【正文】 ?F 為避免霧沫夾帶過(guò)量，對(duì)于大塔，泛點(diǎn)需控制在 80%以下。從以上計(jì)算的結(jié)果可知，其泛點(diǎn)率都低于 80%，所以霧沫夾帶量能滿足 干氣）（液） /k g ( kgeV ?的要求。 b．嚴(yán)重漏液校核 當(dāng)閥孔的動(dòng)能因數(shù) 0F 低于 5 時(shí)將會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏液，前面已計(jì)算 ??F ，可河西學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院課程設(shè)計(jì) 26 見不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏液。 按泛點(diǎn)率 %80%1 0 0 1111vm1?????PFLSvmlmSAKCZLV ?? ? 其中 LZ 為板上液體流程長(zhǎng)度， m。對(duì)于單溢流程塔型 LZ =D— 2Wd=— 2=。 1?K 。 .110?FC 。 2f 1 .3 6 92 mAAA TP ??? 整理得 %80%1001 . 3 6 9. 1 1 . 0 9 8 . 7 8 5611 ???????? SS LV 整理可得： 11 5 .8 010 .7 9 5 3 SS LV ?? 綜合可以得：φ (HT+hw)= p L d c I L dh h h h h h h h?? ? ? ? ? ? ?由此式確定液泛線。 液泛線方程為 3/222 SSS dLLbaV ??? 其中， 21 15 ??? NLM VM? ? )()1(b 0 ??????????? wT hH ??? 51 22202 ???? hlc w )1(d 3/23/20 ?????????? ）（wlE? 整 理可得： 3/22 121 8 . 2 5 935101 . 1 1 SSS LLV ??? 液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時(shí)間不低于 3~5s，液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 ? =（ AfHT） /LS1，以 ? =4s 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，則 河西學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院課程設(shè)計(jì) 27 smL S / )( 3m a x1 ??? 對(duì)于 F1型重閥，依據(jù)下限要求 00 5VFu???計(jì)算 105vu ?? 又知 0201 4 NudVS ?? 式中 d0， N， ρ v1均為已知數(shù)，故可由此式求出氣相負(fù)荷 1SV 的下限值，據(jù)此作出與液體流量無(wú)關(guān)的水平漏夜線。以 F0=5 作為規(guī)定氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)。則 sFNdVvS/ 585)(44 321m020m i n1 ?????? ???）（ 取堰上液層上高度 how= 3/2m in1 })(3600{wSOW l LEh ?? 計(jì)算出 1SL 下限值，依此作出液相負(fù)荷下限 線，該線為氣相流出無(wú)關(guān)的豎直線，其中 E 取值為 1。 則可以解出 min1)( SL = 提餾段負(fù)荷性能圖 按泛點(diǎn)率 %80%1 0 0 1111vm1?????PFLSvmlmSAKCZLV ?? ? 其中 LZ 為板上液體流程長(zhǎng)度， m。對(duì)于單溢流程塔型 LZ =D— 2Wd=— 2=。 1?K 。 ?FC 。 2f 1 .7 8 7 62 mAAA TP ??? 整理得 %80%1001 . 7 8 7 1 . 2 4 . 7 2 72 . 2 6623 . 7 2 711 ???????? SS LV 整理可得： 11 2 1 .8 7 2 42 .3 0 3 6 SS LV ?? 綜合可以得：φ (HT+hw)= p L d c I L dh h h h h h h h?? ? ? ? ? ? ?由此式確定液泛線。 河西學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院課程設(shè)計(jì) 28 液泛線方程為 3/222 SSS dLLbaV ??? 其中， 06 21 15 ??? NLM VM? ? 2 )()1(b 0 ??????????? wT hH ??? 65. 22202 ???? hlc w )1(d 3/23/20 ?????????? ）（wlE? 整理可得： 3/22 121 0 8 4 3 .2 04 6 SSS LLV ??? 