【正文】 ? ??? ? ? ??? ??????? 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(guò)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(duì)一般物系，可取為 ~；對(duì)不易發(fā)泡物系，可取 ~. 0 .0 7 5 8 0 .0 2 9 5 0 .0 0 6 1 4 0 .1 1 1 4d P l dH h h h m? ? ? ? ? ? ? 取 ?? ， ? ? ? ?0 .6 0 .4 5 0 .0 4 8 7 0 .2 9 9 2 0 .1 1 7 6T W dH h m H m? ? ? ? ? ? ? ?，符合防止淹塔要求。 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內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 24 標(biāo)，此比值稱(chēng)為泛點(diǎn)百分?jǐn)?shù)，或稱(chēng)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 ZKC A??? ???? 或 泛點(diǎn)率 0 vsLvFTVK C A?????? 式中： LZ — 板上液體的徑流長(zhǎng)度， m 。對(duì)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(duì)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(duì)無(wú)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 2 D W m? ? ? ? ? ? 22 3 .1 4 2 2 0 .1 8 1 2 .5 7 6b T fA A A m? ? ? ? ? ? 根據(jù)《化工原理課（下冊(cè)）》泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)表查得 ? ， ? 泛點(diǎn)率 0 100vs s LLvFbV L ZKC A??? ???? 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 25 0 0 9 804 .12 100 % ? ? ? ??? ? ??? 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? 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(guò)此線時(shí)，霧沫夾帶量將過(guò)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(duì)常壓，塔徑 900 mm 的大塔，取泛點(diǎn)率 =75%為其霧沫夾帶量上限，則： 按泛點(diǎn)率為 75%計(jì)算如下 0 0 6 804 .12 240 100 75% 28 76sSVL ??? ???? 可整理出 6 ? ? ? 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 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(huì)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 21 .9 1 1 0 / 1 .9 1 1 0 2 .7 2 4 0 / 8 0 4 .1 2 3 0 8 0 .0 0 6 8vlaN ??? ? ? ? ? ? ? ? ?0( 1 ) 0 .6 0 .4 0 .6 1 0 .4 5 0 .0 3 0 7 0 .2 1 3 9Twb H h?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 26 2 2 2 200 .1 5 3 0 .1 5 3 1 2 8 .9 91 .4 0 .0 2 4 6wc lh? ? ?? 0 2 / 3 2 / 31 0 . 6 6 7( 1 ) ( 0 . 6 6 7 ) ( 1 0 . 4 5 ) 1 0 . 7 7 2 81 . 4wdE l?? ? ? ? ? ? ? 得出曲線方程為 2 2 2 / 06 8 13 9 12 9 72 8S 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(guò)某一限度使液體在降液管的停留時(shí)間過(guò)短，則其中氣泡來(lái)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 . 2 8 3 0 . 4( L ) = 0 . 0 2 2 6 4 /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(wú)關(guān)的豎直線（ 3）。 泄露線 — 氣相負(fù)荷下限線（為發(fā)生嚴(yán)重漏液現(xiàn)象時(shí)的最低氣相負(fù)荷） 對(duì) 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 3 0 8 1 . 1 1 4 /44 2 . 7 2 4 0SVd N m s?? ? ? ? ? ? ?（ ） 據(jù)此做出與液體流量無(wú)關(guān)的水平漏液線（ 4） 液相負(fù)荷下限線 為保證板上液流分布均勻，提高接觸效果，取堰上液層高度 ? 作為液相負(fù)內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 27 荷下限。 由于 2 / 1000 sOW w LhE l???????? 可以推出： ? ? 2 / 32 / 3m i n 1 0 0 0 10 .0 0 6 2 .8 4 3 6 0 0wslL E ???? ? ? ? ? ???? ?? ? ? 2 / 32 / 3 3m i n 1 0 0 0 1 1 . 40 . 0 0 6 0 . 0 1 1 2 5 6 /2 . 8 4 1 3 6 0 0sL m s???? ? ? ? ? ????? ?? 所以： ? ?minsL= 3/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(jiàn)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。 塔的操作彈性 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(chēng)為操作彈性。 操作彈性 ,m ax,m in3 .8 9 3 .4 91 .1 1 4ssVV ?? 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 六 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。 塔體空間 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 28 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 900DH 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(zhǎng)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（特殊的也有長(zhǎng)方形人孔），其伸出塔體 的筒體長(zhǎng)為 200 ~ 250mm ，人孔中心距操作平臺(tái)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 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 29 BH — 塔底空間（不包括底蓋部分）， m ? ?1F p T F F p P D BH n n n H n H n H H H? ? ? ? ? ? ? ? ? ?32 1 5 1 0. 45 1 0. 5 4 0. 6 0. 8 2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果匯總列于下表 浮閥塔板工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 項(xiàng) 目 數(shù)值及說(shuō) 明 備 注 塔徑 D/m 板間距 mHT/ 塔板形式 單溢流弓型降 液管 分塊式塔板 空塔氣速 )//( smu 堰長(zhǎng) mlW/ 堰高 mhW/ 板上液層高度 mhL/ 降液管底隙高度 mh/0 浮閥數(shù) 個(gè)/N 308 等腰三角形叉排 閥孔氣速 )//(0 smu 閥孔動(dòng)能因數(shù) 0F 臨界閥孔氣速 )//(0 smu c 孔心距 mt/ 指同一橫排的孔心距 排間距 mt/39。 指相鄰二橫排的中心線距離 單板壓降 paPp /? 562 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 s/? 降液管內(nèi)清液層高度 mHd/ 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 30 泛點(diǎn)率 /% 氣相負(fù)荷上限 )/( /3max sS mV 霧沫夾帶控制 氣相負(fù)荷下限 )/( /3min sS mV 漏液控制 操作彈性 參考文獻(xiàn) ： 【 1】、 路秀林 王者相主編 《塔設(shè)備》 化學(xué)工業(yè)出版社 【 2】、 夏清 陳常貴主編 《 化 工原理（上、下） 》 天津大學(xué)出版社 【 3】、 賈紹義 柴誠(chéng)敬主編《化工原理課程設(shè)計(jì)》 天津大學(xué)出版社 【 4】、 自編講義《化工原理課程設(shè)計(jì)》 【 5】、 朱有庭 曲文海 于浦義主編《化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)（下）》 化學(xué)工業(yè)出版社 【 6】、賈紹義等 編 《 化工傳遞與單元操作課程設(shè)計(jì) 》 天津大學(xué)出版社 2021 【 7】 、程能林 胡聲聞主編《溶液手冊(cè)（上冊(cè)）》 化學(xué)工業(yè)出版社 1986 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 31 致謝 兩個(gè)星期的化工原理設(shè)計(jì)即將結(jié)束了 ， 以前學(xué)的都是課本上的理論 ， 這次用于設(shè)計(jì)和實(shí)踐， 有很多考慮不周全 以及不懂 的地方 ，如果沒(méi)有老師的悉心 指導(dǎo)，同學(xué)的幫助，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 首先要感謝我的老師郝文秀副 教授，在設(shè)計(jì)的全過(guò)程中，郝老師為我們指正錯(cuò)誤 ，引導(dǎo)我們正確思路。 在此，謹(jǐn)向老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 其次我要感謝的是在設(shè)計(jì)過(guò)程中幫助過(guò)我的同學(xué)們 ，讓我明白大家的力量是無(wú)窮的 。在此我說(shuō)聲謝謝！