【文章內(nèi)容簡介】 mN/m mN/m + = mN/m進(jìn)料： xF = 進(jìn)料溫度tF = ℃，由表5數(shù)據(jù)作線性處理得到 mN/m mN/m + = mN/m塔釜： XW = 塔釜溫度tW = ℃，由表5數(shù)據(jù)作線性處理得到 mN/m mN/m + = mN/m精餾段平均表面張力： mN/m提餾段平均表面張力： mN/m精餾段： L = RD = = (Kmol/h) V = (R+1)D = (+1) = (Kmol/h) 提餾段：L′= RD+qF = + = (Kmol/h)V′= (R+1)D(1q)F = (+1) = (Kmol/h) 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算塔板間距HT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)?？蓞⒄障卤硭窘?jīng)驗(yàn)關(guān)系選取。板間距與塔徑關(guān)系塔徑DT，m～～～～～板間距HT，mm200～300250～350300～450350～600400～600選定板間距時(shí)，應(yīng)考慮各種不同的實(shí)際請(qǐng)況。例如，塔板層數(shù)很多時(shí)，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(shí)，也可采用不同的板間距以保持塔徑一致；對(duì)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(duì)于生產(chǎn)負(fù)荷波動(dòng)較大的場(chǎng)合，也需加大板間距以保持一定的操作彈性。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600700，以便有足夠的工作空間，對(duì)只需開手孔的小型塔，開手孔處的板間距可取為450以下。塔板間距初步選定之后，才能進(jìn)行后續(xù)的計(jì)算空塔氣速，估算塔徑等工作。對(duì)于所選板間距尺寸是否合理，還需在對(duì)塔板布置進(jìn)行設(shè)計(jì)后，進(jìn)行流體力學(xué)驗(yàn)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。精餾段：① 最大空塔氣速和空塔氣速 最大空塔氣速計(jì)算公式： 式中由式計(jì)算，其中的由史密斯關(guān)聯(lián)圖查取 史密斯關(guān)聯(lián)圖由前面計(jì)算可知：精餾段的氣、液相體積流率為： 提餾段的氣，液相體積流率為 圖的橫坐標(biāo)為 ：取板間距，板上液層高度，則 由史密斯關(guān)聯(lián)圖查得取安全系數(shù)為，則空塔氣速為 ： ②塔徑 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 塔截面積為 氣體的實(shí)際氣速：提餾段（同精餾段）橫坐標(biāo)為：取板間距則，查圖得又，則空塔氣速為塔徑按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為塔截面積為 氣體的實(shí)際氣速：將精餾段和提餾段比較可知兩段塔徑不一致，根據(jù)塔徑的選擇規(guī)則，對(duì)于相差不大的二塔徑取二者中較大的。 精餾段有效高度為 提餾段有效高度為 在精餾段、提餾段各設(shè)一人孔，其高度均為 故精餾塔的有效高度為 板式塔總塔高度按下式計(jì)算:式中 H —— 塔高，m。 n —— 實(shí)際塔板數(shù)； nF——— 進(jìn)料板數(shù)； HF——進(jìn)料板處板間距，m； ——人孔數(shù)； ——設(shè)人孔出的板間距，m； ——塔頂空間高度，m； ——塔底空間高度，m； ——封頭高度，m； ——裙座高度，m 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算板式塔的溢流裝置包括溢流堰、降液管及受液管。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(jì)采用單流型，液體流徑長、板面利用好，塔板結(jié)構(gòu)簡單。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(jì)采用內(nèi)弓形降液管，其在直徑較小的塔板中均適用。因塔徑D=、弓形降液管、凹形受液盤及平直堰，不設(shè)進(jìn)口堰。各項(xiàng)計(jì)算如下：堰長依據(jù)溢流型式及液體負(fù)荷決定堰長。單溢流型塔板堰長一般為；雙溢流型塔板，兩側(cè)堰長取為，其中為塔徑。