【正文】 23 堰長(zhǎng) lw精餾段： 堰長(zhǎng) ?提餾段： 堰長(zhǎng) ? 出口堰高 hw精餾段：求 OWh ).0(2536)(.???SlL由圖 1248 查得 E= 3/2)(? ??3/2)應(yīng)大于 6mm，不宜大于 70mm。李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)24mhLf 39。39。 ??可 忽 略?求 L前面已假設(shè)： mhL05.39。?故 .39。 ??取 為 。W ）（ ,1.?hL ..05??提餾段：求 OW )(533)(.39。 ???SlL由圖 1248 查得 E= 3/2)(?！? ??3/2)39。39。?可 忽 略?求 Lh李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)25前面已假設(shè)： mhL06.39。?故 39。 ??取 為 。W ）（ ,.5?hwL .0?? 弓形降液管寬度 Wd 和面積 Af精餾段：求液面梯降 )(2/)(b????由圖 1246 得 =d4?內(nèi)外堰間距離 ?取 ?? ,8)2(A2T?查圖可知 7./f ???Tf0. %2/fA液層上部的氣體速度 smVufTSg /??? ，hLf 39。39。?hHfT4625.39。 汽汽 kgkguefTgV /.10/0.)().39。 ?????停留時(shí)間： 5s6..2/)(/H???SfLA?李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)26提餾段：求液面梯降 ).160(2/)(b????由圖 1246 得 =d4.?內(nèi)外堰間距離 ?取 ?? ,8.)2(A239。T?查圖可知 07./?f ?Tf.39。 %27/39。39。fA液層上部的氣體速度 smVufTSg /39。39。39。 ???? ，hLf 2325.39。39。 ? 39。?? 汽汽 kgkghHuefTgV /./0579.)(1).39。 ?????停留時(shí)間： 5s14..3/)(/39。39。 ???SfLA? 降液管底隙高度 0h降液管底隙高度是指降液管下端與塔板間的距離，以 表示Oh降液管底隙高度 應(yīng)低于出口堰高 ，才能保證降液管底端有良好的液封，一般不OhWh應(yīng)低于 6mm。即 = 也可按下式計(jì)算：Oh李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)27 式中 液體通過(guò)底隙時(shí)的流速，m/s。39。hoWSOulL?39。o根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般取 =（，）m/s。39。精餾段：取 =12mmOh提餾段：取 =，得 =26mm39。ouOh 塔板布置及篩孔數(shù)目與排列 塔板的分塊D≥800mm，故塔板采用分層，查表塔板分為 3 塊。 邊緣區(qū)寬度確定精餾段： 查表 1033 弓形寬度與面積 取 , 。?SWC提餾段： 查表 1033 弓形寬度與面積 取 , 。?SC 開(kāi)孔區(qū)面積 計(jì)算 篩孔計(jì)算及其排列aA精餾段：取 3/,4?OOdtmd則 t=12mm李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)28對(duì)單溢流型塔板，開(kāi)孔區(qū)面積 可用下式計(jì)算，即aA)sin180(2A2rxxra?????查表 1033 弓形寬度與面積 取 , 。?SWC)()/xdD??C2(r得 aAm篩孔按正三角形排列，篩孔數(shù)目 ???tA開(kāi)孔率為 %)(907.)(?tdo?氣體通過(guò)閥孔的氣速為 smVuaS /???提餾段：取 3/,4?OOdtmd則 t=12mm對(duì)單溢流型塔板，開(kāi)孔區(qū)面積 可用下式計(jì)算，即aA)sin180(2A2rxxra?????查表 1033 弓形寬度與面積 取 , 。?SWC)()/xdD??C2(r得 李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)29篩孔按正三角形排列，篩孔數(shù)目 ???tAO開(kāi)孔率為 %)(907.)(??tdo?氣體通過(guò)閥孔的氣速為 smVuaS/?? 塔板壓降 干板阻力 計(jì)算ch精餾段：甲醇水體系無(wú)腐蝕性，可選用 碳鋼板m3??取 ，由圖 1258 ??Om， 李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)30液 柱mCuhLSOC 0236.)