【文章內(nèi)容簡介】 3, ????? mLmLs LML ? 液相體積流量/??hL 提鎦段： 汽相體積流量/ 3,39。39。 ?????mVmVs MVV ? 汽相體積流量/39。 33 ??hV 液相體積流量/ 3,39。39。 ?????mWmLs MLL ? 液相體積流量/39。 ??hL （ 1） 精餾 段塔徑計算，由 m a x LVVuC?????? （由式 ()20CC ?? ） 20C 查圖的橫坐標為 , ??????????? vlhhVL VLF ?? 選板間距 ? ，取板上液層高度 Lh = ， 故 h m? ? ? ? 以 ,LVF 為橫坐標查圖 22得到?C ?????????C ????u 取安全系數(shù)為 ，則空塔速度為 max ???? uu 第 20 頁 塔徑 ????? uVD S? 按標準塔徑圓整為 D= （ 2） 提餾段塔徑計算 0 .220C ( )20LCC ??式 中 由 計 算 其中的 20C 查圖，圖的橫坐標為 , ??????????? vlhhVL VLF ?? 取板間距 ? 板上液層高度 ? 則 h m? ? ? ? 查圖 22得到?C ????????? ????u 取安全系數(shù)為 ，則空塔速度為 max ???? uu 塔徑 ????? uVD S? 按標準塔徑圓整為 D= 根據(jù)上述精餾段和提餾段塔徑的計算，可知全塔塔徑為 D= 塔截面積為 ?????? DDA T ? 以下的計算將以精餾段為例進行計算： 第 21 頁 圖 22 精餾塔有效高度的計算 精餾段有效高度為 TN 1 H 13 1 5 mZ ? ? ? ? ? ? ?精 精（ ） （ ） 提餾段有效高度為 ???Z 在進料板上方開一人孔，其高度為 。 故精餾塔的有效高度為 L ??? 塔板主要工藝尺寸的計算 溢流裝置計 算 因塔徑為 ，所以采用單溢流型的平頂弓形溢流堰、弓形降液管、凹形受液盤，且不設(shè)進口內(nèi)堰。 溢流堰長 （出口堰長） wl 取 ???? Dlw 精餾段堰上溢流強度? ? ? ?hm/m130~100hm/?????wh lL,滿足強度要求。 提鎦段堰上溢流強度? ? ? ?hm/m130~100hm/39。 ?????wh l,滿足 第 22 頁 強度要求。 出口堰高 wh owLw hhh ?? 對平直堰 ? ? 3/2/0 0 2 8 whow lLEh ? 精餾段：由?Dlw及??wh lL，查化工原理課程設(shè)計圖55 得 1?E ， 圖 33 于是： mh ow )(3/2 ????（滿足要求） m0 4 9 1 0 ????? owLw hhh 驗證：owwow hhh ???? (設(shè)計合理 ) 提鎦段： 由?Dlw及，??wh lL查化工原理課程設(shè)計圖 55 得 1?E ，于是： ? ? 39。3/2 ?????owh（滿足要求） m0 3 6 2 3 39。 ????? owLw hhh 驗證： 39。39。39。 owwow hhh ???? (設(shè)計合理 ) 降液管的寬度 dW 和降液管的面積 fA 由?Dlw， 查 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計 P112 圖 57 得 第 23 頁 ,?? Tfd AADW，即： ?d，22 ?? DAT ?，?fA。 圖 44 液體在降液管內(nèi)的停留時間 精餾段：????? sTf LHA?（滿足要求） 提鎦段：39。 39。 ????sTf LH（滿足要求） 降液管的底隙高度 oh 精餾段：取液體通過降液管底隙的流速 m/??ou ，則有： ????? ow sul Lh（ oh 不宜小于 ~，本結(jié)果滿足要求） mmhw ????? 故合理 提鎦段： 取液體通過降液管底隙的流速 m/??ou ，則有： 39。 ????? ow so ul L mmhh w 39。39。 0 ????? 故合理 選用凹形受液盤，深度 mmhW 5039。 ? 凹形受液盤及平直堰，不設(shè)進口堰。 第 24 頁 浮閥數(shù)目、浮閥排列及塔板布置 （ 1） 塔板的分塊 本設(shè)計塔徑為 D=，因 800mm D? ，故塔板采用分塊式。由表 53 得，塔板分為 3塊。 （ 2） 邊緣區(qū)寬度確定 取 ??? ? 。 （ 3） 開孔區(qū)面積計算 2 2 2 12 ( si n )180a xA x r x r r? ?? ? ? ? ? 其中 ： ? ? 1 .4 ( 0 .1 7 3 6 0 .0 6 5 ) 0 .4 6 1 4 m221 .4 0 .0 3 5 0 .6 6 5 m22dSCDx W WDrW? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 故 22 2 1 23 . 1 4 0 . 6 6 5 0 . 4 6 1 42 [ 0 . 4 6 1 4 0 . 6 6 5 0 . 4 6 1 4 s in ( ) ] 1 . 1 2 m1 8 0 0 . 6 6 5aA ??? ? ? ? ? ? （ 4） 浮閥數(shù)計算及其排列 預(yù)先選取閥孔動能因子 F 10? ,由 F0= vu ?0 可求閥孔氣速 u ， 即 smFuv/ ??? ? 每層塔板上浮閥個數(shù)為 )(44 2020???? ?? udVN s 浮閥的排列，考慮到各分塊的支承與銜接要占去一部分鼓泡區(qū)面積，閥孔排列采用等腰三角形叉排方式。現(xiàn)按 39。7 5 6 5t mm t mm??、 的等腰三角形叉排方式排列，則設(shè)計條件下的閥孔氣速為smNdV s /)( 39。 2200????? 第 25 頁 閥孔動能因數(shù)為 0 0 39。 5 . 9 1 1 3 . 1 9 6 1 0 . 5 7vFu? ? ? ? ? 所以閥孔動能因子變化不大，仍在 9~12 的合理范圍內(nèi)，故此閥 孔實排數(shù)適用。 )(323)(/ 2200 ????? DdNAA T? 此開孔率在 5%~15%范圍內(nèi)，符合要求。所以這樣開孔是合理的。 塔板流體力學(xué)驗算 計算氣相通過浮閥塔板的靜壓頭降 fh 每層塔板靜壓頭降可按式 P c lh h h h?? ? ? 計算。 (1)計算干板靜壓頭降 ch 由式 vcU ?? 可計算臨界閥孔氣速 ocU ，即 smUvoc/ ??? ? cUU 00 ? ，可用Lvcc gUh ?????? 0 算干板靜壓頭降，即 mc )( 2 ????? (2)計算塔板上含氣液層靜壓頭降 fh 由于所分離的苯和氯苯混合液為碳氫化合物，可取充氣系數(shù) ?? ，已知板上液層高度 ,?Lh 所以依式 Ll hh 0?? mhl ??? (3)計算液體表面張力所造成的靜壓頭降 ?h 由于采用浮閥塔板，克服鼓泡時液體表面張力的阻力很小，所以可忽略不計。這樣，氣流經(jīng)一層，浮閥塔板的靜壓頭降 fh 為 mhhhh lcf 0 6 3 ?????? ? 第 26 頁 換算成單板壓降 K paPaghP Lff ??????? ? (設(shè)計允許值 ) 降液管中清夜層高度 dH 式 owdwfd hhhhhH ?????? (1)計算氣相通過一層塔板的靜壓頭降 fh 前已計算 mhf ? (2)計算溢流堰（外堰）高度 wh 前已計算 mhw ? (3)液體通過降液管的靜壓頭降 dh 因不設(shè)進口堰，所以可用式 20 ????????? hLLhwsd 式中mhmLm ws , 0 ??? 2 ??????? ???dh m (4)塔板上液面落差 h? 由于浮閥塔板上液面落差 h? 很小，所以可忽略。 (5)堰上液流高度 owh 前已求 出 mhow ? 這樣 mhhhhhH owdwfd 1 6 0 1 8 ??????????? 為了防止液泛，按式： )( wTd hHH ??? ，取校正系數(shù) ?? ，選定板間距 ?TH , mhw ? mhH wT 2 4 )0 4 ()( ?????? 從而可知 mhHmH wTd 2 4 )(1 2 ???? ?，符合防止液泛的要求。 (6) 液體在降液管內(nèi)停留時間校核 應(yīng)保證液體早降液管內(nèi)的停留時間大于 3~5 s,才能使得液體所夾帶氣體釋出。本 第 27 頁 設(shè)計 39。 0 .1 1 1 1 0 .4 5 1 4 .0 0 s0 .0 0 3 5 7fTsAHL? ?? ? ?5 s 可見，所夾帶氣體可以釋出。 計算霧沫夾帶量 Ve 判斷霧沫夾帶量 Ve 是否在小于 10%的合理范圍內(nèi)，是通過計算泛點率 1F 來完成的。泛點率的計算時間可用式： %1 0 01 ????pFLsvLvsAKcZLVF ???和 % ???TFvLvsAKcVF ??? 塔板上液體流程長度 mWDZ dL ?????? 塔板上液流面積 mAAA fTp ?????? 圖 55 精餾段： 第 28 頁 苯和氯苯混合液可按正常物系 處 理，取物性系數(shù) K 值， K=,在從泛點負荷因數(shù)圖中查得負荷 因數(shù) ? ,將以上數(shù)值 分別代入上式 %% ???? ??????F 及 %%1 0 00 0 9 2 4 5 4 ????? ???F 提鎦段： 苯和氯苯混合液可按正常物系處理，取物性系數(shù) K 值， K=,在從泛點負荷因數(shù)圖中查得負荷 因數(shù) ?FC ,將以上數(shù)值 分別代入上式 %% 39。 ???? ??????F 及%% 39。 ????? ???F 為避免霧沫夾帶過量，對于大塔，泛點需控制在 80%以下。從以上計算的結(jié)果可知，其泛點率都低于 80%，所以霧沫夾帶量能滿足 干氣）（液） /k g ( kgeV ?的要求。 塔板負荷性能圖 霧沫夾帶上限線 對于苯 — 氯苯物系和已設(shè)計出塔板結(jié)構(gòu)，霧沫夾帶線可根據(jù)霧沫夾帶量的上限值干氣）（液） /k g ( kge V ? 所對應(yīng)的泛點率 1F (亦為 上限值 ),利用式 %1 0 01 ????pFLsvLvsAKcZLVF ???和 % ???TFvLvsAKcVF ???便可作出此線。 第 29 頁 由于塔徑較大，所以取泛點率 1 80F??，依上式有 ??? ??? ss LV 整理后得 ?? SS LV 即 SS LV ?? 即為負荷性能圖中的線 (1) 此式便為霧沫夾帶的上限線方程，對應(yīng) 一條直線。所以在操作范圍內(nèi)任取兩個 sL 值便可依式 SS LV ??算出相應(yīng)的 sV 。利用兩點確定一條直線，便可在負荷性能圖中得到霧沫夾帶的上限線。 sL sV 液泛線 式由 )( wTd hHH ??? ， owdwpd hhhhhH ?????? ， ?hhh lcp ??? 聯(lián)立。即 owdwlcowdwpwT hhhhhhhhhhhhhH ??????????????? ?? )( 式中， gUh Lvc ?? 干板靜 壓 板 靜20? ，板上液層靜壓頭降 Ll hh 0?? 從式 owwL hhh ?? 知， Lh 表示板上液層高度， 32 ????????? wsow lLEh。所以板上?????????????????????32000 1000)(液 層層靜壓頭 降wswowwLl lLEhhhhh ??? 液體表面張力所造成的靜壓頭 ?h 和液面落差 h? 可忽略 液體經(jīng)過降液管的靜壓頭降可用式 20 ????????? hlLhwSd 則 L