【正文】 s) hc —— 與干板壓強降相當的液柱高度， m 液柱 hd —— 與液體流過降液管時的壓強降相當的液柱高度， m液柱 hq —— 進口堰與降液管的水平距離， m ho —— 降液管底隙高度， m hf —— 板上鼓泡高度， m how —— 堰上液層高度， m hp —— 與單板壓降相當的液層高度， m ho —— 與克服液體表面張力的壓降相當的液柱高， m hw —— 出口堰高度， m k —— 物性系數，量綱為 1 49 Ls —— 塔內液體流量 lw —— 溢流堰長度， m N —— 一層塔板上的篩孔總數 NP —— 實際板層數 NT —— 理論板層數 R —— 回流比 t —— 孔心距， m t’ —— 排間距， m u —— 空塔氣速， m/s umax—— 泛點氣速， m/s u0 —— 臨界孔速， m/s uo’ —— 降液管底隙處液體流速， m/s wc —— 弓形降液管的寬度， m ws —— 破沫區(qū)寬度， m x —— 液相中易揮發(fā)組分的摩爾分數 y —— 氣相中易揮發(fā)組分的摩爾分數 z —— 塔的有效段高度， m 希臘字母 α —— 相對揮發(fā)度，量綱為 1 ε —— 空隙率，量綱為 1 ε 0 —— 板上液層充氣系數，量綱 為 1 θ —— 液體在降壓管中停留時間， s μ —— 黏度， Pa塔設備 .北京：化學工業(yè)出版社 ， 48 符號說明 英文字母 Aa —— 塔板鼓泡區(qū)面積， m2 Af —— 降液管截面積， m2 AT —— 塔截面積， m2 b —— 操作線截距， m C —— 計算時的負荷系數，無因次 c0 —— 流量系數，無因次 D —— 塔徑 , m d0 —— 閥孔直徑 m ev —— 霧沫夾帶量， kg（液） /kg（汽） E —— 塔板效率，無因次 ET —— 總板效率（全塔效率），無因次 F0 —— 閥孔動能因數， kg1/2/(s 45 )()~(/)60LtH3B ??????? ??????TVS AR（ ,HB 取 2020mm。 第八章 塔總體高度的設計 塔的頂部空間高度 塔的頂部空間高度是指塔頂第一層塔盤到塔頂封頭的直線距離，取除沫器到第一塊板的距離為 600mm,塔頂部空間高度為 1200mm。材料為 A3。因設計塔徑為 1000mm,可選用吊柱 500kg。 基礎環(huán)內徑： mm83210)~()1621 1 0 0(D 3bi ?????? 基礎環(huán)外徑 mm1 4 3 210)~()1621 1 0 0(D 3b ??????o 圓整： Dbi=900mm， Dbo=1600mm；基礎環(huán)厚度，考慮 到腐蝕余量取 18mm；再考慮到再沸器，裙座高度取 3m，地角螺旋直徑取 M30。 裙座 塔底常用裙座支持，裙座的結構性能好，連接處產生的局部阻力小，所以它是塔設備的主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。本設計采用絲網除沫器，其具有比表面積大、重量輕、空隙大及使用方便等優(yōu)點。選用封頭 Dg1800 6， JB115473。管徑計算如下： FSu4VD π? 取 uF=， ρF=3 /sm101 2 6 1 6243 0 03 6 0 0 337S ????? ?? 10126 3 ??? ??? 查標準系列選 取 φ 70 4 回流管 4 0 8 DFs1 ??? ??? ?πR 查表取 φ 70 4 塔底出料管 m0 4 6 0 6 8 84u M4WdWFWW ???? ???? ?π 查表取 φ 60 4 塔頂蒸汽出料管 直管出氣，取出口氣速 u=20m/s，則 mm3 49m3 60 0023 . 14 6 90 64D ?????? 查表取 φ 355 9 塔底進氣管 采用直管，取出口氣速 u=15m/s，則 43 mm2 87m2 60 0153 . 1 4 3 49 8 . 54D ?????? 查表取 φ 325 9 法蘭 由于常壓操作，所有法蘭均采用標準管法蘭，平焊法蘭，由于不同的公稱直徑，選用相應法蘭。 40 再沸器的選擇 輸入塔底物料信息 選用 200℃的飽和水蒸氣加熱 41 設定目標 查看結果 查看換熱器面積為 ，選擇釜式換熱器，型號 ： G 38 冷凝器的選擇 輸入冷卻水物流信息 輸入塔頂物料信息 39 設置目標 運行，查看結果 查看換熱器面積為 90m2。