ?????? 氣 氣? ?oeo ud ??? ?of ??p,114(29+1) 2 2? = 流體流過折流板缺口的阻力 2)( 2h2poB uDzN ???? ， , z= , D= Pap ) (29 22 ???????? ， 總阻力 ssNF)( ppp 210 ??? ? ?? ，=（ +） 11= 由計算結(jié)果 表明，殼程和管程的壓力降均能滿足設(shè)計條件。 32323m i n39。 Nudq VV ??，即 ?? ，v2039。3600LVTfq HA?? 知液體在降液管內(nèi)停留時間 sq HALVTf 5~339。 VVq 又有如下關(guān)系，即：Ndqu VV2039。V, ?? LVqq 或 39。,v39。 ② 提餾段 正戊烷和正己烷可按正常系統(tǒng)取物性系數(shù) K=，由圖六查得泛點負荷系數(shù)CF， =，將以上數(shù)值代入式 %100 ,1 ????bFLLVVLVVVAKCZqqF ???，得 %%100%10039。取同一橫排的孔心距 t=75mm=，則可按下式估算排間距 39。0w39。, ??? ， 因此精餾塔塔徑為 D=。 MVDm=72+86= kg/kmol MLDm=72+86= kg/kmol 進料板汽、液混合物 平均摩爾質(zhì)量：查平衡曲線圖（見附圖 2），得 xF= 和yF=。, ?? （ 5）操作線方程 精餾段操作線方程為 11 ???? RxRRy xD= 11 1 ??? x x=+ 提留段操作線方程為 WVn WnVn Ln xqqxqqy 39。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。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。 由于盤式浮閥塔具有如下特點。 選擇尺寸合適的填料，也可以減弱和防止塔壁效應(yīng) 。 為分離氣體可能夾帶的少量霧狀液滴 ， 在塔頂還安裝有除沫器。（ 1）處理量較大，比泡罩塔提高 20～ 40%，這是因為氣流水平噴出，減少了霧沫夾帶，以及浮閥塔盤可以具有較大的開孔率的緣故。 （ 4） 黏性較大的物系，可以選用大尺寸填料。 （ 2） 一般填料塔比板式塔重。,39。 MVFm=72+86= kg/kmol MLFm=72+86= kg/kmol 塔底汽、液混合物平均摩爾質(zhì)量：第 8 板上液相組成 x=，查平衡曲線圖（見附圖 2），得 y= MVWm=72+86= kg/kmol MLWm=72+86= kg/kmol 精餾段汽、液混合物平均摩爾質(zhì)量： MVm=（ +） /2= kg/kmol MLm=（ +） /2= kg/kmol 提餾段汽、液混合物平均摩爾質(zhì)量： MVm,（ +） /2= kg/kmol MLm,=（ +） /2= kg/kmol 平均密度 12 查參考書 [4]得如下數(shù)據(jù)： 表 2 各組分 的液相密度與溫度的關(guān)系 溫度 正戊烷 正己烷 ℃ Kg/m3 Kg/m3 塔頂 610 640 進料板 600 635 塔底 580 610 表 3 各組分的表面張力與溫度的關(guān)系 溫度 正戊烷 正己烷 ℃ mN/m mN/m 塔頂 進料板 塔底 表 4 各組分的粘度與溫度的關(guān)系 溫度 正戊烷 正己烷 ℃ mPa?s mPa?s 塔頂 13 進料板 塔底 a 精餾段 （ 1）氣相平均密度 由理想氣體狀態(tài)方程計算，即 ?? mVmmRTMp? Vm ? ? ??? ? kg/m3 （ 2）液相平均密度 液相平均密度計算公式： )( MxMxMx BBAAAAA ???? BBAAm ????? ??1 塔頂液相平均密度： )( MxMxMx BBAAAAA ???? = ??? ? = ??? 1? L D m 3/mkg 同理其余各數(shù)據(jù)計算結(jié)果如表 5： 表 5 各部分組成摩爾分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)與平均密度 № xA xB wA wB 平均密度 ( 3/mkg ) 塔頂 進料板 塔底 精餾段平均密度： Lm? =（ +） /2= 3/mkg b．提鎦段 14 （ 1）氣相平均密度 由理想氣體狀態(tài)方程計算，即 ??mmVm RTVmMp ,? ? ? ??? ? kg/m3 （ 2）提餾段平均密度：由表 5 得 ??Lm, （ +） /2=3 液相平均表面張力 液相平均表面張力計算公式： ?Lm=? iix? 