【文章內(nèi)容簡介】 090100110120814805791778763809801791780768 ①塔頂液相平均密度 由℃，： ②進(jìn)料板液相平均密度由℃，： 進(jìn)料板液相質(zhì)量分率③塔底液相平均密度 由，： 塔底液相質(zhì)量分率精餾段液相平均密度為 提餾段液相平均密度為 :液相平均表面張力依下式計算，即 苯和甲苯純組分的表面張力t/℃809010011012020①塔頂液相平均表面張力 由tD=℃，：②進(jìn)料板液相平均表面張力 由，：③塔底液相平均表面張力 由℃，：精餾段液相平均表面張力為 提餾段液相平均表面張力為 ：: （1）精餾段 V=(R+1)D=5*40=200kmol/h L=RD=4*40=160kmol/h (2)提餾段 V’=V+(q1)F=200kmol/h L’=V’+W=200+102=302kmol/h: ： 用史密斯泛點關(guān)聯(lián)法計算塔徑。 （1）精餾段 最大汽速 ，式中C由計算，其中的由下圖查取： 史密斯關(guān)聯(lián)圖圖的橫坐標(biāo)為～，在此處取。且暫取板間距，則： 查斯密斯關(guān)聯(lián)圖得。由上述計算可知液體的表面張力不為標(biāo)準(zhǔn)值20mN/m,則應(yīng)按下式進(jìn)行校正，即設(shè)計汽速，則空塔氣速為塔徑按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為。查閱下表中塔徑與合理的塔板間距的關(guān)系表27 塔板間距與塔徑的關(guān)系塔徑 ~~~~~塔板間距 200~300300~500350~400450~600600~800≥800可知用假設(shè)的塔板間距符合計算得到的塔徑所對應(yīng)的塔板間距的取值范圍，即假設(shè)成立。則精餾段的塔徑為。（2）提餾段最大汽速由 ,式中C由計算，其中的由史密斯關(guān)聯(lián)圖查取，圖的橫坐標(biāo)為 取板間距，板上液層高度，則查斯密斯關(guān)聯(lián)圖得設(shè)計汽速，則空塔氣速為 塔徑 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為。圓整后=。查塔徑與合理的塔板間距的關(guān)系,可知用假設(shè)的塔板間距符合計算得到的塔徑所對應(yīng)的塔板間距的取值范圍，即假設(shè)成立。： ::（1）降液管類型與溢流方式①降液管的類型 降液管是塔板間液體流動的通道也是溢流液中夾帶的氣體得以分離的場所。降液管有圓形與弓形兩類。弓形降液管的堰于壁之間的全部界面區(qū)域均為降液空間，塔板面積利用率最高。因此，本設(shè)計使用弓形降液管。②溢流方式液體在塔板上的流動形式分為單溢流，雙溢流和多溢流。當(dāng)塔徑小于2m時，通常采用單溢流，塔徑在2~4m時采用雙溢流，塔徑大于4m時，一般應(yīng)考慮采用多溢流。單溢流方式中液體自受液盤橫向流過塔徑至溢流堰。液體流徑較長，踏板效率較高，塔板結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。因此，本設(shè)計也是用單溢流的方式。（2） 精餾段溢流裝置的設(shè)計計算 各量間的相對關(guān)系示意圖①堰長 對于單溢流，溢流長度通常為（~）D，對于雙溢流（或多溢流）兩側(cè)的降液管，~。，塔板上的總堰長為該板上各堰的長度之和。取 ②溢流堰高度 堰高與板上清液層高度及堰上液層高度的關(guān)系為 選用平直堰，堰上液層高度用弗蘭西斯公式計算，即 圖281 液流收縮系數(shù)計算圖查圖281得：對于平直堰板上液層高度一般在50～100mm，由以上假定這里取，故 ?！?，即假設(shè)的板上液層高度符合要求.③弓形降液管寬度和截面積由于，查圖282得：，故 降液管的截面積應(yīng)保證液體在降液管內(nèi)有足夠的停留時間，使溢流液體中夾帶的氣泡能來的及分離，為此液體在降液管內(nèi)的停留時間不應(yīng)小于3~5s，對于高壓下操作的塔極易起泡沫的系統(tǒng)，停留時間應(yīng)更長些。 