【正文】 c 液相負(fù)荷下限線 對(duì)于平流堰，取堰上液層高度 how= 作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)，由式 0 . 0 0 5 m10002 . 8 4h 32??????????WhOW LLE (取 E=1) smm ims /40 0 0 5 1 0 0 00 0 6 0 00 . 9L 323, ??????? ?? 據(jù)此可做出與氣體流 量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線 d 液相負(fù)荷上限線 以θ =4s 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，由下式 sLHA S Tf 4??? 故 SmHAL TfM A XS / 3, ???? ? 據(jù)此可以作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限 e 液泛線 令 Hd=ψ (HT＋ hw) Hd=hp+hL+hd hP=hc+hl+hσ hl=β hL hL= h w +hOW 聯(lián)立得 ψ HT＋ (ψ β 1)hw=(β +1) hOW+ hc + hd + hσ 忽略 hσ ，將 hOW與 Ls、 hd 和 Ls、 hc 與 Vs 的關(guān)系代入上式，得 a’ V2s=b’c’ Ls2d’ Ls2/3 式中 b’=ψ HT＋ (ψ β 1)hw c’=(lwhO)2 d’=103E( 1+β )(3600/lw)(2/3) 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入 ,得 ? ? 463 5909 . 239。 ?????a b’=＋ ()= ? ? 218 . 239。 ???c ? ? 1 . 1 3 10 . 93 6 0 00 . 5 811102 . 8 4 32339。 ?????????????d 故 3222 2444714 SSS LLV ? 在操作范圍內(nèi) ， 任取幾個(gè) Ls 值 ， 依上式計(jì)算出 Vs 的值，計(jì)算結(jié)果如下表 Ls m3/s Vs m3/s 荷性能圖上，作出操作點(diǎn) A，連接 OA，即作出操作線。由圖二可看出，該篩板的操作上限為液泛控制，下限為漏控制。由圖查得 在負(fù) Vs,max= ,min= m3/s 故操作彈性為 , ??M INS M A XSVV 8． 管徑的設(shè)計(jì) ⑴ 塔頂蒸氣出口管的直徑 dV 操作壓力為常壓時(shí)，蒸氣導(dǎo)管中常用流速為 12~20 m/s， 蒸氣管的直徑為 muVd SV ????? ? 其中， dV塔頂蒸氣導(dǎo)管內(nèi)徑 m Vs塔頂蒸氣量 m3/s 名稱 接管公稱直徑 Dg 接管 外徑厚度 接管伸出長(zhǎng)度 補(bǔ)強(qiáng)圈（內(nèi)徑、外徑） 規(guī)格 350mm 377 10mm 200mm 620/381mm ⑵ 回流管的直徑 dR ①當(dāng)塔頂冷凝器械安裝在塔頂平臺(tái)時(shí)，回流液靠重力自流入塔內(nèi)，流速 UR可取 ~ m/s②當(dāng)用泵輸送時(shí)，可取 ~ m/s(本設(shè)計(jì)應(yīng)用前者，回流液靠重力自流入塔內(nèi)，流速 UR 取 m/s) muLd SV ????? ? 名稱 接管公稱直徑 Dg 接管 外徑厚度 接管伸出長(zhǎng)度 補(bǔ)強(qiáng)圈（內(nèi)徑、外徑） 規(guī)格 50mm 57 150mm ⑶ 進(jìn)料管的直徑 dF 若采用高位槽送料入塔，料液速度可取 UF=~ m/s，如果用泵輸送時(shí)，料液速度可取 ~ m/s(本設(shè)計(jì)采用高位槽送料入塔，料液速度 UF= ) muVd FSV ????? ? 名稱 接管公稱直徑 Dg 接管 外徑厚度 接管伸出長(zhǎng)度 補(bǔ)強(qiáng)圈（內(nèi)徑、外徑） 規(guī)格 150mm 159 5mm 200mm ⑷ 塔底出料管的直徑 dW 一般可取塔底出料管的料液流速 UW為 ~ m/s，循環(huán)式再沸器取 ~ m/s muLd WV ????? ? 名稱 接管公稱直徑 Dg 接管 外徑厚度 接管伸出長(zhǎng)度 補(bǔ)強(qiáng)圈（內(nèi)徑、外徑） 規(guī)格 100 108 6 150 200/112 九、篩板塔設(shè) 計(jì)計(jì)算結(jié)果 序號(hào) 項(xiàng)目 精餾段 提餾段 1 平均溫度 tm ℃ 2 平均壓力 Pm kPa 3 氣相流量 Vs m3/s 4 液相流量 Ls m3/s 5 實(shí)際塔板數(shù) 14 6 有效段高度 Z m 7 精餾塔塔徑 m 8 板間距 m 9 溢流形式 單溢流 10 降液管形式 弓形 11 堰長(zhǎng) m 12 堰高 m 13 板上液 層高度 m 14 堰上液層高度 m 15 降液管底隙高度 m 16 安定區(qū)寬度 m 17 邊緣區(qū)寬度 m 18 開(kāi)孔區(qū)面積 m2 19 篩孔直徑 m 20 篩孔數(shù)目 6530 21 孔中心距 m 22 開(kāi)孔率 ％ 23 空塔氣速 m/s 24 篩孔氣速 m/s 25 穩(wěn)定系數(shù) 