【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 液 相 密 度 ，氣 相 密 度 ，負(fù) 荷 因 子 ， 取塔板間距 ? ， 板上液層高度 1 5 5 0 .0 5 5h m m m?? ， 塔板間距與塔徑的關(guān)系 塔 徑 /D， m ～ ～ ～ ～ ～ 板間距 /HT， mm 200～ 300 250～ 350 300～ 450 350～ 600 400～ 600 那么分離空間： 1 0 . 4 0 . 0 5 5 0 . 3 4 5TH h m? ? ? ? 功能參數(shù)： ???精精VLSSVL ?? 從史密斯關(guān)聯(lián)圖查得： 浦化工 1010 04 號(hào) 朱筱 25 ?C 由于 0 8 2 2 20 20 ?????????????????? 精mCC ? smCuVVLm / a x ??????????????精精精精 ? ??? 取安全系數(shù) = 則 smuu /4 5 3 m a x ????? muVD S 1 8 5 3 5 9 4 ????? ?? 取圓整得 D= 塔截面積 ： 222 13 )(44 mDA T ???? ?? 空塔氣速： smAVu TS / ??? 溢流裝置的確定 浦化工 1010 04 號(hào) 朱筱 26 選用單溢流、弓形降液管、平行受液盤及平行溢流堰，不設(shè)進(jìn)口堰。單溢流又稱直徑流，液體自液盤橫向流過(guò)塔板至溢流堰，流體流徑較大，塔板效率高，塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，直徑小于 的塔中廣泛使用。工業(yè)中應(yīng)用最廣的降液管是弓形降液管。 1) 溢流堰長(zhǎng) Wl 精餾段： 根據(jù)塔徑 = 溢流堰長(zhǎng) mDl W ????精 2)出口堰高 OWLW hhh ?? 選用平直堰，堰上液層高度 液流收縮系數(shù) 浦化工 1010 04 號(hào) 朱筱 27 3） 弓形 降液管寬度 dW 和面積fA ?Dlw 查圖知 , ?? DWAA dTf 精餾段： ???fA Wd= = 驗(yàn)算液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 0 1 4 2 0 1 ?????STfL HAθ 停留時(shí)間 S5?? 故降液管尺寸可用。 4) 降液管底隙高度 mhhhhElLLLEhmLlLEhOWLWOWWhShhWhOW)(1000.0313600/10003233332?????????????????????????????????，則近似取由圖查得液流收縮系數(shù)，塔內(nèi)液體流量，精浦化工 1010 04 號(hào) 朱筱 28 降液管底隙高度是指降液管下端與塔板間的距離，以 h0表示。降液管底隙高度應(yīng)低于出口堰高度 hw， (hwho)不應(yīng)低于 6mm 才能保證降液管底端有良好的液封 . 工程上 ho 一般取 2025mm。本次設(shè)計(jì)中取 22mm。 hwho=40 22 =18 mm 6 mm 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。 安定區(qū)與邊緣區(qū)的確定 1) 入口 安定區(qū) 塔板上液流的上游部位有狹長(zhǎng)的不開孔區(qū)，叫入口安定區(qū)，其寬度為 SW 。此區(qū)域不開孔是為了防止因這部位液層較厚而造成傾向性液封，同時(shí)也防止氣泡竄入降液管。一般取 SW =（ 50~100） mm,精餾段取 SW =70mm。 2） 出口安定區(qū) 在塔板上液流的下游靠近溢流堰部位也 有狹長(zhǎng)的不開孔區(qū)，叫出口安定區(qū)，其寬度與入口安定區(qū)相同，亦為 SW 。這部分不開孔是為了減小因流進(jìn)降液管的液體中含氣泡太多而增加液相在降液管內(nèi)排氣的困難。精餾段取 SW =70mm。 3） 邊緣固定區(qū) 在塔板邊緣有寬度為 WC 的區(qū)域不開孔，這部分用于塔板固定。一般 CW =（ 25~50） mm。精餾段取 CW =40mm。 