【正文】 算 式 how = E（WlLmin3600 ）2/3 計算出 L 的下限值，據(jù)此作出液體負荷下限線， 該線為與氣相流量無關(guān)的豎直直線 化工原理課程設(shè)計 21 E（WlLmin3600） 2/3 = 取 E = 1 則 Lmin = ( ??)3/23600wl = ( ??)3/2 = 塔板負荷性能圖 00 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 0 . 0 0 0 5 0 . 0 0 1 0 . 0 0 1 5 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5V sL sp 圖三 塔板負荷性能圖 由塔板負荷性能圖可以看出： ① 在任務(wù)規(guī)定的氣液負荷下的操作點 P，處在適宜操作區(qū)域內(nèi)的適中位置。 ② 塔板的氣相負荷上限完全由霧沫夾帶控制。 ③ 按照固定的液氣比，結(jié)合塔板負荷性能圖可得塔板的氣相負荷上限 Vmax = , 氣想負荷下限 Vmin = 操作彈性 = （ ） = 化工原理課程設(shè)計 22 將計算結(jié)果匯總列于 附 表 3中。 附表 3 浮閥塔板工藝設(shè)計結(jié)果 項目 數(shù)值說明 備注 塔徑 /mD 板間距 T/mH 塔板形式 單溢流弓形降液管 整式 塔板 空塔氣速 /(m/s)u ） 堰長 w/ml 0,39 堰高 w/mh 板上液層高度 L/mh 降液管底隙高度 0/mh 浮閥數(shù) N/個 32 等腰三角形叉排 閥孔氣速 0 /(m/s)u 閥孔動能因數(shù) 0F 11 臨界閥孔氣速 0c/(m/s)u 孔心距 /mt 指同一橫排的孔心距 排間距 39。/mt 指相鄰兩橫排的中心距離 單板壓降 p/PaP? 523 液體在降液管內(nèi)停留時間 /s? 降液管內(nèi)清液層高度 d/mH 泛液點 /% % 氣液負荷上限 max()SV 霧沫夾帶控制 氣液負荷下限 min()SV 漏液控制 操作彈性 化工原理課程設(shè)計 23 第八章 塔附件設(shè)計 接管 進料管 Fd D = Fπu4sv 取 uF = ,ρ L = Vs = （ 15501 103） /(3600 330 24 ) = D = ?? = 26mm 回流管 Rd 采用直管回流管，取 uR = dR = ?? = 17mm 塔釜出料管 Wd 取 uW = ,直管出料 dW = 50 988 04 ??? = 18mm 塔頂蒸汽管 Pd 直管出氣，取出口氣速 u = 20m/s, 則 D = ?? = 151mm 塔釜進氣管 Vd 采用直管，取氣速 u = 23m/s, 則 D = ?? = 135mm 人孔 化工原理課程設(shè)計 24 人孔是安裝或檢修人員進出塔的惟一通道，人孔的位置應(yīng)便于進入任何一層塔板 ，由于設(shè)置人空處塔間距離大，且人孔設(shè)備過多會使制造時塔體的彎曲度難于達到要求，一般每隔 10～ 20塊塔板才設(shè)一個人孔。本塔中共 42塊板，設(shè)置 4個人孔，每個孔直徑為 450mm 。在設(shè)置人孔處，板間距為 800mm，裙座上應(yīng)開 1 個人孔，直徑為 450mm。人孔伸入塔內(nèi)部應(yīng)與塔內(nèi)壁修平，其邊緣需倒棱和磨圓。人孔法蘭的密封面形及墊片用材，一般與塔的接管法蘭相同，本設(shè)計也是如此。 塔的 空間高度 1. 塔的頂部空間高度 塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)牡谝粚铀宓降剿忸^的直線距離，取除沫器到第一塊板的距離為 600m，塔頂部的 空間高度為 1200mm. 2. 塔的底部空間高度是指塔底部最末一層塔盤到塔底下封頭切線的距離，釜液停留時間取 5min. HB = (tL′ s 60 – RV)/AT + (～ ) = (5 103 60 )/ + = 塔高 H(不包括封頭、裙坐 ) 3. BDPPFFTPF HHHnHnHnnnH ???????? )1( n —— 實際塔板數(shù)； Fn —— 進料板數(shù) FH —— 進料板處板間距， m Pn —— 人孔數(shù) PH —— 設(shè)人孔處的板間距， m DH —— 塔頂空間， m（不包括頭蓋部分） BH —— 塔底空間， m（不包括底蓋部分 ） 所以 H =（ 351531） + 15 + 3 + + = 化工原理課程設(shè)計 25 [參考文獻 ] （ 1） 夏清，陳常貴主編 .