【正文】 氫化合物時(shí)， 0 ~ ? ? 。 由于本設(shè)計(jì)體系為苯和甲苯，故取 0 ? ? 。 板上充氣液層阻力 ? ? ? ?0 0 . 4 5 0 . 0 5 0 . 0 2 0 . 0 3 1 5l W O Wh h h m?? ? ? ? ? ? 3. 液體表面張力所造成的阻力 h? 2Lh hg???? () 式中： ? — 液體的表面張力， /Nm h— 浮閥的開度， m 由于浮閥塔的 h? 值通常很小，計(jì)算時(shí)可以從略。 一般地說，浮閥塔壓降比篩板塔的大，而比泡罩塔的小。對常壓或加壓塔，允許的壓降范圍為： 265~530pa ，減壓塔為 200pa 左右。 塔內(nèi)液體的液柱高度 0 . 0 4 6 7 0 . 0 3 1 5 0 0 . 0 7 8 2P c lh h h h m?? ? ? ? ? ? ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計(jì) 說明書 24 液泛 為使液體能由上層塔板穩(wěn)定地流入下層塔板，降液管內(nèi)必須維持一定高度的液柱。降液管內(nèi)的清液及高度 dH 用來克服相鄰兩層塔板間的壓強(qiáng)降、板上液層阻力和液體流過降液管的阻力。因次， dH 可用下式表示： d P l dH h h h? ? ? () 式中： Ph — 上升氣體通過一層塔板所相當(dāng) 的液柱高度， m lh — 板上液層高度， m dh — 與液體流過降液管的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m dh 可按下式計(jì)算： 當(dāng)板上不設(shè)進(jìn)口堰時(shí) ? ?2 239。 wLhulh???????? 式中： sL — 液體體積流量， 3/ms wl — 堰長， m 0h — 降液管底隙高度， m 39。0u — 液體通過降液管底隙時(shí)的流 速， /ms 2 2306 .5 2 5 1 00 .1 5 3 0 .1 5 3 0 .0 0 3 4 51 .2 6 0 .0 3 4 5sdwLhmlh ??? ???? ? ? ??? ??????? () 為防止液泛發(fā)生，應(yīng)保證降液管中當(dāng)量清液層高度 dH 不超過上層塔板的出口堰。為此，應(yīng)使 ? ?d T WH H h? ? ? () 式中： ? — 系數(shù)， 是考慮到降液管內(nèi)充氣及操作安全兩種因素的校正系數(shù)。 對一般物系，可取為 ~；對不易發(fā)泡物系，可取 ~. 0 . 0 7 8 2 0 . 0 3 1 5 0 . 0 0 3 4 5 0 . 1 1 3d P l dH h h h m? ? ? ? ? ? ? 取 ?? ， ? ? ? ?0 . 6 0 . 4 5 0 . 0 5 0 . 3 0 . 1 1 3T W dH h m H m? ? ? ? ? ? ? ?，符合防止淹塔要求。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計(jì) 說明書 25 霧沫夾帶 通常，用操作時(shí)的空塔氣速與發(fā)生液泛時(shí)的空塔氣速的比值為估算霧沫夾帶量的指標(biāo)，此比值稱為泛點(diǎn)百分?jǐn)?shù)，或稱泛點(diǎn)率。 在下列泛點(diǎn)率數(shù)值范圍內(nèi)，一般可保證霧沫夾帶量達(dá)到規(guī)定指 標(biāo)。 即 ? ? ? ?0 .1 /Ve kg kg? 液 氣 大塔 泛點(diǎn)率 80% 直徑 以下塔 泛點(diǎn)率 70% 減壓塔 泛點(diǎn)率 75% 泛點(diǎn)率的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式如下： 泛點(diǎn)率 0 100vs s LLvFbV L ZK C A??? ???? () 或 泛點(diǎn)率 0 vsLvFTVK C A?????? () 式中： LZ — 板上液體的 流徑 長度， m 。對于單溢流塔板， 2LdZ D W?? ，其中， D 為塔徑， dW 為弓形降液管高度 bA — 板上液流面積， 2m 。對于單溢流塔板， 2b T fA A A?? ，其中 TA 為塔截面積。 fA 為弓形降液管截面積 FC — 泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)。據(jù)氣相密度 v? 及板間距 TH K— 物性系數(shù)，對無泡正常系統(tǒng)， ? 一般按以上兩式分別計(jì)算泛點(diǎn)率，而取其中大者為驗(yàn)算依據(jù)。若二式之一的計(jì)算結(jié)果不在規(guī)定范圍內(nèi)，則應(yīng)適當(dāng)調(diào)整有關(guān)參數(shù)，更新計(jì)算。 2 1 . 8 2 0 . 2 7 1 . 