【正文】 tray），即林德篩板塔盤。（4） 片狀噴射塔盤。屬于顆粒型填料的有：海佐涅爾（Hydronyl）填料、階梯環(huán)（Cascade mini ring）填料、多角螺旋填料、金屬鞍環(huán)填料（Intalox metal pakcing）、比阿雷茨基環(huán)（Bialecki ring）、萊瓦填料（Levapak）以及它們的改進(jìn)型式。目前，我國常用的板式塔型仍為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔和舌形塔等，填料種類除拉西環(huán)、鮑爾環(huán)外，階梯環(huán)以及波紋填料、金屬絲網(wǎng)填料等規(guī)整填料也常采用。此外，這些材料在制造、運(yùn)輸、安裝等方面都各有特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)參閱其他有關(guān)資料，認(rèn)真加以考慮。在處理非腐蝕性物料時(shí)，整個(gè)泡罩塔盤都可用碳鋼制造。與泡罩塔相比，篩板塔具有下列優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力大（20％～40％），塔板效率高（10％～15％），壓力降低（30％～50％），而且結(jié)構(gòu)簡單，塔盤造價(jià)減少40％左右，安裝、維修都較容易。（6） 小孔徑篩板易堵塞，故不宜處理臟的、黏性大的和帶有固體粒子的料液。（4） 壓力降小 氣流通過浮閥時(shí)，只有一次收縮、擴(kuò)大及轉(zhuǎn)彎，故干板壓力降比泡罩塔低。這種塔盤由于操作范圍窄，一直未能推廣應(yīng)用。選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素有：物料性質(zhì)、操作條件、塔設(shè)備的性能，以及塔設(shè)備的制造、安裝、運(yùn)轉(zhuǎn)和維修等。（2） 大的液體負(fù)荷，可選用填料塔，若用板式塔時(shí)，宜選用氣液并流的塔型（如噴射型塔盤）或選用板上液流阻力較小的塔型（如篩板和浮閥）。這一階段由于處理量的擴(kuò)大和多方面的要求，泡罩塔已不甚適應(yīng)。為設(shè)計(jì)方便，在本設(shè)計(jì)中粗略以精餾段和提餾段的平均溫度確定兩段的物性數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行體積流量的計(jì)算。 計(jì)算結(jié)果：：理論塔板數(shù)NT：11.精餾段理論塔板數(shù)NT（精）：6. 圖解法求塔板數(shù) 計(jì)算實(shí)際塔板數(shù)塔效率： （）精餾段實(shí)際板數(shù)： （）全塔實(shí)際板數(shù)： （）其中，為相對揮發(fā)度，為回流液平均粘度(), N（精）、N分別為精餾段、全塔的實(shí)際板數(shù)。（可忽略）當(dāng)閥全開前 （）當(dāng)閥全開后 （）當(dāng)閥剛剛?cè)_時(shí)式（）、（）兩式相等，求得的孔速為臨界閥孔氣速（） （）其中，為閥孔氣速（m/s），為精餾段液體密度（Kg/），為精餾段氣體密度（Kg/）。 （） （）根據(jù)式（）可得精餾段霧沫夾帶上限線方程為： 同理根據(jù)式（）可得提餾段霧沫夾帶上限線方程為： 確定液泛線方程液泛線表示降液管內(nèi)泡沫層高度達(dá)到最大允許值時(shí)的的關(guān)系式。注：1．圓筒材料的許用應(yīng)力可取127Mpa，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)選用的材料和操作條件查得。28:561–72.[14] Isherwood W, Smith JR, Aceves S, Berry G, Clark WW, Johnson R, Das D, Goering D, Seifert power systems with advanced storage technologies for Alaskan villages, UCRLID129289. California: University of California, Lawrence Livermore National Laboratory, 1998.[15] Iqbal MT. Simulation of a small wind fuel cell hybrid system. Renewable Energy 2003。計(jì)算各接管直徑因各接管處的流體可為氣體或液體，而且流量為體積流量、質(zhì)量流量、摩爾流量，因此應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換計(jì)算。 （） （） （）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）。 和值與LW/D的關(guān)系精餾段：根據(jù)式（）計(jì)算堰長（m）：m根據(jù)式（）計(jì)算堰上液層高度（m）：m根據(jù)式()計(jì)算堰高：m根據(jù)式（）計(jì)算降液底隙高：m根據(jù)式（）計(jì)算精餾段橫坐標(biāo)值K：根據(jù)式()計(jì)算塔截面積（）：，（）計(jì)算降液管面積（）和降液管寬：m同理根據(jù)式（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）計(jì)算提餾段：堰長（m）：堰上液層高度（m）：堰高（m）：降液底隙高（m）：提餾段橫坐標(biāo)值K：塔截面積（）：降液管面積（）：降液管寬（m）: 閥孔數(shù)計(jì)算液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間（應(yīng)大于5秒）： （）閥孔氣速（m/s）： （）計(jì)算閥孔數(shù)： （）其中，為閥孔氣體的動(dòng)能因子，對重閥，適宜選擇范圍為9－12，為降液管截面積，為板間距。根據(jù)式（）計(jì)算精餾段摩爾流量L： Kmol/h根據(jù)式（）計(jì)算提餾段摩爾流量： Kmol/h根據(jù)式（）計(jì)算精餾段體積流量：/s根據(jù)式（）計(jì)算提餾段體積流量：/s 計(jì)算塔內(nèi)各段氣體摩爾流量和體積流量 （） （） （） （）其中，、分別為精餾段和提餾段的摩爾流量（kmol/h）、體積流量（），為回流比，、分別為塔頂產(chǎn)品量、進(jìn)料量（kmol/h），、分別為精餾段、提餾段的平均溫度。例如噴射型塔盤的生產(chǎn)能力一般都比泡罩塔盤、浮閥塔盤為大，且壓力降也低。（1） 從板式塔的產(chǎn)生到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束 這階段的板式塔主要用來煉油，典型設(shè)備是泡罩塔。（6） 操作過程中有熱效應(yīng)的系統(tǒng)，用板式塔為宜。柵縫一般寬為3～12mm、長為100～150mm，常用縫寬為3～5mm。屬于穿流式的還有：穿流式波紋篩板塔盤、穿流式雙孔徑篩板塔盤等。（2） 操作彈性大 浮閥可在一定范圍內(nèi)自由升降以適應(yīng)氣量的變化，而氣縫速度幾乎不變，因之能在較寬的流量范圍內(nèi)保持高效率。（2） 生產(chǎn)能力較大。造成液泛的原因有：板間距太小，降液管面積太小，或是氣液流量太大，超過了設(shè)計(jì)限度。③ 液氣比的范圍大。這是因?yàn)殇摬木哂凶銐虻膹?qiáng)度和塑性，制造性能較好，設(shè)計(jì)制造的經(jīng)驗(yàn)也較成熟。當(dāng)然，盲目地套用標(biāo)準(zhǔn)或是忽視標(biāo)準(zhǔn)等的修訂工作，也會(huì)對技術(shù)的發(fā)展起阻礙作用。（4） 穿流式可調(diào)開孔率篩板塔盤。（8） 錯(cuò)流式長方形浮閥塔盤。1. 屬泡罩型的（1） 旋轉(zhuǎn)泡罩塔盤。（3）舌形塔盤（jet tray）。 塔設(shè)備的發(fā)展及現(xiàn)狀泡罩塔是1813年Cellier提出的，它在化工生產(chǎn)中一直占有重要的地位。 在塔頂設(shè)置吊柱是為了在安裝和檢修時(shí)，方便塔內(nèi)件的運(yùn)送。常見的塔體是由等直徑、等壁厚的圓筒和作為頭蓋和低蓋的橢圓形封頭所組成。此外，工業(yè)氣體的冷卻與回收、氣體的濕法凈制和干燥，以及兼有氣液兩相傳質(zhì)和傳熱的增濕、減濕等。兩相的組分濃度沿塔高呈階梯式變化。使用高效的除沫器，對于回收貴重物料、提高分離效率、改善塔后設(shè)備的操作狀況，以及減少對環(huán)境的污染等，都是非常必要的。這將大大節(jié)省生產(chǎn)中的動(dòng)力消耗，以降低經(jīng)常操作費(fèi)用。2. 篩板型（1）有溢流的柵板塔盤。從20世紀(jì)60年代起，由于化工機(jī)械制造業(yè)成功地解決了高壓離心式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)密封和高溫高壓廢熱鍋爐的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)等技術(shù)關(guān)鍵，使化肥和石油化工的生產(chǎn)，在能量綜合利用方面提高到一個(gè)新水平，繼而帶動(dòng)了整個(gè)化學(xué)、煉油工業(yè)向大型化方向迅速發(fā)展。