因此，在求得降液管截面積Af后，應(yīng)按下式驗算降液管內(nèi)液體的停留時間 依式驗算液體在降液管中停留時間，即＞5s故降液管設(shè)計合理。 圖282弓形降液管的參數(shù)④降液管底隙高度降液管底隙高度h0即為降液管底緣與塔板的距離。確定降液管底隙高度h0的原則是：保證液體流經(jīng)此處時的局部阻力不太大，以防止沉淀物在此堆積而堵塞降液管，同時又要有良好的液封，防止氣體通過降液管造成短路。降液管底隙高度一般不宜小于20~25mm，否則易于堵塞，或因安裝偏差而使液流不暢，造成液泛。由公式 1 計算。 式中為液體通過降液管底隙時的流速，根據(jù)經(jīng)驗，一般取=～。 為簡便起見，有時用下式確定h0，即 h0= 2 此式表明，使降液管底隙高度比堰流液高度低6mm，以保證降液管底部的液封； 以下計算用1式計算，2式驗算；設(shè)計中取，則 ＞故降液管底隙高度設(shè)計合理。⑤受液盤凹形受液盤可在深度低液量時形成良好的液封，又有改變流體流向的緩沖作用，并便于液體從側(cè)線抽出。對于塔徑600mm以上的塔，多采用凹形受液盤。，且流體中無懸浮固體，故可采用凹形受液盤，深度。（3） 提餾段溢流裝置的設(shè)計計算①堰長取 ②溢流堰高度堰高與板上清液層高度及堰上液層高度的關(guān)系為 選用平直堰，堰上液層高度用弗蘭西斯公式計算，即查圖281得：對于平直堰板上液層高度一般在50～100mm，這里取,，故 ③弓形降液管寬度和截面積由 ,查圖282得：,故 依式子驗算液體在降液管中停留時間，即＞5s故降液管設(shè)計合理。 降液管底隙高度 降液管底隙高度應(yīng)低于出口堰高度，才能保證降液管底端有良好的液封，由公式 取,則 ＞故降液管底隙高度設(shè)計合理。受液盤同精餾段采用凹形受液盤，深度。 板式精餾塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計由于篩板塔的結(jié)構(gòu)簡單易于加工、氣體壓降小、塔板效率高，且本設(shè)計中處理的物料粘性不大且清潔性較好，從生產(chǎn)需要和經(jīng)濟(jì)合理的角度出發(fā)故使用篩板塔。①塔板的分塊 塔板有整塊式與分塊式兩種，直徑在800mm以內(nèi)的小塔采用整塊式塔板，直徑在900mm以上的大塔，通常都采用分塊式塔板，以便通過人孔裝拆塔板。 因D=1600mm，故塔板采用整分塊式。②安定區(qū)開孔區(qū)與溢流區(qū)之間的不開孔區(qū)稱安定區(qū)，也稱破沫區(qū)。此區(qū)域內(nèi)不裝浮閥，在液體進(jìn)入降液管之前，設(shè)置這段不鼓泡的安全地帶，以免液體大量夾帶泡沫進(jìn)入降液管。其寬度為Ws?？砂聪率龇秶x取，即： 當(dāng)D，Ws=60~75mm。 當(dāng)D，Ws=80~110mm。 直徑小于1m的塔，Ws可適當(dāng)減小。這里取。③無效區(qū)在靠近塔壁的一圈邊緣區(qū)域供支撐塔板的邊梁之用，也稱邊緣區(qū)。小塔一般為30～50mm，大塔可達(dá)50~75mm。這里取。④開孔區(qū)面積計算開孔區(qū)是布置篩孔的有效傳質(zhì)區(qū)，也稱鼓泡區(qū)，其面積按式計算，其中故 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?。ㄔ陂_孔率，空塔氣速及液流強度一定的情況下，若孔徑增大，則漏液量和液沫夾帶量都隨之增大，因此，孔徑增大，操作下限上升，操作上限下降，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。 工業(yè)生產(chǎn)中一般用3~10mm的孔徑。推薦用4~5mm的孔徑。 本設(shè)計中物系的表面張力為正，可采用為4～5mm的小孔徑塔板。這里取篩