【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ???LM? 五、精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 ⑴ 由上面可知精餾段 L=V= a． 塔徑的計(jì)算 精餾段的氣、液相體積流率為 m 3/ m ????? VVMS VMV ? m 3/ ????? LmLmS LML ? m ax LVVuC?????式中，負(fù)荷因子 20 )( ?CC ?由史密斯關(guān)聯(lián)圖⑶查得 C20再求 圖的橫坐標(biāo)為 ???????????????????? vlhLV VLF ?? 取板間距， HT=,板上清液層高度 取 hL=，則 HThL= m 史密斯關(guān)聯(lián)圖如下 由上面史密斯關(guān)聯(lián)圖，得知 C20= 氣體負(fù)荷因子 892036 . 0. 20. 220 ???????????????? LCC ? ?? CU M A X 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 U===muVD ????? ?? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D= 塔截面積為 1 .7 67 m 24 2 ?? DAT ? 實(shí)際空塔氣速為 3m / s 1 ??? TSAVU 實(shí)際 U 實(shí)際 / Umax=(安全系數(shù)在充許的范圍內(nèi)，符全設(shè)計(jì)要求 ) ⑵ 由上面可知提餾段 L’=V’= a．提餾段塔徑的計(jì)算 提餾段的氣、液相體積流率為 3m 3/ 33600 22 . m39。39。39。 ?? ??? VVMS MVV ? 45m 3/ 39。39。39。 ?? ??? LmLmS MLL ? m ax LVVuC?????式中，負(fù)荷因子 20 )( ?CC ?由史密斯關(guān)聯(lián)圖⑶查得 C20再求 圖的橫坐標(biāo)為 1390 9. 3490 9. 36 ????????? ??????????? vlhLV VLF ?? 取板間距， HT=， 板上清液層高度 取 hL=， 則 HThL= m 由史密斯關(guān)聯(lián)圖，得知 C20= 氣體負(fù)荷因子 82054 . 2200. 20. 220 ???????????????? LCC ? ?? CU M A X 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 U==? =按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D= muVD ????? ?? 塔截面積為 1 .7 67 m 24 2 ?? DAT ? 實(shí)際空塔氣速為 4m / s 3 ??? TSAVU 實(shí)際 U 實(shí)際 / Umax=(安全系數(shù)在充許的范圍內(nèi)，符全設(shè)計(jì)要求 ) ⑶ 精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效高度為 Z 精 =（ N 精 1） HT=（ 61） =2 m 提餾段有效高度為 Z 提 =（ N 提 1） HT=（ 81） = m 在進(jìn)料板上方開(kāi)一個(gè)人孔，其高度為 m 故精餾塔有效高度為 Z=Z 精 +Z 提 +=2++= 六、塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 ⑴ 精餾段 a．溢流裝置計(jì)算 因塔徑 D=， 所以可選取單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤(pán)。 ( 此種溢流方式液體流徑較長(zhǎng)，塔板效率較高，塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，在直徑小于 的塔中被廣泛使用。 )各項(xiàng)計(jì)算如下： 1) 堰長(zhǎng) lw 可取 lw== 2) 溢流堰高度 hw 由 hw=hL－ how 選用平直堰， ( 溢流堰板的形狀有平直形與齒形兩種，設(shè)計(jì)中一般采用平直形溢流堰板。 ) 堰上層液高度 how 由下列公式⑷計(jì)算，即有 mLLEWhOW 0 . 0 1 1 41 0 0 02 . 8 4h 32?????????? (E= ) 取板上清液層高度 hL= m 故 hw= 3) 弓形降液管的寬度 Wd 和截面積 Af 由 Wd/D= m 查⑷可求得 Af/AT= Wd/D= Af== Wd== m 并依據(jù)下式驗(yàn)算液體在降液管中的停留時(shí)間，即 SSL HAh T f ??? ????? 其中 HT 即為板間距 ， Lh 即為每小時(shí)的體積流量 驗(yàn)證結(jié)果為降液管設(shè)計(jì)符合要求。 4）降液管底隙高度 ho mmulLh Wh 00 0036 00 39。00 ???? ??? (取 uo39。