【導(dǎo)讀】2、繪制帶控制點的工藝流程圖、精餾塔設(shè)備條件圖。

　　

【正文】 圍大，可采用一排重閥一排輕閥 方式相間排列，以提高塔的操作彈性。 當(dāng)氣體流量已知時，由于閥孔直徑給定，因而塔板上浮閥的數(shù)目 N 即浮閥數(shù)就取決于閥孔的氣速 0u ,并可按下式求得： 2021SVndu?? 閥孔的氣速 0u 常根據(jù)閥孔的動能因子 00VFu?? 來確定。 0F 反映密度為 V? 的氣體以吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 24 0u 速度通過閥孔時動能的大小。綜合考慮 0F 對塔板效率、壓力降和生產(chǎn)能力等的影響，根據(jù)經(jīng)驗可取 0F =8～ 12，即閥孔剛?cè)_時比較適宜，由此可知適宜的閥孔氣速為 00VFu ?? ①
板分塊 因 D=1200mm800mm，故采用分塊塔板，以便通過人孔裝拆塔板。 ②邊緣安 定區(qū)寬度的確定 取 WS = WC= ③浮閥數(shù)目，閥孔排列及塔板布置 預(yù)選取發(fā)空功能因子 F0=12 精餾段： 010 1 12 7 . 0 3 /2 . 9 1vFu m s?? ? ? 每層塔板上的浮閥數(shù)目2200 104 ( ) sVNdu?? ? ??? 個 2 2 2A 2 a r c s i n180pXx R X R R???? ? ?????鼓 泡 面 積 其中 R=D/2– WC=– = x=D/2– （ Wd+WS） =– （ +） = 2 2 2 120 .3 4 92 0 .3 4 9 0 .5 5 0 .3 4 9 ) 0 .5 5 sin )1 8 0 0 .5 50 .7 1ppAAm? ????（ （ ） － （ ＋ （ ） 則計算得浮閥排列方式采用等腰三角形叉排 ，取同一個橫排的孔心距 t=75mm 估算排列間距 0 .7 139。 9 11 0 4 0 .0 7 5Aat m mNt? ? ?? 若考慮到塔直徑較大，必須采用分塊式塔板，而各分塊的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡面積，因此排列間距不宜采用 91mm，而應(yīng)小些，故取 39。 65t mm? ，按 t=75mm, 39。 65t mm? 以等腰三角形叉排作圖，排得浮閥數(shù) 120個。 按 N=120個重新核算孔速和閥孔動能因子 39。01 4 / 39 1204u m s????? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 25 01 39。 2. 91 6. 04 10 .3 0F ? ? ? 閥孔動能因子變化不大，仍在 9~13之內(nèi) 塔板開孔率 =010 .7 6 6 1 0 0 % 1 2 .6 8 %39。 6 .0 4uu ? ? ? 提餾段：取閥孔動能因子 0 12F? 002212 /Fu m s?? ? ? 每層塔板上的浮閥數(shù)目 2 220 0239。 102 ( ) sVNdu?? ? ??? 個 浮閥排列方式采用等腰三角形叉排，取同一個橫排的孔心距 t=75mm 估算排列間距 0 .7 139。 9 31 0 2 0 .0 7 5Aat m mNt? ? ?? 故取 39。 80t mm? ，按 t=75mm, 39。 80t mm? 以等腰三角形叉排作圖，排得浮閥數(shù) 122個。 按 N=122個重新核算孔速和閥孔動能因子 39。02 0 / 39 1224u m s????? 01 39。 3. 32 5. 50 10 .0 2F ? ? ? 閥孔動能因子變化不大，仍在 9~13之內(nèi) 塔板開孔率 =020 .7 0 8 1 0 0 % 1 2 .8 7 %39。 5 .5 0uu ? ? ? （ 1）氣相通過浮閥塔板的靜壓頭降 ?hhhh lcp ??? 精餾段： ○ 1 干板阻力 1 7 3 .1 5 .8 5 /2 .9 1ocU m s?? 因為 11o ocUU? , 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 26 221 11 7 . 0 3 2 . 9 15 . 3 4 5 . 3 4 0 . 0 4 92 2 9 . 8 8 0 6 . 