26 精餾段每層塔板壓降 kPa 27 負(fù)荷上限 液泛控制 28 負(fù)荷下限 漏液控制 29 液液沫夾帶 ev ( /kg氣 ) 30 氣相負(fù)荷上限 m3/s 31 氣相負(fù)荷下限 m3/s 32 操作彈性 十一、參考文獻(xiàn) ⑴ 時(shí)鈞等 化學(xué)工程手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 1108~1109 ⑵ 王志魁 化工原理第三版 化學(xué)工業(yè)出版 社 359~380 ⑶ 吳俊生 邵惠鶴精餾設(shè)計(jì)、操作和控制 中國(guó)石化出版社 ⑷ 賈紹義 柴誠(chéng)敬 化工原理課程設(shè)計(jì) 天津大學(xué)出版社 108 ⑸ 潘國(guó)昌 郭慶豐 化工設(shè)備設(shè)計(jì) 清華大學(xué)出版社 175 ⑹ 武漢大學(xué)主編 化學(xué)工程基礎(chǔ) 高等教育出版社 415425 十二 、 設(shè)計(jì)評(píng)述： 甲醇最早是用木材干餾得到的，因此又叫木醇，是一種易燃的液體，沸點(diǎn) 65℃，能溶于水，毒性很強(qiáng)，誤飲能使人眼睛失明，甚至致死。由于甲醇和水不能形成恒沸點(diǎn)的混合物，因此可直接用常壓蒸餾法把大部分的水除去，再用金屬鎂處理，就得無(wú)水甲醇 。甲醇在工業(yè)上主要用來(lái)制備甲醛，以及作為油漆的溶劑和甲基化劑等。 本設(shè)計(jì)進(jìn)行甲醇和水的分離，采用直徑為 1 .0m 的精餾塔，選取效率較高、塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便的單溢流方式，并采用了弓形降液盤(pán)。 該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)： 1．操用、調(diào)節(jié)、檢修方便； ２．制造安裝較容易； ３．處理能力大，效率較高，壓強(qiáng)較低，從而降低了操作費(fèi)用； ４．操作彈性較大。 該設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)： 設(shè)計(jì)中對(duì)文獻(xiàn)的收索、查閱、記錄都不全，設(shè)備的計(jì)算及選型都有較大的問(wèn)題存在，從而選取的操作點(diǎn)的不是在最好的范圍內(nèi)，影響了設(shè)計(jì)的優(yōu)良性。 十三，操作流程圖 甲 醇 —— 水溶液連續(xù)篩板精餾塔設(shè)計(jì)流程圖 符號(hào)說(shuō)明： 英文字母 Aa 塔板的開(kāi)孔區(qū)面積， m2 Af 降液管的截面積 , m2 Ao 篩孔區(qū)面積 , m2 AT塔的截面積 m2 C負(fù)荷因子 無(wú)因次 t篩孔的中心距 C20表面張力為 20mN/m 的負(fù)荷因子 do篩孔直徑 u’o液體通過(guò)降液管底隙的速度 D塔徑 m Wc邊緣無(wú)效區(qū)寬度 ev液沫夾帶量 kg液 /kg氣 Wd弓形降液管的寬度 ET總板效率 Ws破沫區(qū)寬度 R回流比 Rmin最小回流比 M平均摩爾質(zhì)量 kg/kmol tm平均溫度 ℃ g重力加速度 Fo篩孔氣相動(dòng)能因子 kg1/2/() hl進(jìn)口堰與降液管間的水平距離 m θ 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 hc與干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨? m υ 粘度 hd與液體流過(guò)降液管的壓降相當(dāng)?shù)囊鹤⒏叨? m ρ 密度 hf塔板上鼓層高度 m σ 表面張力 hL板上清液層高度 m Ψ 液體密度校正系數(shù) h1與板上液層阻力相當(dāng)?shù)囊鹤⒏叨? m 下標(biāo) ho降液管的義底隙高度 m max最大的 how堰上液層高度 m min最小的 hW出口堰高度 m、 L液相的 h’W進(jìn)口堰高度 m V氣相的 hσ 與克服表面張力的壓降相當(dāng)?shù)囊鹤⒏叨? m H板式塔高度 m HB塔底空間高度 m Hd降液管內(nèi)清液層高度 m HD塔頂空間高度 m HF進(jìn)料板處塔板間距 m HP人孔處塔板間距 m HT塔板間距 m H1封頭高度 m H2裙座高度 m K穩(wěn)定系數(shù) lW堰長(zhǎng) m Lh液體體積流量 m3/h Ls液體體積流量 m3/s n篩孔數(shù)目 P操作壓力 KPa △ P壓力降 KPa △ Pp氣體通過(guò)每層篩的壓降 KPa T理論板層數(shù) u空塔氣速 m/s u0,min漏夜點(diǎn)氣速 m/s uo’ 液體通過(guò)降液管底隙的速度 m/s Vh氣體體積流量 m3/h Vs氣體體積流量 m3/s Wc邊緣無(wú)效區(qū)寬度 m Wd弓形降液管寬度 m Ws 破沫區(qū)寬度 mZ 板式塔的有效高度 m 希臘字母 δ 篩板的厚度 m θ 液體在降液管內(nèi)停留的時(shí)間 s υ 粘度 ρ 密度 kg/m3 σ 表面張力 N/m φ 開(kāi)孔率 無(wú)因次 α 質(zhì)量分率 無(wú)因次 下標(biāo) Max 最大的 Min 最小的 L 液相的 V 氣相的