【文章內(nèi)容簡介】 646 7AA Ax x? ??? () 查 得 ? 時苯和甲苯的密度分別是 /kg m 和 /kg m ， ? 時苯和甲苯的密度分別是 /kg m 和 /kg m ，用內(nèi)插法求得 ? 時苯和甲苯的密度分別是 /kg m 和 /kg m ，因此 311 7 9 5 /1 0 .6 0 6 1 0 .6 0 67 9 3 .9 7 9 6 .7L AAABk g m? ????? ? ??? ?? 3 3 32 2 5 .0 6 8 2 .9 7 2 3 .4 9 / 6 .5 2 5 1 0 /795mSLLML m h m s? ??? ? ? ? ? () 4. 精餾段液體表面張力的確定 L i ix???? () 通過《化工原理 （上冊）》附表查得 ??時 2 /mN m? ?苯 ，21 .5 3 /mN m? ?甲 苯 塔頂液相表面張力 0 . 9 9 8 2 1 . 1 2 0 . 0 0 2 2 1 . 5 3 2 1 . 1 2 /mD m N m? ? ? ? ? ? 同樣可查得 ??時 /mN m? ?苯 ， /mN m? ?甲 苯 進(jìn)料板液相表面張力 0 . 3 8 8 1 9 . 4 2 0 . 6 1 2 1 9 . 6 3 1 9 . 5 5 /mF m N m? ? ? ? ? ? 精餾段液相平均表面張力 2 4 /2Lm m N m? ??? 提餾段參數(shù)的確定 提餾端參數(shù)以提餾段 的定性溫度為依據(jù)確定 ：據(jù) mt餾 參考平衡數(shù)據(jù)（一般為 t x y?? 數(shù)據(jù)） 即圖 可確定出精餾的 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計 說明書 10 平均氣、液組成 x ， y 。查 圖 得 ? 時 ? ， ? 39。SV 及密度 39。V? 的確定 取 0PP? () ? ?39。300 1 0 2 . 7 2 7 3 . 1 5 1 0 1 . 3 3( 1 ) 2 2 . 4 3 . 1 6 1 1 7 1 . 2 0 2 2 . 4 2 . 5 4 /2 7 3 . 1 5 1 0 1 . 3 3mS T PV R D m sTP ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?餾 39。 mV mPMRT? ? 餾 () 其中 ? ?( 1 ) 7 8 0 . 3 3 4 9 2 1 0 . 3 3 4 8 7 . 3 2 /m A A B AM M y M y g m o l? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?39。31 0 1 . 3 3 8 7 . 3 2 2 . 8 3 2 /8 . 3 1 4 1 0 2 . 7 0 2 7 3 . 1 5V k g m? ????? 39。SL 及密度 39。L? 的確定 39。39。 mS LLML ?? ； () 其中 39。 3 . 1 6 1 7 1 . 2 1 1 9 0 . 3 6 4 1 5 . 4 2 /L L q F R D q F k m o l h? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?( 1 ) 7 8 0 . 1 7 5 9 2 1 0 . 1 7 5 8 9 . 5 5 /Am A A BM M x M x g m o l? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 39。 11L AAAB? ????? ?? () A? 為 苯的 質(zhì) 量 分 數(shù) ， 根 據(jù) 摩 爾 分 數(shù) 與 質(zhì) 量 分 數(shù) 的 關(guān) 系? ? ? ?11A A AA A AAAB AAAAAB A B A BmmM M Mxmm mmMM M M M M??????? ? ???? ?? () 得出 39 5246 7AA Ax x? ??? () 查 得 ? 時苯和甲苯的密度分別是 /kg m 和 /kg m ， ? 時苯和甲苯的密度分別是 /kg m 和 /kg m ，用內(nèi)插法求得 ? 時苯和甲苯的密內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計 說明書 11 度分別是 /kg m 和 /kg m ，因此 311 7 8 6 .2 /1 0 .2 1 1 2 1 0 .2 1 1 27 8 7 .6 7 8 5 .8L AAABk g m? ????? ? ??? ?? 