m2 在“ Exchanger Details”頁面，可看到熱負荷 、需要的換熱面積 、傳熱系數 、傳熱溫差 ℃等數據。在“ BlocksThermal Results”子目錄有 5 個頁面。規(guī)定進料物流換熱后的溫度達到進入精餾塔的 為泡點 。由“ Streams Specifications”中填寫如下數據： 36 熱 水流量暫時寫作 300kmol/h，然后用 “ Designspec”功能求取準確值。 添加進口物流性質。 在 aspen 工作界面選擇 HEATX 模塊，物流交換如下圖所示： 圖 11 原料進料換熱器設計模塊 1） 進行 預熱 器的簡捷計算。由圖看出，該篩板的操作上限液沫夾帶線控制，下限由液相負荷下限控制。 6 0 0 L1 0 0 3/2WsOW ??????????lEh，取 E=1 / 32/3m i n,s ??????? ?? 液相負荷上限 以 θ=4s作為液體在降液管 中停留時間的下限 sTfLHAθ? ， 0 1 0 6 m i n,s ????? Tf HA 33 液泛線 計算： ????? hhhhhH dcOWWT ???????? )1()1( 忽略 σh ，將各個關系式代入，整 理得： 3/222 sss LdLcbVa ??????? 其中： ?????????? LVcA ??200 )( WT hHb )1( ????? ??? ? ?20/ hlc W?? 3/23 3 6 0 0)1(???????????? ? WlEd ? ?? ， ?? ， ?? ， ?? 3/222 7 4 2 9 4 11 7 5 sss LLV ??? ?? ， ?? ， ?? ， ?? 3/222 3 1 0 7 0 45 7 7 sss LLV ??? 根據以上計算，用幾何畫板軟件，分別畫精餾段和提餾段的篩板塔負荷性能圖。 液泛 為防止塔內發(fā)生液泛，降液管內液層高 Hd應服從下式關系 )(H d WT hH ??? ? 其中 dLP hhh ???dH m 液液0 0 5 )(1 5 220 ????? ud 甲醇 水物系屬一般物系，取 φ= )0 5 0 2 ()hH( T ????? W? m 液液1 5 2 3 3 d ???? )0 4 7 9 ()hH( T ??????? W? 液柱m1 2 3 0 3 6 8 5 d ????? )(H d WT hH ??? ? ，故本設計中不會發(fā)生液 泛。 液沫夾帶 液沫夾帶量計算： V ????????????fTaL hHu? ???? Lf h 汽/ kg液0. 1k g汽/ kg液kg04 64 ???????? ???? ?Ve 汽/ kg液0. 1k g汽/ kg液kg01 52 ???????? ???? ?Ve 故本設計液沫夾帶量 eV在允許范圍內。故 液柱m0 3 3 ???? LL hh ? 1 . 5 2 2 m / s0 . 0 9 50 . 9 51 . 3 0 1 4AA Vu fT s2a ?????? )m/( s1 . 4 6 4 k g0 . 9 2 51 . 5 2 2ρuF 1 / 21 / 2Va0 ????? 查圖 7，得 β=。 26 在 “ Profiles”頁面，可看到各板上液泛因子、降液管流速、降液管持液量、壓降等數據。 在“ BlocksB5tray Rating”子目錄的“ Results”頁面，可見塔徑 m 時的最大液泛因子 （小于 ）； 全塔壓降 ，符合題目要求 ；最大降液管液位 /板間距為 （在 ~ 之間） [3]。 在“ Specs”頁面，填入“塔徑 ”等數據。 （ 3） 開孔區(qū)面積計算 開孔區(qū)面積 Aa按下式計算： )ar cs in180(2A 222a rxrxrx ???? )0 6 6 (2 )W(W2D SD ???????x 其中 m5 1 3 C ?????r 2222a m6 1 )5 1 c s i n1 8 0 5 1 1 (2A ???????? （ 4）篩孔計算及其排列 選用 δ =2mm不銹鋼板，取篩孔直徑為 d0=5mm 篩孔按正三角形排列，取孔中心距 1 5 m m533dt 0 ???? 篩孔數目 個3 7 3 40 1 6 1 6 5 22 ????? t A a 24 開孔率為 % 00 220 ???????????????? t? 精餾段氣體通過篩孔的氣速 2 2 . 0 6 m/s0