【正文】 85 82 2 929. 400 Lu g? ? ?? ? ? ? ??? （ 2）板上充氣液層阻力 取0 2 , 5 25lLh h m??? ? ? ? ? （ 3）液體表面張力所造成的阻力 此阻力很小，可忽略不計 。 提餾段 干板阻力ch 39。 2( 39) 94100 %= 100 % 10. 00%4 4 dNA? ? ???? ? ? ???閥 孔 面 積塔 截 面 積 開孔率在 10%~14%之間滿足要求 第四章 塔板的流體力學(xué)計算 氣相通過浮閥塔板的壓降 氣體通過浮閥塔板的壓力降（單板壓降）c=++peh h h h? 精餾段 （ 1） 干板阻力ch 浮閥由部分全開轉(zhuǎn)為全部全開的臨界速度為 1 / / 43 /u m s??? ? ? 因為 oc? o? =, 所以12 21o 43 322 2 780. 65 L ghm???? ?? ? ? ? ??? （ 2）板上充氣液層阻力 0 1 , 5 25lLh h m??? ? ? ? ?取 （ 3）液體表面張力所造成的阻力 此阻力很小，可忽略不計 。39。0= Fu?? 取動能因數(shù) F=11，那么 0 11= = 06 / 85u m s? 24 43= 9 406N ? ? ???因 此 個 由于采用分塊式塔板，故采用等 腰 三角形叉排。239。 80SSW W mm?? 35cW mm? 塔板布置 鼓泡區(qū)面積的計算 ? ? ? ? W W m? ? ? ? ? ? ? 5 52 CDr W m? ? ? ? ? 開孔區(qū)面積 aA 按照如下公式計算： ?????? ??? ? rxrxrxA a 1222 s i n1802 ? 2 2 2 1 si n 4( )180 m? ???? ? ? ? ? ? ????? 閥孔計算及其排列 （ 1）精餾段 采用 F1 型重閥，重量為 33g,孔徑為 39mm 浮閥數(shù)目2021 sVN du?? 氣體通過閥孔時的速度：10= Fu?? 取動能因數(shù) F=11，那么 0 60= = 348 / 9 1064u m s?? ?? 24 60= 9 14N ? ? ???因 此 個 由于采用分塊式塔板，故采用等 腰 三角形叉排。0 958 10 730 5 / 25u m s????? 則30 958 10 360 0 21360 0 2 730 5h mm????? 0 411 7 21 201 7 06wh h m m? ? ? ? ? 同理，提餾段的為 0 21mm?? 0 94 94 h m m??? ? ? ? ? 塔板的分塊 a 塔板的分塊 因 800D mm? ，故塔板采用分塊式。塔的截面積? 精餾塔有效高度的計算 : 精餾段有效高度：= ( 24 1 ) N H m? ? ? ?精 精（ 1 ） = 39。4 4 43 40sVDmu?? ?? ? ?? 按標準塔徑圓整后為 D39。39。39。 25 ( ) 6720? ? ? 39。 圖 34 史密斯關(guān)聯(lián)圖 圖橫坐標為 ： （ 1）精餾段 1131 2211 . 0 9 5 8 1 0 3 6 0 0 7 8 0 . 6 5( ) ( ) 0 . 0 2 1 41 . 2 9 6 0 3 6 0 0 1 . 2 2 4 3h LhvLV ?? ????? 取板間距 ? ，板上液層高度? ，則 5 5 0TLH h m? ? ? ? 由史密斯關(guān)聯(lián) 圖知20 ? 8( ) 05 ( ) 2620 20MCC ?? ? ? ? m a x 2. 02 10 /LM V MVMC m s??? ? ??? 5 6 1 / 3u m smax ??? 取安全系數(shù) ，則空塔氣速為 m a 841 589 /u u m s? ? ? ? 4 4 0 9sVDm?? ?? ? ?? 按標準塔徑圓整后為 D= 塔截面積為 2 2 21 . 2 1 . 1 3 1 044TA D m??? ? ? ? 實際空塔氣速為 1 .2 9 6 0 1 .1 4 6 /1 .1 3 1 0u m s?? （ 2） 提餾段 1132 222 92 10 3600 929. 400( ) ( ) 43 3600 85h LhVLV ?? ????? 同理，提餾段的板間距取 ?? ，板上液層高度 ??。39。 3 339。 3 339。) 80 735 971 95 720 85 730 100 716 90 724 精餾段 平均溫度 1t? =℃ 85 80 80730 735 735????乙， ?乙 = kg/ 3m .. . .85 80 80 44 80968 6 971 8 971 8??水 ，水= kg/ 3m 在精餾段，液相密度 1L? ： 11 0 . 4 2 8 7 4 6 / [ 0 . 4 2 8 7 4 6 1 8 ( 1 0 . 4 2 8 7 ) ] 1 0 . 6 2 5 07 3 4 . 5 6 9 7 1 . 5 2L?? ? ? ? ? ??? 31 /L kg m? 氣相密度 1V? ： 1V? =27. 12 273 .1522. 4 ( 273 .15 80. 44)???= kg/ 3m 提餾段 平均溫度 2t? =℃ 9 5 9 0 9 0 .8 8 9 07 2 0 7 2 4 7 2 4???? 乙， ?乙 = 9 5 9 0 9 0 .8 8 9 09 6 1 .8 5 9 6 5 .3 9 6 5 .3???? 