【文章內(nèi)容簡介】 LLVV= 取板間距 TH =，板上液層高度 Lh =，則 TH Lh ==，由史密斯關聯(lián)圖查得 20C =，則 C= （ ）20C ? = ??????20= 吉林化工學院化工原理課程設計 10 ?????max Lj VjVjuC= ?808 3=取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 u= maxu = = m/s D=???? ?4 4 0. 12 = 按表準塔徑圓整后為 D= m 塔截面積 ??? ? ?22（ ）44TAD= 2m 實際空塔氣速為 ??實 STVu A m/s ②提餾段塔徑的計算 stV = ?3600VtVtVM = 3/ms stL = ?3600LtLtLM = 3/ms 由 ?????max Lt VtVtuC，式中 C= ? 20（ ）20C， 20C 由史密斯關聯(lián)圖 [6]查取，圖的橫坐標為 ??? ? ? ????? ? ? ??? ? ? ?0. 5 0. 536003600h Lt st Lth Vt st VtLLVV TH Lh ==，由史密斯關聯(lián)圖查得 20C = C= ? 20（ ）20C= ??????20= max Lt VtVtuC????? =取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 u= maxu = = m/s D= ???? ?4 4 0. 24 = m 按表準塔徑圓整后為 D= m 吉林化工學院化工原理課程設計 11 塔截面積 ??? ? ?22（ ）44TAD= 2m 實際空塔氣速為 ??實 STVu A m/s （ 2）精餾塔有效高度的計算 ①精餾段有效高度 jZ =（ jN 1） TH =（ 101） =4 m ②提餾段有效高度 tZ =（ tN 1） TH =（ 141） = ③在 精餾塔上 開 1個 人孔，高度為 ， 精餾塔的效高度為 Z= jZ + tZ +=10m 塔板主要工藝尺寸的計算 （ 1）溢流裝置計算 塔徑 D= m，選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤 ① 堰長 Wl 取 Wl == = ② 堰高 Wh 選用平直堰，堰上液層高度 oWh 計算如下 oWh = 取 1E? ，則 oWh = oWh == 板上液層高度 Lh = 精餾段Wh=Lh oWh == 提餾段 oWh = Wh =Lh oWh == ③ 弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA 精餾段 由 WlD =，查弓形降液管參數(shù)圖 [6]得 fTAA =， dWD = ??????21000 hWLEl??????21000 hWLl??????? 36001000 吉林化工學院化工原理課程設計 12 則 fA = = 2m ， dW == 驗算液體在降液管中停留時間 ? =3600fThAHL =﹥ 3～ 5s[1] 故降液管設計 合理 提餾段 由 WlD=，查弓形降液管參數(shù)圖得 fTAA =， dWD = 則 fA = TA = 2m ， dW == 驗算液體在降液管中停留時間 ? =3600fThAHL =﹥ 3～ 5s 故降液管設計合理 ④降液管底隙高度 oh oh = ?3600hWoLlu ，取 ou? =[1] 精餾段 oh = ???3600 =Wh oh =﹥ 提餾段 oh = Wh oh =﹥ （ 2）塔板布置 ①塔板的分塊 塔徑 D，故塔板采用 分 塊式 ②邊緣區(qū)寬度 WC= m，安定區(qū)寬度 WS= m ③孔區(qū)面積計算 2 2 2 1a π xA = 2 [ x R x + R s i n ]1 8 0 R??吉林化工學院化工原理課程設計 13 其中： x=D/2– （ Wd+WS） =（ +） = R=D/2– WC= ④孔設計及其排列 本設計處理的物系無腐蝕性，可選用δ =3mm 碳鋼板，取篩孔直徑 do=5mm。 篩孔按正三角形排列，去孔中心距 t 為： t=3do=3 5=15mm 篩孔數(shù)目 n 為： 塔板開孔區(qū)的開孔率 φ 為 2 2od = 0 . 9 0 7 = 0 . 9 0 7 = 1 0 . 1 %t 0 . 0 1 5?? ????? ?????? 開孔率在 5～ 15%范圍內(nèi)，符合要求。 氣體通過篩孔的氣速為 精餾段：? ? ?S j S jo 實 0VV = = = 1 2 . 4 m / sA 0 . 1 0 1 0 . 9 8 3aA 提餾段：?St Sto 實 0VVu = = = / sA aA 篩板流體力學驗算 塔板壓降 （ 1） 干板阻力 hc 由 do/δ =5/3= 查圖干篩孔的流量系數(shù)圖 得 C0= 由 20Vc 0Lu ρh = c ρ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?得 精餾段： ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?2cj 1 2 . 