2 6 9o vc LUhmg ??? ? ? ? ? ? ??? ②板上漏層阻力 即塔板上含氣液層靜壓頭降 選充氣因數(shù) ε 0= 1Lh = 0? lh = = ③液體表面張力造成的靜壓 頭降 對浮閥塔板，克服鼓泡時液體表面張力阻力很小，計算時 ?h 一般可以忽略。 所以氣體通過浮閥塔板的靜壓頭 111 lcp hhh ?? =+= 換算成單板壓降 PaPaghP LpP ??????? ? 提餾段： ○ 1 干板阻力 2 7 3 .1 5 .4 4 /3 .3 2ocU m s?? 因為 22o ocUU? , 22222 2 6 . 5 9 3 . 3 25 . 3 4 5 . 3 4 0 . 0 52 2 9 . 8 7 8 9 . 7 7 0ovc LUhmg ??? ? ? ? ? ? ??? ②板上漏層阻力 即塔板上含氣液層靜壓頭降 選充氣因數(shù) ε 0= Lh = 0? lh = = ③液體表面張力造成的靜壓頭降 對浮閥塔板，克服鼓泡時液體表面張力阻力很小，計算時 ?h 一般可以忽略。 所以氣體通過浮閥塔板的靜壓頭 222 lcp hhh ?? =+= 換算成單板壓降 PaPaghP LpP ??????? ? （二）淹塔 防止淹塔現(xiàn)象發(fā)生，要求控制降液管中的清液層高度 ()d T wH H h? ? ? d p l dH h h h? ? ? ○ 1 單層氣體通過塔板的壓降相當(dāng)于液柱， 1 ? ②液體通過降液管的靜壓頭降 dh 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 27 因不設(shè) 進口堰，所以可用式 20 ????????? hLLhwsd 式中 , , m l m h m? ? ? 20 . 0 0 2 1 5 40 . 1 5 3 0 . 0 0 1 30 . 8 4 0 . 0 2 8dhm??? ? ?????? ③板上液層高度： hL=, 1 0 .0 7 9 0 .0 0 1 3 0 .0 6 0 .1 4 0 30 .5 , 0 .4 0 , 0 .0 4 8dTwHmH m h m?? ? ? ?? ? ?取 已 選 定 ( ) ( ) h m? ? ? ? ? ? 從而可知 )( wTd hHH ??? ，符合防止淹塔的要求。 （ 2）提餾段： ○ 1 單層氣體通過塔板的壓降相當(dāng)于液柱 2 ? ②液體通過降液管的靜壓頭降 dh 因不設(shè)進口堰，所以可用式 20 ????????? hLLhwsd 式中 00 .0 0 4 8 4 8 , 0 .8 4 , 0 .0 2 8swl m l m h m??? ? ? 20 . 0 0 4 8 4 80 . 1 5 3 0 . 0 0 6 50 . 8 4 0 . 0 2 8dhm??? ? ?????? ③板上液層高度： hL= 2 0 . 0 8 0 . 0 0 6 5 0 . 0 6 0 . 1 4 6 50 . 5 , 0 . 4 0 , 0 . 0 3 8dTwHmH m h m? ??? ? ? ?? ? ?取 已 選 定 ( ) ( ) h m? ? ? ? ? ? 從而可知 )( wTd hHH ??? ，符合防止液泛的要求 （三）霧沫 夾帶量 Ve 計算 精餾段： 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 28 判斷霧沫夾帶量 Ve 是否在小于 10%的合理范圍內(nèi)，是通過計算泛點率 F1來完成的。泛點率%1001 ????pFLsGLGsAKcZLVF ??? 塔板上液體流程長度 2 2 2 6LZ D w d m? ? ? ? ? ? 塔板上液流面積 22 1 .1 3 1 2 0 .1 0 6 3 0 .9 1 8 4p T fA A A m? ? ? ? ? ? 苯和甲苯混合液可按正常物系處理，取物性系數(shù) K值， K=,在從泛點負(fù)荷因數(shù)圖中查得負(fù)荷因數(shù) CF=,將以上數(shù)值 分別代入上式，得 泛點率 F1為 1 6 215 4 76806 .269 100 % 6%1 9 84F ? ? ? ??? ? ??? 為避免霧沫夾帶過量，對于大塔，泛點需控制在 80%以下。從以上計算的結(jié)果可知，其泛點率都低于 80%，所以霧沫夾帶量能滿足Ve(液 )/kg(干氣體 )的要求。 