【正文】 由于均作內(nèi)徑 800mm? ，故桾座壁厚取 16mm 基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑 ： Dbi=(1400+2*16)(~)*1000=1032mm 基 礎(chǔ)環(huán)外徑： Db0=(1400+2*16)(~)*1000=1832mm 圓整： DBI=1200mm,Dbo=2020mm。 法蘭 由于近似常壓操作，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，帶頸平焊鋼管法蘭，由不同的公稱直徑，選用相應(yīng)的法蘭。由于設(shè)置人孔處塔間距離大，且人孔設(shè)備過多會使制造時(shí)塔體的彎曲度難以達(dá)到要求，一般每隔 68 塊 板開設(shè)一個(gè)孔，本塔分別在第 1 21 塊板處（從上往下數(shù)）開設(shè)一個(gè)人孔，即可。 即塔頂蒸汽管設(shè)計(jì)如下： 塔頂蒸汽管直徑依下式計(jì)算： TsT uVd ?4? 式中： Tu 為液料在塔頂蒸汽管內(nèi)的流速，且取 Tu =20m/s； sV 近似取為精餾段的體積流率，且 sV = sm/3 。 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 29 第三章 輔助設(shè)備及選型 接管的計(jì)算與選擇 進(jìn)料管的選擇 進(jìn)料的質(zhì)量流率： hKgMFG L F mF / 1 0 6 3 0 ????? 進(jìn)料的體積流率： hKgGLLF mFF /?? ? 則進(jìn)料管的直徑可由以下公式計(jì)算： FFF uLd ?36004? 式中： Fu 為料液在進(jìn)液管內(nèi)的流速，且取 Fu =則 mmdF 0 ????? 同時(shí)設(shè)置兩個(gè)進(jìn)料管不同時(shí)間內(nèi)進(jìn)料，且每個(gè)進(jìn)料管的進(jìn)料量均為：hKgLF /? 回流管的選擇 冷凝器安裝在塔頂時(shí)，回流液在管道中的流速一般不能過高，否則冷凝 器高度也要相應(yīng)提高。 2. 因?yàn)橐悍壕€在霧沫夾帶線的上方，所以塔板的氣相負(fù)荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液線控制。 液沫夾帶線的繪制 液沫夾帶線上線時(shí)， ev= 液 /Kg 干氣，泛點(diǎn)是 80%. 則有 1F = %80% ????pFLsVLVsAKCZLV ?? ? （ 1）精餾段： 6 98 28 374ssVL???? ?? 整理可得： ?? （ 2）提餾段： 780 .9640 4ssVL?????? ?? 整理得： ???? 液泛線的繪制 當(dāng)降液管中泡沫總高度 dH =? （ HT+ wh ）時(shí)將出現(xiàn)液沫 () pT w L d c dH h h h h h h?? ? ? ? ? lL＋ ＋ h +h +h + 由此確定液泛線 ()TwHh??222 300036002 . 8 45 . 3 4 0 . 1 5 3 12 1 0 0 0v S SwL w wU L Lhg l h l? ????? ? ? ???? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???（ ） 而式中閥孔氣速 U0與體積流量有如下關(guān)系。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Ve(液 )/kg(干氣體 )的要求。 （ 2）提餾段： ○1 單層氣體通過塔板的壓降相當(dāng)于液柱高度 hp2= 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 24 ②液體通過降液管的靜壓頭降 dh 因不設(shè)進(jìn)口堰，所以可用式 201 5 ????????? hLLhwsd 式 中 00 . 0 0 3 3 , 0 . 7 , 0 . 0 2 7 7 3swl m l m h m??? ? ? 20 . 0 0 3 30 . 1 5 3 0 . 0 0 4 4 2 20 . 