39。 333 2 0 . 8 9 8 9 . 2 7 3 6 . 4 3 5 8 / 0 . 0 1 0 1 2 /7 8 6 . 2mS LLML m h m s? ?? ? ? ? 餾段液體表面張力的確定 L i ix???? () 通過《化 工原理 （上冊 ）》附 表查 得 ??時 /mN m? ?苯 ， /mN m? ?甲 苯 塔底 液相表面張力 0 . 0 2 3 5 1 8 . 4 2 0 . 9 7 6 5 1 8 . 9 5 1 8 . 9 4 /mD m N m? ? ? ? ? ? 由精餾段計算的進(jìn)料板液相表面張力 1 9 .5 5 /mF mN m? ? 提餾相平均表面張力 4 5 /2Lm m N m? ??? 初選塔板間距 塔板間距 TH 的選定很重要，它與塔高、塔徑、物系性質(zhì)、分離效率、塔的操作彈性以及塔的 安裝、檢修等都有關(guān)，可參照下表所示經(jīng)驗關(guān)系選取。 0 表 板間距與塔徑關(guān)系 【 1】 塔徑 TD ， m 板間距 TH ， mm 200300 250350 300450 450600 400600 選定板間距時，應(yīng)考慮各種不同的實際請況。例如，塔板層數(shù)很多時，可選用較小的板間距，適當(dāng)加大塔徑以降低塔的高度；塔內(nèi)各段負(fù)荷差別較大時，也可采用不同的板間距以保持塔徑一致；對易起泡沫的物系，板間距應(yīng)取大些，以保證塔的分離效果；對于生產(chǎn)負(fù)荷波動較大的場合，也需加大板間距以保持一定的操作彈性。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計 說明書 12 此外，考慮安裝檢修的需要，在塔體人孔處的板間距不應(yīng)小于 600700mm ，以便有足夠的工作 空間，對只需開手孔的小型塔，開手孔處的板間距可取為 450mm 以下。 塔板間距初步選定之后，才能進(jìn)行后續(xù)的計算空塔氣速，估算塔徑等工作。對于所選板間距尺寸是否合理，還需在對塔板布置進(jìn)行設(shè)計后，進(jìn)行流體力學(xué)驗算。如不能滿足流體力學(xué)要求，則還需適當(dāng)?shù)卣{(diào)整板間距或塔徑，至滿足為止。 本次設(shè)計板間距 450TH mm? 。 塔徑的計算：（以精餾段數(shù)據(jù)為準(zhǔn)） 初步計算塔徑 根據(jù)流量公式有： 4SVD u?? () 式中： Vs — 塔內(nèi)的氣相流量， 3/ms u — 空塔氣速， /ms 一般適宜的空塔氣速 u 為極限空塔氣速 maxu 的 ~ 倍，即 max(0 .6 ~ )uu? 而max LVVuC????? 式中： maxu — 極限空塔氣速， /ms L? 、 V? — 分別為液相和氣相的密度， 3/kgm C— 負(fù)荷系數(shù)， /ms 負(fù)荷系數(shù) C 可由 Smith 關(guān)聯(lián)圖查 得《化工原理 （下冊）》 【 2】 ，即 圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計 說明書 13 圖 Smith 關(guān)聯(lián)圖 橫坐標(biāo) 12h LhVLV ????????是量綱為 1 的比值，稱為液氣動能參數(shù)，它反映液、氣兩相的流量與密度的影響，而 TLHh? 反映液滴沉降空間的高度對負(fù)荷參數(shù)的影響。 板上液層高度 Lh 應(yīng)由設(shè)計者首先選定。對于常壓塔一般取為 ~ （通常取~ ）；對于減壓塔應(yīng)取低些，可低至 ~ 。由于本次設(shè)計是在常壓下操作，故取 ? 。 Smith 關(guān)聯(lián)圖是按液體表面張力 20 /mN m? ? 的物系繪制的，若所處理的物系表面張力為其他值，則須按下式校正查出的負(fù)荷系數(shù)，即 ()20CC?? () 式中： ? — 操作物系的液體表面張力， /mNm ； C — 操作物系的負(fù)荷系數(shù)， /ms。 1 13226 . 5 2 5 1 0 7 9 5 0 . 0 4 5 82 . 4 4 2 . 7 1 4h LhVLV ????? ? ?????? ??????