提餾段：取系數(shù) k=,泛點負(fù)荷系數(shù) CF= 2 848 6789 .770 2 100 % %1 4F ? ? ? ??? ? ???由以上計算可知，符合要求 根據(jù)以上塔板的各項流體力學(xué)驗算，可以認(rèn)為精餾段塔徑和各項工藝尺寸是合適的。 167。 塔板負(fù)荷性能圖 夾帶線的繪制 霧沫夾帶線上限時， ev= /Kg干氣，泛點是 80%. 則有 1F = %80%100????pFLsVLVsAKCZLV ?? ? （ 1）精餾段： 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 29 6 376806 .26 9 29 184ssVL???? ?? 整理可得： 19 .0 0ssVL?? （ 2）提餾段： 76789 .770 0 84ssVL?????? ?? 整理得： 7 4ssVL???? 當(dāng)降液管中泡 沫總高度 dH =? （ HT+ wh ）時將出現(xiàn)液沫 () pT w L d c dH h h h h h h?? ? ? ? ? ? lL+h +h +h + 由此確定液泛線 ()TwHh??222 300036002 .8 45 .3 4 0 .1 5 3 12 1 0 0 0v S SwL w wU L Lhg l h l? ????? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???（ ） 而式中閥孔氣速 U0與體積流量有如下關(guān)系。即NdVU S200 4?? 對于精餾段： 222 4 22 . 9 1 80 . 2 2 4 5 . 3 4 0 . 1 5 33 . 1 4 0 . 0 3 9 1 2 0 8 0 6 . 2 6 9 9 . 8 0 . 8 4 0 . 0 2 3ssVL?? ??? ? ? ? ??? ? ? ? ??? 2 1 48 100 0 4 SL??????? ? ? ? ? ??????（ ） 解得液泛方程： 222 33 .1 7 8 5 3 9 .5 8 2 3 .4 4S S SV L L? ? ? 對 于 提 餾 段 ： 22 4 43 . 3 2 80 . 2 1 9 5 . 3 4 3 . 1 4 0 . 0 3 9 1 2 2 7 8 9 . 7 7 0 9 . 8sV???? ? ? ? ? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 30 22 0. 15 3 1 0. 5 0. 03 80. 84 0. 02 3 10 00 0. 84SSLL ??? ? ? ???? ? ? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ???（ ） 解得液泛方程： 222 33 .0 7 5 9 0 .7 4 2 0 .8 3S S SV L L? ? ? 精餾段計算 取動能因數(shù) F=5 110 m in2 2 3m in 0 0 m in5( ) 2 .9 3 1 /2 .9 13 .1 4( ) ( ) 0 .0 3 9 1 2 0 2 .9 3 1 0 .4 2 m / s 0 .644vsFu m sV d N u??? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 提餾段計算 210 m in2 2 3m in 0 0 m in5( ) 2 .7 4 4 1 /3 .3 23 .1 4( ) ( ) 0 .0 3 9 1 2 2 2 .7 4 4 1 0 .4 3 m / s 0 .644vsFu m sV d N u??? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 因此不會產(chǎn)生漏液現(xiàn)象 m3/s 對于平直堰，取堰上液層高度 owh = owh = ????????wsl LE m 23 = 式中 E=1 3m in /sL m s? 液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時間不低于 35秒，液體在降液管中停留時間為 sLHAt s Tf 5~3?? 以 t=5s座為液體在降液管中停留時間的下限