鼓泡區(qū)閥孔數(shù)的確定及排列 塔徑 D/mm 8001200 14001600 18002020 22002400 塔板分塊數(shù) 3 4 5 6 D 精 =1200mm 所以查表得：塔板分塊數(shù)（精餾） =3 浦化工 1010 04 號(hào) 朱筱 29 工藝要求：孔徑 md ? 取 閥孔動(dòng)能因子 F? =10 孔速 smFuVC/ 100,0 ???精? 浮閥 孔 數(shù) )(44 2,020個(gè)?????? ??CSudVN 取無(wú)效區(qū)寬度 cW = 安定區(qū)寬度 sW = 弓形降液管寬度 ?W 開孔區(qū)面積 2 2 2 12 si n180a xA x R x R R? ???? ? ?????= 浦化工 1010 04 號(hào) 朱筱 30 其中 R=2 cD W?= x= ()2 dD W Ws??= 浮閥排列方式采用等腰三角形叉排 圖如下： 經(jīng)過(guò)精確繪圖，得知，當(dāng) t=65mm,t=75mm 時(shí)，閥孔數(shù) N 實(shí)際 =117 個(gè) 按 N=118 重新核算孔速及閥孔動(dòng)能因數(shù)： 孔速 u0= VS/（π 1/4 d2 N） = m/s F0=uo (ρ V,M) = 閥孔動(dòng)能因數(shù)變化不大，仍在 9～ 12 范圍內(nèi)。 開孔率的計(jì)算 ∴ 開孔率 % 0 1 0 5 6 )( 20 ??????DdN 實(shí)際? 浦化工 1010 04 號(hào) 朱筱 31 (∵ 5%%14%,∴ 符合要求 ) 故： t=85mm 閥孔數(shù) N 實(shí)際 =117 個(gè) ∴則每 層板上的開孔面積 AO =A a φ = %= 塔盤流體力學(xué)驗(yàn)算 干板壓強(qiáng)降 浮閥由部分全開轉(zhuǎn)為全部全開時(shí)的臨界速度為 U0,c U0,c=（ ,M） （ 1/） = 液柱精精 mguhLVoC 22 ??? ????? ??? ? ? 液層阻力 )(1 oww hhh ??? ? ε取 液柱mh ??? 液體表面張力 數(shù)值很小，設(shè)計(jì)時(shí)可以忽略不計(jì) 液柱mhhhh cp ?????? ? 氣體通過(guò)每層塔板的壓降△ P 為 PaPagL 6 0 8 ,p ????????? 精? 降液管停留時(shí)間 a. 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 浦化工 1010 04 號(hào) 朱筱 32 ssL HAhTf ???? ??????? 故降液管設(shè)計(jì)合理 b. 液 泛的校核 為了防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管高度應(yīng)大于管內(nèi)泡沫層高度。 即： Hd≤ψ（ HT+hW） Hd=hw+how+hd+hp+△ hd=(LS/(lwho))2 乙 醇 水屬于一般物系，ψ取 對(duì)于浮閥塔△≈ 0 Hd=hw+how+hd+hp+△ =+(( ))2+= ψ（ HT+hW） =(+)= 因 ， 故本設(shè)計(jì)中不會(huì)出現(xiàn)液泛 霧沫夾帶 綜合考慮生產(chǎn)能力和塔板效率，一般應(yīng)使霧沫夾帶量 eV限制在 10%以下，校核方法常為：控制泛點(diǎn)百分率 F1 的數(shù)值。所謂泛點(diǎn)率指設(shè)計(jì)負(fù)荷與泛點(diǎn)負(fù)荷之比的百分?jǐn)?shù)。其經(jīng)驗(yàn)值為大塔 F180%82% 浦化工 1010 04 號(hào) 朱筱 33 CF 泛點(diǎn)負(fù)荷因素由 mHT ? 3, /2 8 0 mkgV ?精? 查表得 ?FC K= mWDZ dL ??????? Ab=AT2Af=? = bFLsVLVsACKZLVF ????????39。1 ，精，精，精泛點(diǎn)率 ??? %80% ?????????? 故本設(shè)計(jì)中的霧沫夾帶量在允許范圍之內(nèi)。 ∵對(duì)于大塔，為避免過(guò)量霧沫夾帶，應(yīng)控制泛點(diǎn)率不超過(guò) 80%。計(jì)算出的泛點(diǎn)率在 80%以下，故可知霧沫夾帶 量能夠滿足 ev 液 /kg(干氣 )的要求。 e. 漏液驗(yàn)算 55,m i n,000?????