2 6LdZ D W m? ? ? ? ? ? () 22 2 . 5 4 5 2 0 . 2 2 9 2 . 0 8 7b T fA A A m? ? ? ? ? ? () 根據(jù)《化工原理 （下冊）》泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)表查得 ? ， ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計(jì) 說明書 26 泛點(diǎn)率 0 100vs s LLvFbV L ZK C A??? ???? 30 02 . 7 1 42 . 4 4 1 . 3 6 6 . 5 2 5 1 0 1 . 2 67 9 5 2 . 7 1 4 1 0 0 5 9 . 0 3 %1 . 0 0 . 1 2 5 2 . 0 8 7 ?? ? ? ? ??? ? ??? 即泛點(diǎn)率在 80%以下，故可知霧沫夾帶量能夠滿足 ? ? ? ?0 .1 /Ve kg kg? 液 氣的要求。 塔板負(fù)荷性能圖 當(dāng)塔板的各相結(jié)構(gòu)參數(shù)均已確定后，應(yīng)將極限條件下 sSVL? 【 3】 的關(guān)系標(biāo)繪在直角坐標(biāo)系中，從而得到塔板的適宜氣、液相操作范圍，此即塔板的負(fù)荷性能圖。 負(fù)荷性能圖由以下五條線組成。 霧沫夾帶上限線 當(dāng)氣相負(fù)荷超過此線時(shí)，霧沫夾帶量將過大，使板效率嚴(yán)重下降，塔板適宜操作區(qū)應(yīng)在霧沫夾帶線下。 對常壓，塔徑 900 mm 的大塔，取泛點(diǎn)率 =80%為其霧沫夾帶量上限，則： 按泛點(diǎn)率為 80%計(jì)算如下 0 02 .7 1 4 1 .3 6 1 .2 67 9 5 2 .7 1 4 1 0 0 8 0 %1 .0 0 .1 2 5 2 .0 8 7sSVL??? ???? () 可整理出 3 .5 7 2 9 .2 8ssVL?? () 依式算出相應(yīng)的 sV 值列與下表 中。據(jù)此，可做出霧沫夾帶線（ 1） 表 ? ?3//sL m s ? ?3//sV m s 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計(jì) 說明書 27 液泛線 指降液管內(nèi)泡沫層允許達(dá)到最大值時(shí)的 sSVL? 關(guān)系。 塔板的適宜操作區(qū)應(yīng)在此線以下，否則將會發(fā)生液泛，使塔不能正 常操作。 ? ?T w d p L dH h H h h h? ? ? ? ? ?時(shí)可整理出 2 2 2 / 3S S SaV b cL dL? ? ?的曲線方程。 其中： ? ? ? ?5 2 5 2 31 .9 1 1 0 / 1 .9 1 1 0 2 .7 1 4 / 7 9 5 2 8 8 7 .8 6 1 0vlaN ?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?0( 1 ) 0 . 6 0 . 4 5 0 . 6 1 0 . 4 5 0 . 0 5 0 . 2 2 7 5Twb H h?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 2 2 53 53 80 . 6 34 5wc lh? ? ?? 0 2 / 3 2 / 31 0 .6 6 7( 1 ) ( 0 .6 6 7 ) ( 1 0 .4 5 ) 1 0 .8 2 91 .2 6wdE l?? ? ? ? ? ? ? 得出曲線方程為 3 2 2 2 / 37 . 8 6 1 0 0 . 2 2 7 5 8 0 . 9 5 0 . 8 2 9S S SV L L?? ? ? ? () 在操作范圍內(nèi)任取若干個(gè) sL 值，算出相應(yīng)的 sV 值列于下表中 表 ? ?3//sL m s ? ?3//sV m s 據(jù)表中數(shù)據(jù)做出液泛線（ 2）。 液相負(fù)荷上限線 當(dāng)降液管尺寸一定時(shí)，若液體流量超過某一限度使液體在降液管的停留時(shí)間過短，則其中氣泡來不 及釋放就帶入下一層塔板，造成氣相返混，降低塔板效率。 要求液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間 3~5?? 秒，取 5?? 秒計(jì)算，則 3fs m a x A 0. 22 9 0. 45( L ) = 0. 02 06 /55TH ms??? () 求出上限液體流量 sL 值。在 sSVL? 圖上做出液相負(fù)荷上限線為與氣體流量 sV 無關(guān)的內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計(jì) 說明書 28 豎直線（ 3）。 泄露線 — 氣相負(fù)荷下限線 （為 不 發(fā)生嚴(yán)重漏液現(xiàn)象時(shí)的最低氣相負(fù)荷） 對 1F 型重閥，當(dāng) 0 5~6F ? 