， 0 .4 5 0 .0 5 0 .4TLH h m? ? ? ? () 查圖 得 20 ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計 說明書 14 0. 20. 220 ( ) 83 83320 20CC ? ??? ? ? ????? 極限空塔氣速 m a x 7 9 5 2 . 7 1 40 . 0 8 3 3 1 . 4 2 3 /2 . 7 1 4LVVu C m s???? ?? ? ? ? () 空塔氣速 m a x0 . 8 0 . 8 1 . 4 2 3 1 . 1 3 8 /u u m s? ? ? ? () 初算塔徑 4 4 2 . 4 4 1 . 6 5 21 . 1 3 8SVDmu?? ?? ? ?? () 塔徑圓整 初步算出塔徑 D 后，應(yīng)按化工機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)圓整并核算實際氣速。一般塔徑在 1m 以內(nèi)時，按 100mm 增值圓整。塔徑超過 1m 時，按 200mm 增值圓整。常用的標(biāo)準(zhǔn)塔徑為 400、500、 600、 700、 800、 1000、 1200、 1400、 1600、 1800、 202 2200mm等。 塔徑圓整后， 1800D mm? ， 計算圓整塔徑 D 下的空塔氣速，即224 4 2 .4 4 0 .9 5 9 /1 .8SVu m sD?? ?? ? ?? 并校核安全系數(shù)m ax ?? ，在 ~ 的范圍以內(nèi)。 應(yīng)予指出，前面所述算出的塔徑仍為初估塔徑。此后尚需進(jìn)行流體力學(xué)驗算合格后才能確定為實際塔徑，否則應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。 另外，若精餾段與提餾段 負(fù)荷變化較大，則需分段計算塔徑。 溢流裝置與流體流型 板式塔的溢流裝置包括溢流堰、降液管及受液盤 。溢流裝置的布置應(yīng)考慮液流在塔板上的途徑。一般根據(jù)塔徑與液體流量，本設(shè)計采用單流型，液體流徑長、板面利用好，塔板結(jié)構(gòu)簡單，直徑 以下的塔普遍采用此型。 一般可根據(jù)初估塔徑和液體流量，選塔板的液流型式。降液管有圓形與弓形兩類。本設(shè)計采用內(nèi)弓形降液管，其在直徑較小的塔板中均適用。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計 說明書 15 溢流堰（出口堰） 為維持塔板上一定高度的均勻流動的液層， 一般采用平直溢流堰（出口堰）。 1. 堰長 Wl 依據(jù)溢流型式及液體負(fù)荷決定堰長。單溢流型塔板堰長 Wl 一般為 ? ? ~ D ；雙溢流型塔板，兩側(cè)堰長取為 ? ?~ D ，其中 D 為塔徑。 堰長也可以由溢流強(qiáng)度計算。溢流強(qiáng)度即通過單位堰長的液體流量，一般篩板及浮閥塔的堰長溢流強(qiáng)度應(yīng)為： ? ?3/ 1 0 0 ~ 1 3 0 /hWL l m m h?? () 式中： Wl — 溢流堰長， m hL — 液體流量， 3/mh 對于少數(shù)液氣比較大的過程堰上溢流強(qiáng)度可允許超過此范圍，有時為增加堰長也可增設(shè)輔助堰， 由于此次設(shè)計選用單溢流型塔板，故選取 0 .7 0 .7 1 .8 1 .2 6Wl D m? ? ? ? 驗算 ? ?3/ 2 3 . 4 9 / 1 . 2 6 1 8 . 6 4 1 0 0 ~ 1 3 0 /hWL l m m h? ? ? ?，符合要求。 2. 堰高 Wh 堰高于板上液層高度及堰上液層高度的關(guān)系如下 L W OWh h h?? () 式中： Lh — 板上液層高度， m OWh — 堰上液層高度， m 板上液層高度 lh 取 ， Wh =? = 3. 堰上液層高度 OWh 堰上液層高度應(yīng)適宜，太小則堰上的液體均布差，太大則塔板壓降增大，霧沫夾帶增加。對平直堰，設(shè)計時 OWh 一般應(yīng)大于 m ，若低于此值或液流強(qiáng)度? ?3/ 3 /hWL l m m h??時，應(yīng)改用齒形堰。 OWh 也不易超過 ~ ，否則可改用雙型內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計 說明書 16 溢流型塔板。 平直堰 OWh 按