精因數(shù)對(duì)于浮閥塔，閥孔動(dòng)能VuFF? 浦化工 1010 04 號(hào) 朱筱 34 smuV/ 55m i n,0 ???精? smnduV s / 3220m i n,0m i n, ????????? ?? Vs= m3/s, 可見(jiàn)不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量漏液。 浮閥塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 負(fù)荷性能圖 液相下限線 因堰上液層厚度 how’ 為最小值時(shí)，對(duì)應(yīng)的液相流量為最小。 設(shè) how,小 ’ = LW= 0 0 0 7 1 6 5 6 0 1 0 0 23??????? ??? wS lL 液相上限線 當(dāng)停留時(shí)間取最小時(shí)， LS’為最大，求出上限液體流量 LS’值（常數(shù)），在 VS—LS圖上，液相負(fù)荷上限線為與氣體流量 VS無(wú)關(guān)的豎直線。 以 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限 ， 因 Af= ， HT= ∵ θ=A fHT/LS 則 LS,大 = / 5= 漏液線 浦化工 1010 04 號(hào) 朱筱 35 55,m i n,000?????精因數(shù)對(duì)于浮閥塔，閥孔動(dòng)能VuFF? smuV/ 55m i n,0 ???精? smnduV s / 3220m i n,0m i n, ????????? ?? 據(jù)此可作出與液體流量無(wú)關(guān)的水平漏液線。 過(guò)量霧沫夾帶線 CF 泛點(diǎn)負(fù)荷因素由 mHT ? 3, /2 8 0 mkgV ?精? 查表得 ?FC K= mWDZ dL ??????? Ab=AT2Af=? = bFLsVLVsACKZLVF ????????1，精，精，精泛點(diǎn)率 ??? 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，因該塔徑 控制其泛點(diǎn)率為 80% 代入上式 K 物性系 數(shù)查表得 K=1, CF 泛點(diǎn)負(fù)荷因素，查表得 CF= 代入計(jì)算式，整理可得： 3 1 0 6 ?? SS LV 由上式知霧沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)任取兩個(gè) LS值，依式算出相應(yīng)的VS值列于下表中。 LS 浦化工 1010 04 號(hào) 朱筱 36 VS 液泛線 為了防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管高度應(yīng) 大于管內(nèi)泡沫層高度。 聯(lián)立以下三式： ?hhh scp ???h dLpd hhhH ??? ? ?wTd hHH ?? ? 由上式確定液泛線。忽略式中 項(xiàng)，將以下五式代入上式， guhLvc ??20? Ll hh 0?? owwL hhh ?? 321000 ?????????whow lLEh 2020 ?????? ??????????? uhl LhwSd 得到： ? ? dLlcdLpwT hhhhhhhhhH ????????? ??浦化工 1010 04 號(hào) 朱筱 37 ? ? ? ?????????????????????????????????3202020 36001000 wwwSLvwT l LEhhl LguhH ????因物系一定，塔板結(jié)構(gòu)尺寸一定，則 、 、 、 、 、 、 及φ等均為定值，而 與 又有如下關(guān)系，即： NdVu S200 4?? 式中閥孔數(shù) N 與孔徑 亦為定值。因此，可將上式簡(jiǎn)化成 與 的如下關(guān)系式： 322 SsS dLcLbaV ??? 其中 ： ?????????????????????????????? 3232025)3600()1()()1()(wwwTLVlEdhlchHbnβρρ??? ?? .50取? 帶入數(shù)據(jù)： ???????????dcba