液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時(shí)間不低于 3~5s，液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 ? =（ AfHT） /LS1，以 ? =4s 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，則 smL S / )( 3m a x1 ??? 對(duì)于 F1型重閥，依據(jù)下限要求 00 5VFu???計(jì)算 105vu ?? 又知 0201 4 NudVS ?? 式中 d0， N， ρ v1均為已知數(shù)，故可由此式求出氣相負(fù)荷 1SV 的下限值，據(jù)此作出與液體流量無(wú)關(guān)的水平漏夜線。以 F0=5 作為規(guī)定氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)。則 sFNdVvS/ 75132)(44 321m020m i n1 ?????? ???）（ 取堰上液層上高度 how= 3/2m i n1 })(3600{wSOW l LEh ?? 計(jì)算出 1SL 下限值，依此作出液相負(fù)荷下限線，該線為氣相流出無(wú)關(guān)的豎直線，其中 E 取值為 1。 則可以解出 min1)( SL =河西學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院課程設(shè)計(jì) 29 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) sL 值，按上式算出對(duì)應(yīng)的 sV 值列于表 7 精餾段霧沫夾帶線和液泛線計(jì)算結(jié)果 ： 表 7 精餾段霧沫夾帶線和 液泛線計(jì)算結(jié)果 3,m/sSL 3,m/sSV 39。3,m/sSV 依據(jù)表中數(shù)據(jù)作 出 精餾段霧沫夾帶線和液泛線 。 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) sL 值，按上式算出對(duì)應(yīng)的 sV 值列于表 8 提 餾段霧沫夾帶線和液泛線計(jì)算結(jié)果： 表 8 提 餾段霧沫夾帶線和液泛線計(jì)算結(jié)果 3,m/sSL 3,m/sSV 39。3,m/sSV 依據(jù)表中數(shù)據(jù)作 出 提 餾段霧沫夾帶線和液泛線 。 以上五條線在坐標(biāo)中如下，精餾段的塔板設(shè)計(jì)圖： 圖 9精餾段塔板負(fù)荷性能圖 河西學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院課程設(shè)計(jì) 30 以上五條線在坐標(biāo)中如下，提餾段的塔板設(shè)計(jì)圖： 由以上 1~5 作出塔板負(fù)荷性能圖 圖 10 提餾段塔板負(fù)荷性能圖 由圖可看出： （ 1）在任務(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)的適中位置 （ 2）塔板的氣相負(fù)荷上限完全由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制 （ 3）按固定的液氣比，由圖查出精餾段塔板的氣相 負(fù)荷上限 ?）（ SV ，氣相負(fù)荷下限 ?）（ SV 提餾 段塔板的氣相負(fù)荷上限 ?）（ SV ，氣相負(fù)荷下限 ?）（ SV 所以：精餾段操作彈性 = ? ，提留段操作彈性 = ? 一覽 表 表 9 物料衡算結(jié)果 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)值 備注 塔頂摩爾分?jǐn)?shù) Dx 1 塔頂平均摩爾質(zhì)量 DM kmolkg/ 河西學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院課程設(shè)計(jì) 31 塔頂流量 D hkmol/ 進(jìn)料摩爾分?jǐn)?shù) Fx 1 進(jìn)料液平均摩爾質(zhì)量 FM kmolkg/ 進(jìn)料流量 F hkmol/ 塔低摩爾分?jǐn)?shù) Wx 1 塔 底 平均摩爾質(zhì)量 WM kmolkg/ 塔 底 產(chǎn)品流量 W hkmol/ 表 10 精餾塔工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)值 備注 精餾塔 提餾塔 平均壓力 mP kPa 平均溫度 mt ℃ 平均粘度 m? smPa? 