水， ?水 = kg/ 3m 液相密度 2L? ： 21 0 . 0 5 6 7 4 6 / [ 0 . 0 5 6 7 4 6 1 8 ( 1 0 . 0 5 6 7 ) ] 1 0 . 1 3 9 67 2 3 . 2 9 6 0 9 6 4 . 6 9 2 8L?? ? ? ? ? ??? 32 /L k g m? 氣相密度 2V? ： 2V? = 2 7 .1 2 2 7 3 .1 52 2 .4 ( 2 7 3 .1 5 9 0 .8 8 )???= kg/ 3m 液體平均表面張力計算 不同溫度下乙醇和水的表面張力見表 35。) 溫度 /℃ ?乙 /(kg/m179。 表 34 不同溫度下乙醇和水的密度 溫度 /℃ ?乙 /(kg/m179。 故塔頂壓強： PD=+4= 取每層壓強降： KPa?? 塔底壓強：105 .3 33 128 .4W D PP P PN K Pa? ? ? ? ? ? ? 進料板壓強： 24 P N P K Pa? ? ? ? ? ?精 精餾段平均操作壓強：128 .4 105 .3 116 .8522FDPP K Pa? ?? ?精 提餾段平均操作壓強： 122 .1 128 .4 125 .25FW K Pa? ? ?提 平均摩爾質(zhì)量計算 精餾段的平均摩爾質(zhì)量 精餾段平均溫度 1t? =℃ 液相組成 1x ：18 0 .7 7 9 .8 8 0 .4 4 7 9 .83 9 .6 5 5 0 .7 9 5 0 .7 9x???， 1x =% 氣相組成 1y ：18 0 .7 7 9 .8 8 0 .4 4 7 9 .86 1 .2 2 6 5 .6 4 6 5 .6 4y???， 1y =% 所以 1 4 6 0 . 4 2 8 7 1 8 ( 1 0 . 4 2 8 7 ) 3 0 . 0 0LM ? ? ? ? ? ? ? kg/kmol 1 4 6 0 . 6 2 5 0 1 8 ( 1 0 . 6 2 5 0 ) 3 5 . 5 0VM ? ? ? ? ? ? ? kg/kmol 提餾段平均摩爾質(zhì)量 提餾段平均溫度 2t? =℃ 液相組成 2x ：29 5 .5 8 9 .0 9 0 .8 8 8 9 .01 .9 7 .2 1 7 .2 1x??? ， 2x =% 氣相組成 2y ：29 5 .5 8 9 .0 9 0 .8 8 8 9 .01 7 .0 0 3 8 .9 1 3 8 .9 1y???， 2y =% 所以 2 4 6 0 . 0 5 6 7 1 8 ( 1 0 . 0 5 6 7 ) 1 9 . 5 9LM ? ? ? ? ? ? ? kg/kmol 2 4 6 0 . 3 2 5 7 1 8 ( 1 0 . 3 2 5 7 ) 2 7 . 1 2VM ? ? ? ? ? ? ? kg/kmol 平均密度計算 求得在 1t? 與 2t? 下乙醇與水的密度。 精餾塔有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 乙醇 — 水系統(tǒng) txy 數(shù)據(jù) 查 閱資料 [2]得到不同溫度下乙醇和水的汽液平衡組成如表 31 所示 ： 表 31 乙醇 — 水氣、液平衡組成（摩爾） 與溫度關(guān)系 溫度/℃ 液相/ 氣相/ 溫度/℃ 液相/ 氣相/ 溫度/℃ 液相/ 氣相/ 100 0 0 操作溫度的計算： 利用表 31 中數(shù)據(jù)由拉格朗日插值可求得 Ft 、 Dt 、 Wt 。 第三章 塔的工藝尺寸的計算 精餾塔的物料衡算 摩爾分率 乙醇的摩爾質(zhì)量 46 /AM kg kmol? 水的摩爾質(zhì)量 18 /BM kg km ol? 原料液45 / 46 2545 / 46 55 / 18Fx ??? 塔頂 / 46 / 46 / 18D ? 平均摩爾質(zhì)量 425 46 ( 1 425 ) 18 24. 790 0 /FM k g k m ol? ? ? ? ? ? 同理可得：塔頂 081 46 ( 1 081 ) 18 40. 626 8 /DM k g k m ol? ? ? ? ? ? 物料衡算 進料流量 3 5 0 0 0 1 0 0 0 1 9 6 .0 9 1 6 /2 4 .7 9 0 0 3 0 0 2 4F k m o l h????? 餾出液流量 196 .091 6 25100% 560 /A FDFxD k m ol hx? ?? ??? ? ? 釜液流量 /W F D k mol h? ? ? ? ? 由 f D WFx Dx W x?? 196 .091 6 25 560 81 137 .835 345 0 wwxx ? ? ? ??? 034 50 46 ( 1 034 50) 18 18. 096 6 /wM k g k mol? ? ? ? ? ?塔 釜 回收率 塔釜 水的回收率： (1 )(1 )wB fwxFx? ?? ? 1 3 7 . 8 3 5 6 ( 1 0 . 0 0 3 4 5 0 ) 1 0 0 % 9 2 . 4 7 %1 9 6 . 0 9 1 6 ( 1 0 . 2 4 2 5 )??? ? ??? 塔板數(shù)的確定 最小回流比及操作回流比計算： 表 31 最小回流比的確定 由圖估算的： xe= ye= m in 081 2 2 4DeeexyR yx??? ? ?故 圖 32 吉利蘭圖 已知