3. 屬浮閥型的（1） 旋轉(zhuǎn)浮閥型塔盤。（10） 導(dǎo)向浮閥塔盤。從這里可以看出各國塔設(shè)備發(fā)展趨向，作為我們工作的參考。特別是由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，化工設(shè)計(jì)中計(jì)算工作量極大的逐板計(jì)算法，已能快速而方便地得到滿意結(jié)果。總之，選材所考慮得因素較多。（1） 錐流 當(dāng)液體流量很小或液封高度不夠時(shí)，從齒縫出來的蒸氣，能推開液體，掠過液面直接上升，以致氣液接觸不良。近年來有用大孔徑（10～25mm）篩板的，它具有制造容易、不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)，只是漏液點(diǎn)稍高，操作彈性較小。但在處理粘稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。 舌形塔及浮動(dòng)舌形塔舌形塔是噴射型塔，20世紀(jì)60年代開始應(yīng)用。 （2） 生產(chǎn)能力大 由于沒有溢流裝置，就節(jié)省了降液管所占的塔截面積（一般約占塔盤總面積的15％～30％），所以蒸氣流量較大。（3） 具有熱敏性的物料須減壓操作，以防過熱引起分解或聚合，故應(yīng)選用壓力降較小的塔型。 其他因素（1） 對于多數(shù)情況，塔徑小于800mm時(shí)，不宜采用板式塔，宜用填料塔。與此同時(shí)，塔設(shè)備的廣泛應(yīng)用，又提出了高壓、真空、大的液體負(fù)荷、高彈性比等許多特殊要求，迫使板式塔以強(qiáng)化設(shè)備的生產(chǎn)能力為中心，向高效率、大通量方向發(fā)展，因而各種新型塔板不斷出現(xiàn)。 各組分得飽和蒸汽壓與溫度得關(guān)系（）計(jì)算精餾段A物質(zhì)的蒸汽壓： （）計(jì)算精餾段B物質(zhì)的蒸汽壓：（）計(jì)算全塔A物質(zhì)的蒸汽壓：（）計(jì)算全塔B物質(zhì)的蒸汽壓： 根據(jù)式（）計(jì)算精餾段相對揮發(fā)度j：根據(jù)式（）計(jì)算全塔相對揮發(fā)度： 液相密度計(jì)算內(nèi)插關(guān)系式： （）液相混合物密度： （）其中， 、分別為A，B組分的質(zhì)量分率， 、分別為A，B純組分的密度。查史密斯關(guān)聯(lián)圖得方法：分別由精餾段和提餾段的參數(shù)得史密斯關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)值A(chǔ)（精）、A（提），以及曲線值B，在圖中查得值。當(dāng)時(shí)，可采用式（）計(jì)算干板阻力當(dāng)時(shí)，可采用式（）計(jì)算干板阻力充氣液層阻力 （）其中，——。 （） （）根據(jù)式（）可得精餾段液相負(fù)荷下限線方程為： 同理根據(jù)式（）可得提餾段液相負(fù)荷下限線方程為： 氣相負(fù)荷下限線氣相負(fù)荷下限線又稱泄漏線，此線表示不發(fā)生嚴(yán)重泄漏現(xiàn)象時(shí)的最低氣體負(fù)荷，塔板適宜操作區(qū)應(yīng)在此線上方，氣體負(fù)荷低于此線，泄漏量將高于10%，此時(shí)塔板效率將降低。根據(jù)式（）計(jì)算塔高H： m 結(jié) 論 本文設(shè)計(jì)了一個(gè)常壓浮閥精餾塔，（以下皆為質(zhì)量分率）的正戊烷——正己烷混合液，其中混合液進(jìn)料量為11500kg/h，進(jìn)料溫度為35攝氏度，,再沸器用2atm的水蒸汽作為加熱介質(zhì),、塔板計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算、流體力學(xué)計(jì)算、畫負(fù)荷性能圖以及計(jì)算接管壁厚對浮閥塔展開了全方面的設(shè)計(jì)。在此我表示衷心的感謝！在論文寫作過程中，同學(xué)也給予了很大的幫助，提供了有益的建議，并給予了鼓勵(lì)和支持，在此也表示感謝！再次，我要感謝我的母校（長春理工大學(xué)）對我的培養(yǎng)，感謝機(jī)電工程學(xué)院各位老師對我的栽培。即寫成的關(guān)系： （）其中，為氣體流量（），為氣體密度（），為閥孔直徑（m），N為閥孔總數(shù)。提餾段塔板平均壓力降（m液柱）：提餾段塔板平均壓力降： Pa 流體力學(xué)驗(yàn)算（二） 淹塔（液泛）驗(yàn)算（1）——精餾段判斷是否成立，如不成立，則要發(fā)生液泛當(dāng)量清液層高