時(shí)，泄漏量接近 10%為確定氣相負(fù)荷下限的依據(jù)。當(dāng) 0 5F?時(shí)， 0 5/ vu ?? 02 2 3 m i n 55V = 0 . 0 3 9 2 8 8 1 . 0 4 4 /44 2 . 7 1 4SVd N m s?? ? ? ? ? ? ?（ ） () 據(jù)此做出與液體流量無關(guān)的水平漏液線（ 4） . 為保證板上液流分布均勻，提高 氣液 接觸效果，取堰上液層高度 ? 作為液相負(fù)荷下限。 由于 ? ? 2 / 3m in36002 .8 4 0 .0 0 61000 sOW wLhE l????????，取 E=1 可以推出： ? ? 2 / 32 / 3m in 10 00 06 4 36 00wslL E ???? ? ? ? ? ???? ?? ? ? 2 / 32 / 3 3m in 10 00 1 1. 260. 00 6 0. 01 04 9 /2. 84 1 36 00sL m s???? ? ? ? ? ????? ?? 所以： ? ?minsL = 10 /ms?? () 由以上五條線在直角坐標(biāo)上作圖，五條線所圍成的區(qū)域即為適宜操作區(qū)。 根據(jù)以上五個(gè)方程可分別做出塔板負(fù)荷性能圖上的（ 1）、（ 2）、（ 3）、（ 4）及（ 5）共五條線，見附圖。 由塔板負(fù)荷性能圖可以看出： （ 1）任務(wù)規(guī)定的氣、液負(fù)荷下的操作點(diǎn) P（設(shè)計(jì)點(diǎn)），處在適宜操作區(qū)以內(nèi)的適中位置。 （ 2）塔板的氣相負(fù)荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制。 （ 3）按照固定的液氣比，由附圖查出塔板的氣相負(fù)荷上限和下限，進(jìn)而求出操作彈性。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計(jì) 說明書 29 在塔的操作液氣比下 ， 在附圖上 作出操作線 OP（操作點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線），操作線 OP 與負(fù)荷性能圖交點(diǎn)的氣相負(fù)荷 ,maxsV 與 ,minsV 之比，稱為操作彈性。 【 3】 操作彈性 n,max, ??ssVV 在 3~4 范圍內(nèi)。 設(shè)計(jì)塔板時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)，使操作點(diǎn)在圖中位置適中，以提高塔的操作彈性。 第五章 塔體結(jié)構(gòu) 板式塔內(nèi)部裝有塔板、 降液管、各物流的進(jìn)出口管及人孔（手孔）、基座、除沫器等附屬裝置。除一般塔板按設(shè)計(jì)板間距安裝外，其它處根據(jù)需要決定其間距。 塔頂 空間 塔頂空間是指塔內(nèi)最上層塔板與塔頂?shù)拈g距。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，此段遠(yuǎn)高于板間距（甚至高出一倍以上），或根據(jù)除沫器要求高度決定。 因板間距 450TH mm? ，故選取塔頂間距 800DH mm? 塔底空間 塔底空間是指塔內(nèi)最下層塔板到塔底間距。其值由如下兩因素決定，即： （ 1） 塔底貯液空間依貯存液量 停留 3~5min 或更長時(shí)間（易結(jié)焦物料可縮短停留時(shí)間）而定。 （ 2） 塔底液面至最下層塔板之間要有 1~2m 的間距，大塔可大于此值。 選塔底空間 2021BH mm? 人孔 一般每隔 6~8 層塔板設(shè)一人孔（安裝、檢修用），需經(jīng)常清洗時(shí)每隔 3~4 塊塔板處設(shè)一人孔。設(shè)人孔處的板間距等于或大于 600mm ，人孔直徑一般為 450 ~ 500mm（特殊內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計(jì) 說明書 30 的也有長方形人孔），其伸出塔體的筒體長為 200 ~ 250mm ，人孔中心距操作平臺約800 ~1200mm。 本次設(shè)計(jì)中計(jì)算得實(shí)際板層數(shù)為 32，故設(shè)人孔 5 個(gè)，并且選人孔處板間距600PH mm? 。 塔高 ? ?1F p T F F p P D BH n n n H n H n H H H? ? ? ? ? ? ? ? () 式中： H — 塔高（不包括封頭、裙座）， m n— 實(shí)際塔板數(shù) Fn — 進(jìn)料板數(shù) FH — 進(jìn)料板處板間距， m pn — 人孔數(shù) PH — 設(shè)人孔處的板間距， m DH — 塔頂空間（不包括頭蓋部分）， m