7 0 . 0 2 7 7 3dhm??? ? ??????m ③板上液層高度： hL=, 1 0 . 0 7 9 0 . 0 0 4 4 2 2 0 . 0 6 0 . 1 4 3 40 . 5 , 0 . 4 0 , 0 . 0 4 1 2DTwhmH m h m? ??? ? ? ?? ? ?取 已 選 定 ( ) 0 . 5 ( 0 . 4 0 0 . 0 4 1 2 ) 0 . 2 2 0 6TwH h m? ? ? ? ? ? 從而可知 )( wTd hHH ??? ，符合防止液泛的要求 2) 液沫夾帶量 Ve 計(jì)算 判斷液沫夾帶量 Ve 是否在小于 10%的合理范圍內(nèi)，是通過計(jì)算泛點(diǎn)率 F1 來完成的。 所以氣體通過浮閥塔板的靜壓頭 ?hhhh lcf ??? =+= 換算成單板壓降 △ Pf=hf L? g= =700 Pa 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 23 提餾段： ○1干板壓降 hc 1 .8 2 52 7 3 .1 5 .6 3 /3 .1 2ocU m s?? 因?yàn)?22o ocUU? , 2222 5 . 6 3 3 . 1 25 . 3 4 5 . 3 4 0 . 0 3 4 52 2 9 . 8 1 7 8 0 . 9 6 4ovc LUhmg ??? ? ? ? ? ? ??? ②板上漏層阻力 即塔板上含氣液層靜壓頭降 選充氣因數(shù) ε 0= Lh = 0? lh = = ③液體表面張力造成的靜壓頭降 對浮閥塔板，克服鼓泡時(shí)液體表面張力阻力很小，計(jì)算時(shí) ?h 一般可以忽略。 ②邊緣安定區(qū)寬度的確定 取 WS=WS39。 0F 反映密度為 V?的氣體以 0u 速度通過閥孔時(shí)動(dòng)能的大小。如果塔內(nèi)氣相流量變化范圍大，可 采用一排重閥一排輕閥方式相間排列，以提高塔的操作彈性。對于大塔，當(dāng)采用分塊式結(jié)構(gòu)時(shí)，不便于錯(cuò)排，閥孔也可按等腰三角形排列。兩種形式閥孔的直徑 d0均為 39mm。 F1 型又分為重閥（代號為 Z） 和輕閥 (代號為 Q)兩種，分別由不同厚度薄板沖壓而成，前者重約 32 克，最為常用；后者阻力略小，操作穩(wěn)定性也略差，適用于處理量大 并要求阻力小的系統(tǒng)，如減壓塔。0 ? ，則降液管底隙高度 h0 可依下式計(jì)算： 對于精餾段： 0 0 0 . 0 0 1 4 0 4 3 6 0 0 0 . 0 2 53 6 0 0 3 6 0 0 0 . 7 0 . 0 8hwLh lu ?? ? ?? ? ? 故有 0 0 . 0 4 9 0 . 0 2 5 0 . 0 2 4 0 . 0 1 1wh h m m? ? ? ? ? 對于提餾段：0 0 . 0 0 3 3 3 6 0 0 0 . 0 2 7 7 33 6 0 0 0 . 7 0 . 1 7hm? ????? 所以可知降液底隙高度設(shè)計(jì)合乎要求，且選用凹形受液盤深度為 50mm。各項(xiàng)計(jì)算如下： 1) 溢流堰長 wl == = 2) 出口堰高 hw =hl how 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 20 式中 ： hl —— 板上液層高，取 how —— 板上方液頭高度 選用平行堰，則堰上液頭高度可由下式計(jì)算： 3/21 0 0 ????????? whow lLEh 式中溢流收縮系數(shù) E可近似取為 1 對于精餾段： 2 32 . 8 4 3 6 0 0 0 . 0 0 1 4 0 41 ( ) 0 . 0 1 11 0 0 0 0 . 7owhm?? ? ? ? 所以出口堰高： hw == 對于提餾段： 2 32 .8 4 3 6 0 0 0 .0 0 3 31 ( ) 0 .0 1 8 81 0 0 0 0 .7ow ?? ? ? ? 出口堰高： hw == 3) 降液管的寬度 Wd與降液管的面積 Af 由 ?Dlw 查圖得 Wd/D=， Af/AT= 故 Wd= = Af= = 4) 計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間以檢驗(yàn)降液管面積 ,即 0 . 