化工原理課程設(shè)計指導(dǎo)書(編輯修改稿)
2025-06-09 23:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 料易起泡時，應(yīng)取較大板間距。（4）、塔板數(shù)多時，板間距應(yīng)取較小值。清液層高度通常為40～90毫米。對于加壓塔和常壓塔，可取大值。對減壓塔，為減小塔板阻力，一般取小值。板間距大時，取大值；小時，取小值。圖3 經(jīng)驗系數(shù)C圖圖中：V、L—分別為汽相、液相流率（）。 —分別為汽相、液相密度（）。 —表面張力為20（達因/厘米）時的系數(shù)C。 、—分別為板間距、板上清液層高度（m）。當表面張力σ為其它值時的系數(shù)C按下式校正： （21）在求得泛點后，設(shè)計氣速可取泛點氣速的（～）倍，即～ （22）對于設(shè)計氣速，大塔、加壓塔可取大值；小塔、減壓塔取小值。在求得了設(shè)計氣速之后，塔徑即可按下式估算。 （23）式中：—汽相流率（）。 —設(shè)計速度（）。 —塔徑計算值（）塔徑按計算值進行圓整，1米以上的塔。塔的截面積及空塔氣速U分別按式（24）和（25）計算。 （24）式中：D—園整后的直徑（米）。 （25）上述計算塔徑的方法（史密斯泛點關(guān)聯(lián)法）對于石油類液量較大的塔常偏于保守。此時可按有效截面法計算。有效截面法計算塔徑的步驟如下[8] ：（1）、有效截面上的最大允許速度 [m/s] （26）式中：L、V—分別為液體、氣體流率()。 —分別為液體、氣體密度（） —板間距（m）。 g —重力加速度。（2）、有效截面上的設(shè)計氣速按下式計算。 [m/s] （27）式中：K—安全系數(shù)，K=～，對于大塔、加壓塔或板間距較大時，取大值。對于小塔或減壓時，取小值。 —系統(tǒng)因素，由物系泡程度決定。表1 系統(tǒng)因素表系統(tǒng)名稱系統(tǒng)因素正常下起泡物系下1輕度起泡物系（如氟利昂）中度起泡（如油吸收塔、胺及乙二醇再生塔）重度起泡（如胺和乙二醇吸收塔）嚴重起泡（如甲乙酮裝置）形成穩(wěn)定泡沫系統(tǒng)（如堿再生塔）（3）、有效截面積在求得有效截面上的氣速之后，即可按下式計算有效面積 [] （28）式中：—氣體流率()。（4）、降液管面積液體在降液管流速按以下兩式計算，取小值。 （29）和 （30）式中符號同前。在求得了液體在降液管的流速之后，降液管面積即可由式（31）求得。 （31）式中：—液體流率()。（5）、塔徑D 塔截面積為有效面積和降液管面積之和，由此即可求得塔徑的計算值。即 （32）由計算值園整，即可求得塔徑D。堰及降液管的設(shè)計液體在塔板上的流動型式單溢流、雙溢流和多溢流。當塔徑小于2米時，通常采用單溢流，塔徑在2米～4米時采用雙溢流，塔徑大于4米時，一般應(yīng)考慮采用多溢流[9]。幾種溢流型式如圖4所示。由圖可知，邊上降液管呈弓形，中間降液管為矩形（或梯形）。對于單溢流，溢流堰長度通常為（～）D，對雙溢流（或溢流）兩側(cè)的降管，～。，塔板上的總堰長為該板上各堰的長度之和。 a. 單溢流 b. 四溢流 c. 雙溢流圖4 幾種常見的溢流型式堰上液流強度在20～40[m3/]左右時，操作情況最好。一般來說，最大堰上液流量不宜超過100～130[m3/]。實際生產(chǎn)中，也有少數(shù)塔，其堰上液流量超過200[m3/]。對于弓形降液管，堰長一經(jīng)確定之后，降液管寬和面積可按圖5計算。雙溢流或多溢流的中間降液管。寬度一般可取200～300[mm]。降液管面積可按矩形計算。在降液管的設(shè)計中，應(yīng)注意液體在降液管的停留時間不得少于3～5s。液體在降液管的停留時間τ按下式計算。 （33）式中各符號同前。出口堰是為保證塔板上有一定的液層。出口堰的高度為板上清液層高度減去堰上液層高度,即 （34）堰上液層高度由下計算： （35）式中：L液體流率（）。 E液流收縮系數(shù)，通常可取E≈1。 降液管底端與塔板之間的距離若過大，則不易形成液封。若過小，液體在降液管出口阻力過大，易液泛。通常可按下式確定。 （36）式中：—液體流率（） —液體在降液管出口流速，～（m/s）左右。—一般不宜小于20～25（mm）,以免因堵塞而造成液泛。圖中：IW堰長。 D塔徑。 Wd弓形寬。 Af弓形面積。 AT塔截面積。圖5 弓形的寬度與面積1塔板布置及篩板塔的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)111篩板布置 塔板上在靠近塔壁的部分，應(yīng)留出一圈邊緣區(qū)，供塔板安裝之用，通常邊緣區(qū)寬度WC為50～70mm。塔板上液體的入口和出口需設(shè)安定區(qū)。以避免大量含有氣泡的液體進入降液管而造成液泛。一般，安定區(qū)的寬度WS可取50～100 mm。邊緣區(qū)和安定區(qū)中的塔板不能開孔。112 篩孔直徑 篩孔直徑的大小對塔板壓降及塔板效率無顯著影響。但隨著孔徑的增大，操作彈性減小（在開孔率、空塔氣速及液流強度一定的情況下，若孔徑增大，則漏液量和霧沫夾帶量都隨之增大，因此，孔徑增大，操作下限上升，操作上限降低，導(dǎo)致操作彈性減少）。此外，孔徑大，不易堵塞。且孔徑大，制造費用低。一般碳鋼的篩板厚度為3～4 mm，合金鋼塔板的厚度為2～ mm。篩孔孔徑與塔板厚度的關(guān)系，主要應(yīng)考慮加工的可能性。當用沖孔加工時，對于碳鋼塔板，孔徑不應(yīng)小于板厚。對于不銹鋼塔板，孔板不應(yīng)小于（～2）倍的板厚。篩孔直徑應(yīng)根據(jù)上述因數(shù)進行選擇。工業(yè)生產(chǎn)中一般用3～10 mm的孔徑。推薦用4～5 mm的孔徑。113 開孔率、孔中心距和板厚開孔率和孔中心距對篩板的影響遠比篩孔孔徑的影響大?！?倍直徑的中心距。該值過小，易使氣流互相干擾，過大則易鼓泡不均，兩者都將影響塔板的效率。設(shè)計時應(yīng)按所需的開孔面積來確
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