堰長也可以由溢流強(qiáng)度計(jì)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：式中： —溢流堰長， —液體流量，對(duì)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(shí)為增加堰長也可增設(shè)輔助堰， 由于此次設(shè)計(jì)選用單溢流型塔板，故選取 Lh= Lh/(lw)=由液流收縮系數(shù)圖（《化工原理》 張洪流 ）查的E=插入液流收縮系數(shù)圖②溢流堰高度由，堰上液層高度由下式計(jì)算，即 ，則=取板上清液層高度 故（3）降液管的寬度Wd和降液管的面積 由，查圖得查得降液管的截面積應(yīng)保證溢流液中夾帶的氣泡得以分離，液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間一般等于或大于35秒，對(duì)低發(fā)泡系統(tǒng)可取低值，對(duì)高發(fā)泡系統(tǒng)及高壓操作的塔，停留時(shí)間應(yīng)加長些。故在求得降液管的截面積之后，應(yīng)按下式驗(yàn)算在降液管內(nèi)的停留時(shí)間，即：式中：—液體在降液管中的停留時(shí)間， —降液管的截面積，故 計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間故降液管設(shè)計(jì)合理。（4）降液管底隙高度h0可按下式計(jì)算：式中：液體通過降液管底隙的流速，一般/s，不宜超過。也不宜小于，以免引起堵塞。，即：故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理提餾段同精餾段，選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。①堰長取②溢流堰高度選用平直堰，堰上液層高度近似取，則取板上清液層高度，故③弓形降液寬度和截面積由，查弓形降液管的寬度與面積圖，得依下式驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間，即 故降液管設(shè)計(jì)合理④降液管底隙高度，取降液管底隙的流速，則故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。塔板的板面一般分為四部分。本設(shè)計(jì)塔徑為D=，因，故塔板采用分塊式。查下表得，塔板分為3塊。 塔板分塊數(shù)[10]塔徑，mm800～12001400～16001800～20002200～2400塔板分塊數(shù)3456開孔區(qū)為布置篩孔、浮閥等部件的有效傳質(zhì)區(qū)，亦稱（鼓泡區(qū)）。其面積可以在布置板面上的開孔后求得，也可直接計(jì)算。對(duì)垂直弓形降液管的單流型塔板可按下式計(jì)算，即：式中：開孔區(qū)面積， ， ，參數(shù)計(jì)算：開孔區(qū)面積：溢流區(qū)溢流區(qū)面積為降液管面積， （上面已求出）安定區(qū)開孔區(qū)與溢流區(qū)之間的不開孔區(qū)域?yàn)榘捕▍^(qū)（破沫區(qū)），其作用為使自降液管流出液體在塔板上均布并防止液體夾帶大量泡沫進(jìn)入降液管。其寬度可參考下列經(jīng)驗(yàn)值選定：時(shí) 時(shí) 直徑小于1的塔可適當(dāng)減小。在設(shè)計(jì)中，故選無效區(qū)在靠近塔壁的塔板部分需留出一圈邊緣區(qū)域供支撐塔板的邊梁之用，稱為無效區(qū)。其寬度視需要選定，小塔為，大塔可達(dá)。為防止液體經(jīng)邊緣區(qū)流過而產(chǎn)生“短路”現(xiàn)象，可在塔板上沿塔壁設(shè)置旁流擋板。設(shè)計(jì)中選定 孔徑由所選定浮閥的型號(hào)決定。型（即V1型）浮閥使用得很普遍，已定為部頒標(biāo)準(zhǔn)。型浮閥的孔徑為39，故為確定浮閥數(shù)，先要求操作時(shí)閥孔氣速。對(duì)塔板效率、塔板壓降及生產(chǎn)能力作綜合考慮后，一般希望浮閥在剛剛?cè)_時(shí)操作。浮閥全開時(shí)的閥孔氣速稱為閥孔臨界氣速。工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明：浮閥臨界動(dòng)能因數(shù)一般為： 由此關(guān)系可決定。式中： —?dú)庀嗝芏?，? ，得 通常，閥孔臨界氣速是操作中最適宜的閥孔速度。但在實(shí)際操作中，則視具體情況，可在等于、小于或大于閥孔臨界氣速下進(jìn)行操作。如常壓和加壓操作時(shí)，??；負(fù)壓操作時(shí)，取，在特殊情況下（如氣體或蒸汽密度很小），可取得更低一些，以滿足塔板壓強(qiáng)降嚴(yán)格限制的要求。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)是在常壓下操作，所以