().05612.)(0512. ????提餾段：取 ，由圖 1258 ?Om， .OC液 柱mCuhLSOC 5301.)().)(0512. ???? 液體表面張力的阻力計(jì)算 計(jì)算σh精餾段：表面張力壓頭 液 柱m045..48291036)9810/(4h ????OLd??提餾段：表面張力壓頭 液 )9810/(4h ????OLd??李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)31 氣體通過(guò)每層塔板的液柱高 ph精餾段： .??SOuF? ?WL由圖 1259 得液層的有效阻力 液柱lh則 液 ??????lCP kPagL 9818071???提餾段： ??SOuF ?WL由圖 1259 得液層的有效阻力 液柱lh李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)32則 液 ??????lCP kPagL81924075??? 液面落差對(duì)于 D 的篩板，液面落差可以忽略不計(jì)。? 液沫夾帶精餾段：?????? ))(())(057.(efTgVhHu?，符合要求。汽k/1.?李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)33提餾段： 汽kghHuLTgV /0584.))(.95607())(057.(e ???????，符合要求。Ve汽kg/? 漏液精餾段：下限氣速 SLLOomhC??).(??? sm/)5..0.(8. ???K= ?omOu)2,5.(?即按漏液氣速考慮的負(fù)荷下限為設(shè)計(jì)負(fù)荷值的 %。K 值應(yīng)大于 1，宜在 及 之間，塔的操作可有較大彈性。提餾段：下限氣速 SLLOomhC??).(??? sm/)6..0.(8. ???K= ?omOu)2,(?即按漏液氣速考慮的負(fù)荷下限為設(shè)計(jì)負(fù)荷值的 66%。K 值應(yīng)大于 1，宜在 及 之間，塔的操作可有較大彈性。李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)34 液泛精餾段：降液管內(nèi)液面高度 PdLdh??H 液 柱m0854.)(153.)(???OWSdhlh =++= 液柱PdL?為了防止液泛現(xiàn)象，應(yīng)使 TWdHh??）（ ?/式中 .50hH體 系 取泡 沫 層 的 相 對(duì) 密 重 ， 本—堰 高 ，降 液 管 內(nèi) 液 面 高 度 ，板 間 距 ，?mWdT 液 柱液 柱）（）（ .?????? Td HsALfSf /./.?sHfT601.???故不可能產(chǎn)生降液管內(nèi)液泛。提餾段：降液管內(nèi)液面高度 PdLdh?? 液 柱‘m01597.)(.)(???OWSdhlh =++= 液柱PdL?H為了防止液泛現(xiàn)象，應(yīng)使 TWdHh??）（ ?/李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)35式中 .50hH體 系 取泡 沫 層 的 相 對(duì) 密 重 ， 本—堰 高 ，降 液 管 內(nèi) 液 面 高 度 ，板 間 距 ，?mWdT 液 柱液 柱）（）（ .?????? Td HmsALfSf /1./.?‘’.????故不可能產(chǎn)生降液管內(nèi)液泛。 漏液線下限氣速 SLLOomhC??).(???OSAVin,oWhL??得3/2)(精餾段：=minsV， SLwwlLEhAC ?/. 3/2S0 ）（ σ??????????????1. .482]05.).(.[. 3/2????????? S李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)36得 =min,VS ?SL提餾段：=minsV， SLwwlLEhAC ‘’σ‘）（ ?/. 3/2S??????????????]061.).(.[. 3/2?????????? S得 =min,VS . 3/2?SL 液沫夾帶線以 kg 液/kg 汽為限求 關(guān)系：?VSVL由 ))(57(fTghHu??精餾段： smVAVu SSfTSg /..7??? 3/23/23/2 )( SSWSOW LlLE ??）（m5?+???)(..OLf h3/)(()07(e .23/ ???SfTgV LVHu?3/?李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)37提餾段： smVAVu SSfTSg /. 39。39。39。39。39。 ????/2)(。‘3/239。3/39。 