=) Hwho==＞ m 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理 選用凹形受液盤(pán)，深度 h’w=55mm。 b．塔板布置 1) 塔板的分塊 因?yàn)?D≥ 1400mm， 所以選擇采用分塊式，查⑷可得，塔板可分為 4 塊。 2) 邊緣區(qū)寬度確定 取 Ws=W’s= 65mm , Wc=35mm c．開(kāi)孔區(qū)面積計(jì)算 開(kāi)孔區(qū)面積 Aa 按下面式子計(jì)算，則有 Aa=2【 x（ r2－ x2） +∏ r2/180sin1（ x/r）】 其中 x=D/2－ (Wd＋ Ws) r= D/2－ Wc 并由 Wd/D=， 推出 Wd= 由上面推出 Aa= d 篩孔計(jì)算與排列 本實(shí)驗(yàn)研究的物系基本上沒(méi)有腐蝕性，可選用δ = 3mm 碳鋼板，取篩孔直徑 do=5mm⑷ 篩孔按正三角形排列，取孔中心距 t 為 t=3 do=15mm 篩孔的數(shù)目 n 為 2 ???n 開(kāi)孔率為 % 7220 ???????????????? t? 氣體通過(guò)閥孔的氣速為 m / ???? AVu S ⑵ 提餾段 (計(jì)算公式和原理同精餾段 ) a．溢流裝置計(jì)算 因塔徑 D=，所以可選取單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤(pán)。 ( 此種溢流方式液體流徑較長(zhǎng)，塔板效率較高，塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，在直徑小于 的塔中被廣泛使用。 )各項(xiàng)計(jì)算如下： 1) 堰 長(zhǎng) lw 可取 lw== 2) 溢流堰高度 hw 由 hw=hL－ how 選用平直堰， ( 溢流堰板的形狀有平直形與齒形兩種，設(shè)計(jì)中一般采用平直形溢流堰板。 ) 堰上層液高度 how 由下列公式⑷計(jì)算，即有 mLLEWhOW 0 . 0 1 9 51 0 0 02 . 8 4h 32?????????? (E= ) 取板上清液層高度 hL= m 故 hw= 3) 弓形降液管的寬度 Wd 和截面積 Af 由 Wd/D= m 查⑷可求得 Af/AT= Wd/D= Af== Wd== m 并依據(jù)下式驗(yàn)算液體在降液管中的停留時(shí)間，即 SSL HAh T 503600 f ??? ????? 其中 HT 即為板間距 ， Lh 即為每小時(shí)的體積流量 驗(yàn)證結(jié)果為降液管設(shè)計(jì)符合要求。 4）降液管底隙高度 ho mmulLh Wh 0 45360 0360 0 39。00 ???? ??? (取 uo39。=) Hwho==＞ m 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理 選用凹形受液盤(pán)，深度 h’w=55mm。 b．塔板布置 1) 塔板的分塊 因?yàn)?D≥ 1400mm，所以選擇采用分塊式，查⑷可得，塔板可分為 4 塊。 2) 邊緣區(qū)寬度確定 取 Ws=W’s= 65mm , Wc=35mm c．開(kāi)孔區(qū)面積計(jì)算 開(kāi)孔區(qū)面積 Aa 按下面式子計(jì)算，則有 Aa=2【 x（ r2－ x2） +∏ r2/180sin1（ x/r）】 其中 x=D/2－ (Wd＋ Ws) r= D/2－ Wc 并由 Wd/D=， 推出 Wd= 由上面推出 Aa= d 篩孔計(jì)算與排列 本實(shí)驗(yàn)研究的物系基本上沒(méi)有腐蝕性，可選用δ = 3mm 碳鋼板，取篩孔直徑 do=5mm⑷ 篩孔按正三角形排列，取孔中心距 t 為 t=3 do=15mm 篩孔的數(shù)目 n 為 2 ???n 開(kāi)孔率為 % 7220 ???????????????? t? 氣體通過(guò)閥孔的氣速為 / ???? AVu S 七、篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 ⑴ 精餾段 1) 塔板的壓降 a 干板的阻力 hc 計(jì)算 干板的阻力 hc 計(jì)算由公式 ?????????????????lvc cu ??20 并取 do/δ = 5/3= ,可查 史密斯關(guān)聯(lián)圖 得， co= 所以 mc 2 ??????????????液柱 b 氣體通過(guò)液層的阻力 hl的計(jì)算 氣體通過(guò)液層的阻力 hl由公式 hl=β hL m / ??? FT Sa AA Vu Fo=()1/2=(s m1/2) 可查⑸得，得β = 所以 hl=β hL=(+)= m 液柱 c 液體表面張力的阻力 hσ 計(jì)算 液體表面張力的阻力 hσ 由公式 36 8m 1036 .514gd4h30Ll ??? ???? ? ?? 氣體通過(guò) 每層塔板的液柱高度 hP，可按下面公式計(jì)算 hP=hc+hl+hσ =++= 液柱 氣體通過(guò)每層塔板的壓降為 △ Pp= hPρ lg ==＜ （設(shè)計(jì)允許值） 2) 液面落差 對(duì)于篩板塔，液面落差很小，由于塔徑和液流量均不大，所以可忽略液面落差的影響。 3) 液沫夾帶 液沫夾帶量，采用公式 ??????????fTa