塔頂液相平均表面張力：由 tD=， ? A= mN/m， ? B= mN/m ?LDm=? +? = mN/m 進料板液相平均表面張力：由 tF=， ? A= mN/m， ? B= ?LFm=? +? = mN/m 塔底液相平均表面張力：由 tw=， ? A=12mN/m， ? B= ?LWm=? 12+? = 精餾段液相平均表面張力： ( ) / 2Lm LD m LFm? ? ???=（ +） = mN/m 同理提餾段液相平均表面張力為 mN/m 表 6 平均表面張力計算結(jié)果表 № xA xB 平均表面張力（ mN/m） 塔頂 進料板 塔底 液相平均粘度 ： 混合液體平均 粘度計算公式： BAAA xx ??? l o g)1(l o gl o g ??? 塔頂液相平均黏度：由 tD=℃ ， A? = smPa? ， B? = smPa? 。 由表 8 塔板間距和塔徑的經(jīng)驗關(guān)系 [5]表可知該精餾 18 塔塔徑符合要求。,l ?????? ， ? ?mm 1 0 6 2 0 1 0W ????? ， 故降液管底隙設(shè)計合理。t ，即 mmmNAt a 39。39。v39。,39。,0439。36 0039。, 5439。, ???????? ????????? ??? ………………………………………………………………………………(5) ， 根據(jù)式（ 1）、（ 2）、（ 3）、（ 4）、（ 5）可分別作出精餾段塔板負荷性能圖上的① ~⑤ 共五條線，見圖 7 由精餾段塔板負荷性能圖可以看出： ① 在 任務(wù)規(guī)定的氣液負荷下的操作點 A（設(shè)計點），處在事宜操作區(qū)域內(nèi)的適中位置。 （五）核算總傳熱系數(shù) （ 1）管程對流傳熱系數(shù) 41 10R 4iei ?????? ? ? ciud 104 92 1010P 33pri ?????? ?? 。 ② 按照固定的液氣比，由此查出附圖 8 查出塔板的氣相負 荷上限? ? smq VV /39。,39。,39。因此，可將上式簡化，得 3239。4 2 4 39。L? 、 bA 、 K 、 CF，及 LZ 均為已知值，相應(yīng)于 ?Ve 的泛點率上限值亦可確 定，將各已知數(shù)代入上式，便得出 39。,v39。 ?? 。 表 10 塔徑與塔板分塊數(shù)目 塔徑 /mm 8001200 14001600 18002021 22002400 22 分塊數(shù)目 3 4 5 6 （ 2）取邊緣區(qū)寬度 mWc ? ,安定 區(qū)寬度 mWs ? 。 （ 2）堰長 wl Wl ED?? E 為堰長系數(shù)且常取 ～ ，本設(shè)計取 Wl E D?? = ?? m （ 3）溢流堰高度 hw 溢流堰高度計算公式 w L owh h h?? 選用平直堰，堰上液層高度 owh 依下式計算，即 320 LV, ?????????WW lEh 近似取 E=1，則 精餾段 ??????? ????????????? 3232 LV,WOW lEh 提鎦段 mlEWh0 2 9 8 3 6 0 00 1 0 0 0 0 0 3232,OW LV, ??????? ????????????? 取板上液層高度 hL=，故 精餾段 hhh OWLW ?? == 提鎦段 ??? h, ，OWLW hh = （ 4）弓形降液管寬度 Wd 及截面積 Af 20 為求降液管的寬（ Wd）和降液管的面積（ Af） ,需查圖 4 獲得，此圖的橫坐標(biāo)值為 wl /D,用 K 表示。 計算得 LFm? = smPa? 塔底液相平均黏度：由 tw=℃ ， A? = smPa? ， B? = smPa? 。, 39。因填料價格約與塔體的容積成正比，板式塔按單位面積計算的價格，隨塔徑增大而減小。 （ 5） 含有懸浮物的物料，應(yīng)選擇液流通道較大的塔型，以板式塔為宜。（ 3）分離效率較高，比泡罩塔高 15%左右。液體靠重力作用自上而下逐板流向塔底 ， 并在各塊塔板的板面上形成流動的液層；氣體則在壓差推動下經(jīng)塔板上的開孔由下而上穿過塔板上液層最后由塔頂排出。 液體由上往下流動時 ， 由于塔壁處阻力較小而向塔壁偏流 ， 使填料不能全部潤濕 ， 導(dǎo)致氣液接觸不良，影響傳質(zhì)效果 ， 稱之為塔壁效應(yīng) 。 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。如必須用板式塔，宜選用結(jié)構(gòu)簡單、造價便宜的篩板塔盤、穿流式 塔盤或舌形塔盤，以便及時更換。 （ 4） 液氣比波動的適應(yīng)性，板式塔優(yōu)于填料塔，故當(dāng)液氣比波動較大時宜用板式塔。 9 圖 2 正戊烷 正己烷的汽液平衡圖 故最小回流比為 m in