915../. SL???m5+?)(. hh 3/239。)8..15047)(.95607()07(e .23/ ????? SfTgV LVHu‘?/’‘ 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)，由式計(jì)算3/2)(?整理得 精餾段 提餾段 sl0816. ?精餾段 smS/. ??提餾段 L39。i.? 液相負(fù)荷上限線以 =5s 作為液體在降液管中停留的下限?故5Tf?SLHA精餾段： sm/. 3max??，提餾段： S 514.??，李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)38 液泛線 )(HWTdh???由 ， ， ，PdL σhlc??p Llβ?owh?得 3/22SaVScb?其中 ??????????3/2320)6(184.)/(5)( ρρ精餾段： ??OC 3/48kgL?3/1kgS??E . mlW6 50??840??hO2.精餾段 ?????所以精餾段： 3/ L?提餾段： ?.?OC 3/8kgL?3/890mkgS??E 50??7??hO2.李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)39提餾段 ?????所以提餾段： 3/239。239。39。 L??? 操作彈性由圖 ，/,?MAXSV/,?SV故精餾段操作彈性為 / = MAX,i,李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)40由圖 ，/,?MAXSV/,?SV故提餾段操作彈性為 / = MAX,i,精餾段提餾段操作彈性均大于 3 小于 5,符合要求。9. 輔助設(shè)備及零件設(shè)計(jì) 塔頂冷凝器（固定管板式換熱器）甲醇水走殼程，冷凝水走管程，采用逆流形式 估計(jì)換熱面積①．甲醇水冷凝蒸汽的數(shù)據(jù)tD=℃ 冷凝蒸汽量： g/)( KVMG ?????李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)41壓力 溫度 ℃ 甲醇冷凝潛熱.,r=②．冷凝水始溫為 12℃，取冷凝器出口水溫為 20℃，在平均溫度 ℃1620t??物性數(shù)據(jù)如下 （甲醇在膜溫 ℃下，水在平均溫度 16℃下）ρ（kg/m 3） Cp(KJ/kg.℃) μ[] λ(w/(m.℃))甲醇水 45510??水 105 ③a. 設(shè)備的熱參數(shù)： ????）（ GQb．冷卻水的流量： skgtCP /)(1..???c．平均溫度差： ℃）（）（Δ ??根據(jù)“傳熱系數(shù) K 估計(jì)表”取 K=1100W/(m2.℃) 傳熱面積的估計(jì)值為： 2?????將此面積作為公稱面積，在化工原理附錄中選擇換熱器，并列出所選擇的換熱器參數(shù)。公稱直徑 DN/mm 400 公稱面積/m 2 20公稱壓力 PN/（MPa） 換熱管尺寸/mm 25??管子排列方法 正三角形 管長(zhǎng)/m 3管子外徑/mm 25 管數(shù) n/根 86管程數(shù) N 4 殼程數(shù) 1管程通道面積/m 2 按上列數(shù)據(jù)核算管程、殼程的流速及 Re:（一）管程李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)42流通截面積： 222i ???π管內(nèi)水的流速 ./ ?????μ ρiid（二）殼程 單程按正三角形排列取管心距 .?odt橫過(guò)管束中心線的管數(shù) 取 =.?nc 流通截面積： 2oc196.)d(DBAO?殼內(nèi)甲醇水流速 ?Guρ當(dāng)量直徑 do18./t2/34d02e ????π ）π（ ?μ ρu 計(jì)算流體阻力管程流體阻力 Spti NFp)(21ΔΔΔ ???—結(jié)垢校正系數(shù)，無(wú)因次。 的換熱管取 ?? N =1 1?設(shè)管壁粗糙度 ε 為 ，則 ε/ =,??i查得摩擦系數(shù) λ= ????李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)43??? )(t21i PNFppS????ΔΔΔ 殼程流體阻力 SNFppt21o)39。39。(ΔΔΔ ?? 39。 0c01unFfBc??2)/(39。 20c21uDB????Re =907500，故0 ??f管子排列為正三角形排列，取 F=擋板數(shù) 5 塊 1BlN代入得 ??????p取污垢校正系數(shù) F = KPao .)..(P????故管殼程壓力損失均符合要求 計(jì)算傳熱系數(shù)管程對(duì)流給熱系數(shù) i