4 3h = 0 . 0 5 1 = 0 . 0 4 8 m 液 柱0 . 7 7 2 8 0 8 ??? 2 2 2 1 2a = 2 [ 0 . 1 9 9 0 . 3 1 5 0 . 1 9 9 + 0 . 3 1 5 s i n ( ) ] = 0 . 9 8 3 m1 8 0 0 . 3 1 5? = A = 5030個t吉林化工學院化工原理課程設計 14 提餾段： ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?2ct 1 1 . 8 1 2 . 8 9h = 0 . 0 5 1 = 0 . 0 4 4 m 液 柱0 . 7 7 2 7 8 5 . 7 5 8 （ 2） 氣流通過液層的阻力 1h 計算 由 Sjaj TfVu = = / sA A StatTfVu = = 0 . 8 5 7 m / sA A 氣相動能因數(shù) Fo ??????1122o j VjF = u ρ = / 查充氣系數(shù)關聯(lián)圖得 j? = ??????1122o t VtF = u ρ = 1. 47 kg / s. m 查充氣系數(shù)關聯(lián)圖得 t? = 精餾段： 1jh = j? hL= 液柱 提餾段： 1th = t? hL= m 液柱 （ 3） 液體表面張力的阻力 h? 的計算 精餾段：? ??Ljj L i 04 σh = = 0 . 0 0 1 9 m 液 柱σ gd 提餾段：? ??LtLt 04 σh = = 0 . 0 0 1 9 7 m 液 柱σ gdt 氣體通過每層塔板的液柱 精餾段： Pj Cj Lj jh h h h?? ? ? ? 液柱 提餾段： 液柱 氣體通過每層塔板的壓降 精餾段： ??P j p j L jΔ P = h ρ g = 0 . 0 8 7 9 8 0 8 9 . 8 1 = 6 9 6 . 7 P a 7 0 0 P a 提餾段： P t p t L tΔ P = h ρ g = 6 5 3 . 4 P a 7 0 0 P a 符合設計要求。 Pt Ct Lt th h h h?? ? ? ?吉林化工學院化工原理課程設計 15 液面落差 對于篩板塔，液面落差很小，且本設計的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。 液沫夾帶 液沫夾帶量?? ???? ????? 10aVL T fue Hh 根據(jù)設計經(jīng)驗，一般取 ? = = 精餾段： 提餾段： ??? ??? ?? 35 . 7 1 0 0 . 8 5 6= = 0 . 0 1 7 8 K g 液 / K g 氣 0 . 1 K g 液 / K g 氣0 . 4 0 . 1 61 9 . 0 1 3 1 0 故本設計中液沫夾帶量 ev在允許的范圍內(nèi)。 漏液 對篩板塔，漏液點氣速 o ,m i n 0 L L Vu = 4 . 4 C ( 0 . 0 0 5 6 + 0 . 1 3 h h )ρ ρ? 精餾段： 實際孔速 實ou =﹥ minou ，穩(wěn)定系數(shù) ??實minoouK u ﹥ ajvjLj T f 10e=σ H h??? ??????? ??? ?? 35 . 7 1 0 0 . 8 6= = 0 . 0 1 8 K g 液 / K g 氣 0 . 1 K g 液 / K g 氣0 . 4 0 . 1 62 0 . 7 1 5 1 0atvtLt T f 10e= σ H h??? ????? ?? ? ? ?ominu = 4 . 4 0 . 7 7 2 0 . 0 0 5 6 + 0 . 1 3 0 . 0 6 0 . 0 0 1 9 8 0 8 / 3 = 5 . 6 3 m / s吉林化工學院化工原理課程設計 16 提餾段： 實際孔速 實ou =﹥ minou ，穩(wěn)定系數(shù) ??實minouK u =﹥ 故本設計中無明顯的漏夜。 液泛驗算 為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高應滿足 ()d T WH H h? ? ? 苯 — 甲苯物系屬一般物系，取 ? =， 板上不設進口堰 ， = m液柱 精餾段： ()TWHh??=（ +） = m dj Pj L dH h h h? ? ? ?++= m液柱﹤ ()TWHh?? 提餾段： ()TWHh??=（ +） = dj Pj L dH h h h? ? ? ?﹤ ()TWHh?? 故在本設計中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象 塔板負荷性能圖 漏液線 由 o ,m i n 0 L L Vu = 4 . 4 C ( 0 . 0 0 5 6 + 0 . 1 3 h h )ρ ρ? ??? ? ? ? ????23minmin， ，1000Sho L W O W O WOWVLu h h h h EAl得 ? ????? ? ? ?????23， min . 4 { 0 . 0 5 6 0 . 1