0 7 3 8 3 6 0 0 0 . 4 0 2 1 . 0 3 50 . 0 0 1 4 0 4 3 6 0 0fTsAH ssL? ? ??? ? ? ?? 故降液管設(shè)計(jì)符合要求。 用內(nèi)插法求得苯，甲苯在 Ft ,Dt ， Wt 溫度下的密度。 tD=℃ 1 ? / ( )kJ kmol K? 2 ? / ( )kJ kmol K? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 14 12 (1 )pD p D p DC C x C x? ? ? ? ?/ ( )kJ kmol K? = / ( )kJ kmol K? ： tW=℃ 1 ? / ( )kJ kmol K? ； 2 ? / ( )kJ kmol K? 12 (1 )pW p W p WC C x C x? ? ? ? ? = / ( )kJ kmol K? Ft =℃： 1 ? / ( )kJ kmol K? 2 ? / ( )kJ kmol K? 12(1 )P P F P FC C x C x? ? ? ? = / ( )kJ kmol K? Dt =℃ : 1 39 3. 77 6 /r KJ Kg? 2 3 7 9 .6 2 5 /r KJ Kg? 12 (1 )DDr r x r x? ? ? ? ? = 3 9 3 . 7 7 6 0 . 9 8 3 7 9 . 6 2 5 (1 0 . 9 8 )? ? ? ? = 塔頂 12(1 )D DDM M x M x? ? ? ? = 7 8 .1 1 0 .9 8 9 2 .1 4 (1 0 .9 8 )? ? ? ? /kg kmol? （ 1） 0℃時(shí)塔頂氣體上升的焓 VQ 塔頂以 0℃為基準(zhǔn)， DpDVDQ V C t V M?? ? ? ? ? ? 1 6 8 . 5 4 9 9 . 7 9 8 0 . 4 1 6 8 . 5 4 3 9 3 . 4 9 7 8 . 3 9? ? ? ? ? ? 6550974. 063 /KJ h? （ 2）回流液的焓 RQ 此為泡點(diǎn)回流，據(jù) t x y?? 圖查得此時(shí)組成下的泡點(diǎn) Dt ，用內(nèi)插法求得回流液組成下的 39。 Dt =℃ 9 0 8 0 8 0 . 4 8 0 , 2 1 . 6 4 4 9 /2 0 . 5 9 2 1 . 6 9 2 1 . 6 9 BDBD m N m?????? 9 0 8 0 8 0 . 4 8 0 , 2 1 . 2 2 0 4 /2 0 . 0 6 2 1 . 2 7 2 1 . 2 7 ADAD m N m?????? ? ? ? ?1 2 1 . 2 2 0 4 0 . 9 8 2 1 . 6 4 1 0 . 9 8 2 1 . 2 2 8 8 /L D m A D D B D Dx x m N m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? Ft =℃， 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 13 1 0 0 9 0 9 1 . 4 9 0 , 2 0 . 0 2 7 5 /1 8 . 2 5 2 0 . 0 6 2 0 . 0 6 AFAF m N m?????? 1 0 0 9 0 9 1 . 4 9 0 , 2 0 . 4 1 5 1 /1 9 . 9 4 2 0 . 5 9 2 0 . 5 9 BFBF m N m?????? mmNxx FBFFAFL F m /2 4 0 )1( ???? ??? Wt = ℃， 1 1 0 1 0 0 1 0 8 . 7 9 1 0 0 , 1 7 . 8 0 4 /1 7 . 6 6 1 8 . 8 5 1 8 . 8 5 AWAW m N m?????? 1 1 0 1 0 0 1 0 8 . 7 9 1 0 0 , 1 8 . 5 9 5 1 /1 8 . 4 1 1 9 . 9 4 1 9 . 9 4 BWBW m N m?????? ? ? ? ?1 1 7 . 8 0 4 0 . 0 3 1 8 . 5 9 5 1 1 0 . 0 3 1 8 . 5 7 1 4 /L W m A W W B W Wx x m N