化工原理 (上 ).天津大學(xué)出版社 ,2021. （ 2）夏清，陳常貴主編 .化工原理 (下 ).天津大學(xué)出版社 ,2021. （ 3） 盧煥章等編 .石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊 .化學(xué)工業(yè)出版社 ,1982. （ 4） 申迎華 ,郝曉剛等編 .化工原理課程設(shè)計 .化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021. （ 5） 王國勝主編 .化工原理課程設(shè)計 .大連理工大學(xué)出版社， 2021 結(jié)束語 化工原理課程設(shè)計 26 附錄一 表一 主要符號說明 符號 意義 單位 Aa 基板鼓泡區(qū)面積 m2 Ad 降液管截面積 m2 Af 總降壓管截面積 m2 An 塔板上方氣體通道截面積 m2 Ao 浮閥塔板閥孔總截面積 m2 AT 塔截面積 m2 C 計算液泛速度的負荷因子 C20 液體表面張力為 20mN/m 時的負荷因子 化工原理課程設(shè)計 27 Co 孔流系數(shù) D 塔徑 m D 塔頂產(chǎn)品流率 Kmol/s do 閥孔直徑 m E 液流收縮系數(shù) ET 塔板效率 eV 單位質(zhì)量氣體夾帶的液沫質(zhì)量 F 進料摩爾質(zhì)量 kmol/h FLV 兩相流動參數(shù) Fo 氣體的閥孔動能因子 (s ) G 質(zhì)量流量 kg/h g 重力加速度 m/s2 h0 降液管底隙高度 m hc 與干板壓強降相當(dāng)?shù)囊褐叨? m hd 降液管壓強降相當(dāng)液柱高度 m hL 板上液層高度 m hp 與單板壓降相當(dāng)?shù)囊簩痈叨? m HT 板間距 m hoW 堰上方液頭高度 m hW 出口堰高 m ρ σ 與克服表面張力壓強降相當(dāng)?shù)囊褐叨? m L 下降液體流率 Kmol/s Lh 塔內(nèi)液體流量 m3/h Ls 塔內(nèi)液體流量 m3/s lW 堰長 m k 塔板的穩(wěn)定性系數(shù) M 摩爾質(zhì)量 kg/kmol Q 熱流量 W 表二 主要符號說明 n 浮閥個數(shù) N 一層塔板上的篩孔總數(shù) Np 實際塔板數(shù) NT 理論塔板數(shù) P 系統(tǒng)的總壓 Pa q 進料中液相所占分率 R 回流比 r 摩爾汽化潛熱 kJ/kmol T 溫度 K t 孔心距 m u 空塔氣速 m/s uo 浮閥 氣速 m/s V 上升蒸氣流率 Kmol/s 化工原理課程設(shè)計 28 Vh 塔內(nèi)氣體流量 m3/h Vs 塔內(nèi)氣體流量 m3/s W 蒸餾釜的液體 量 Kmol Wc 塔板邊緣區(qū)寬度 m Wd 降液管寬度 m Wd’ 降液管寬度 m Ws 塔板上入口安定區(qū)寬度 m Ws’ 塔板上出口安定區(qū)寬度 m x 液相組分中摩爾分率 y 氣相組分中摩爾分率 Z 塔的有效段高度 m △ 液面落差 m α 相對揮發(fā)度 ε 0 板上液層無孔系數(shù) μ 粘度 mN/m Φ 塔板開孔率 φ 降液管內(nèi)泡沫層相對密度 ρ 密度 Kg/m3 ρ L 液體密度 Kg/m3 ρ V 氣體密度 Kg/m3 σ 液體表面張力 dyn/cm τ 液體在降液管內(nèi)停留時間 s 表三 符號下標說明 A,B 組分名稱 s 秒 max 最大 V 氣相 min 最小 L 液相 q 精餾段和提餾段交點 F 進料 1 精餾段 2 提餾段 附錄 二 表一 乙醇和水的物理性質(zhì)： 項目 分子式 分子量(g/mol) 沸點(℃ ) 臨界溫度 Tc(℃ ) 臨界壓強Pc,(MPa) 乙醇 (A) C2H5OH 水 (B) H2O 100 表二 Antoine 常 數(shù)： 組分 A B C 乙醇（ A） 化工原理課程設(shè)計 29 水（ B） 表三 乙醇和水的液相密度ρ t 溫度 t(℃ ) 70 80 90 100 110 ρ A,:kg/m3 ρ B,:kg/m3 表四 液體的表面張力σ 溫度 t（℃） 70 80 90 100 110 σ A,mN/m σ B,mN/m 表五 液體粘度μ L 溫度 t,℃ 70 80 90 100 110 μ LA,mPas μ LB,mPas 表流六 液體氣化潛熱γ 溫度 t,℃ 70 80 90 100 110 γ A,kJ/kg γ B,kJ/kg