液相的平均摩爾質(zhì)量 LmM kmolkg/ 氣相的平均摩爾質(zhì)量 VmM kmolkg/ 液相平均密度 Vm? 3/mkg 氣相平均密度 Lm? 3/mkg 平均表面張力 Lm? mmN/ 氣體流量 SV sm/3 液體流量 SL sm/3 表 11 浮閥塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 計(jì)算數(shù)據(jù) 備注 精餾段 提餾段 河西學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院課程設(shè)計(jì) 32 塔徑 D m 塔板距 TH m 塔板類 型 單溢流弓形降液管、 凹形受液盤 分塊式塔板 空塔氣速 ? m/s 堰長(zhǎng) Wl m 堰高 Wh m 板上液層高度 Lh m 降液管低隙高度 0h m 開孔 區(qū) 面積 aA 2m 每層 浮閥 效率 ? % 邊緣區(qū)寬度 CW m 安定區(qū)寬度 SW m 浮閥 數(shù) N 85 132 等腰三角形叉排 氣相 動(dòng)能因子 0F 10 10 氣體通過(guò) 浮閥孔 氣速 0? m/s 孔心距 t m 同一橫排孔心距 降液管面積 fA 2m 單板壓降 P? Pa 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 ? s 降液管內(nèi)清液層高度 dH m 液柱 塔的有效高度 Z m 氣相負(fù)荷上限 ? ?maxSV sm/3 液泛線 控制 河西學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院課程設(shè)計(jì) 33 氣相負(fù)荷下限 ? ?minSV 氣液 kg/kg 漏液線控制 霧沫夾帶 （ 泛點(diǎn)率 ） Ve sm/3 % % 漏液點(diǎn) 最小 氣速 minu sm/ 操作彈性 精餾塔的接管尺寸及附屬設(shè)備 ．接管尺寸 進(jìn)料管 本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料，管徑計(jì)算如下： sFMVffS / 461 10 .401 3????? ? 取 /Fu m s? 則 64m m ????? FSVD ? 經(jīng)圓整選取熱軋無(wú)縫鋼管（ GB816387），規(guī)格： 4mm76?? 回流管 直管回流， sLMVLLSL / .12 3????? ? 取 /sLu m s? 則 mmd 53 ???? 經(jīng)圓整選取熱軋無(wú)縫鋼管（ GB816387），規(guī)格： ?? 塔釜出料管 直管出料，取 /wu m s? sWMVWWSW / 3????? ? 則 mmd 75 ???? 經(jīng)圓整選取熱軋無(wú)縫鋼管（ GB816387），規(guī)格： ?? 河西學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院課程設(shè)計(jì) 34 塔頂蒸汽出料管 直管出氣，取出口氣速 20m/su? 則 240 m m ????? ? SVD 經(jīng)圓整選取熱軋無(wú)縫鋼管（ GB816387），規(guī)格： 8mm273?? 塔釜進(jìn)氣管 直管進(jìn)氣，取氣速 20 /u m s? 則 292 m m ????? ? SVD 經(jīng)圓整選取熱軋無(wú)縫鋼管（ GB816387），規(guī)格： 10mm356?? 法蘭 由于常壓操作，所以法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，平焊法蘭，由不同的公稱直徑，選用法蘭。 ① 進(jìn)料管接管法蘭： Pg6Dg70HG501058 ② 回流管法蘭： Pg6Dg60HG501058 ③ 塔底出料管法蘭： Pg6Dg80HG501058 ④ 塔頂蒸氣管法蘭： Pg6Dg500HG501058 ⑤ 塔釜蒸氣進(jìn)氣法蘭： Pg6Dg550HG501058 筒體與封頭 ???? ???? 壁厚選 6mm，所用材質(zhì)為 A3 本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱直 徑 1600mmd ?g ，直邊高度 為：0 40h mm? mmh 0041 ? ，內(nèi)表面積為： ?封 ，容 積為： ?封 。選用封頭 73J B 1 1 5 46,1 6 0 0D ??g 。 mhH 10 ???封 河西學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院課程設(shè)計(jì) 35 除沫器 當(dāng)空塔氣速較大，塔頂帶液現(xiàn)象嚴(yán)重，以及工藝過(guò) 程中不許出塔氣速夾帶霧滴的情況下，設(shè)置除沫器，以減少液體夾帶損失，確保氣體純度，保證后續(xù)設(shè)備的正常操作。常用除沫器有折流板式除沫器、絲網(wǎng)除沫器以及程流除沫器。本設(shè)計(jì)采用絲網(wǎng)除沫器，其具有比表面積大、重量輕、空隙大及使用方便等優(yōu)點(diǎn)。 設(shè)計(jì)氣速選?。篤VL? ?? ?? ,Ku 系數(shù) 39。 ?K s/ ??? 除沫器直徑： 0m43 08 44u4 ????? FSVD ? 選取不銹鋼除沫器 類型：標(biāo)準(zhǔn)型；規(guī)格： 40100；材料：不銹鋼絲（ 1Gr18Ni9Ti）；絲網(wǎng)尺寸：圓絲 ? 裙座 塔底采用裙座支撐，裙座的結(jié)構(gòu)性能好，連接處產(chǎn)生的局部阻力小，所以它是塔設(shè)備的主要支座形式，為了制作方便，一般采