【正文】 在此我說聲謝謝！ 。 在此，謹(jǐn)向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 指相鄰二橫排的中心線距離 單板壓降 paPp /? 562 液體在降液管內(nèi)停留時間 s/? 降液管內(nèi)清液層高度 mHd/ 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計 說明書 30 泛點率 /% 氣相負(fù)荷上限 )/( /3max sS mV 霧沫夾帶控制 氣相負(fù)荷下限 )/( /3min sS mV 漏液控制 操作彈性 參考文獻(xiàn) ： 【 1】、 路秀林 王者相主編 《塔設(shè)備》 化學(xué)工業(yè)出版社 【 2】、 夏清 陳常貴主編 《 化 工原理（上、下） 》 天津大學(xué)出版社 【 3】、 賈紹義 柴誠敬主編《化工原理課程設(shè)計》 天津大學(xué)出版社 【 4】、 自編講義《化工原理課程設(shè)計》 【 5】、 朱有庭 曲文海 于浦義主編《化工設(shè)備設(shè)計手冊（下）》 化學(xué)工業(yè)出版社 【 6】、賈紹義等 編 《 化工傳遞與單元操作課程設(shè)計 》 天津大學(xué)出版社 2021 【 7】 、程能林 胡聲聞主編《溶液手冊（上冊）》 化學(xué)工業(yè)出版社 1986 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計 說明書 31 致謝 兩個星期的化工原理設(shè)計即將結(jié)束了 ， 以前學(xué)的都是課本上的理論 ， 這次用于設(shè)計和實踐， 有很多考慮不周全 以及不懂 的地方 ，如果沒有老師的悉心 指導(dǎo)，同學(xué)的幫助，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。 本次設(shè)計中計算得實際板層數(shù)為 32，故設(shè)人孔 5 個，并且選人孔處板間距600PH mm? 。 選塔底空間 2021BH mm? 人孔 一般每隔 6~8 層塔板設(shè)一人孔（安裝、檢修用），需經(jīng)常清洗時每隔 3~4 塊塔板處設(shè)一人孔。其值由如下兩因素決定，即： （ 1） 塔底貯液空間依貯存液量停留 3~5min 或更長時間（易結(jié)焦物料可縮短停留時間）而定。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，此段遠(yuǎn)高于板間距（甚至高出一倍以上），或根據(jù)除沫器要求高度決定。除一般塔板按設(shè)計板間距安裝外，其它處根據(jù)需要決定其間距。 設(shè)計塔板時，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)，使操作點在圖中位置適中，以提高塔的操作彈性。 塔的操作彈性 在塔的操作液氣比下， 在附圖上 作出操作線 OP（操作點與坐標(biāo)原點的連線），操作線 OP 與 負(fù)荷性能圖交點的氣相負(fù)荷 ,maxsV 與 ,minsV 之比，稱為操作彈性。 （ 2）塔板的氣相負(fù)荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制。 根據(jù)以上五個方程可分別做出塔板負(fù)荷性能圖上的（ 1）、（ 2）、（ 3）、（ 4）及（ 5）共五條線，見附圖。當(dāng) 0 5F?時， 0 5/ vu ?? 02 2 3 m i n 55V = 0 . 0 3 9 3 0 8 1 . 1 1 4 /44 2 . 7 2 4 0SVd N m s?? ? ? ? ? ? ?（ ） 據(jù)此做出與液體流量無關(guān)的水平漏液線（ 4） 液相負(fù)荷下限線 為保證板上液流分布均勻，提高接觸效果，取堰上液層高度 ? 作為液相負(fù)內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計 說明書 27 荷下限。在 sSVL? 圖上做出液相負(fù)荷上限線為與氣體流量 sV 無關(guān)的豎直線（ 3）。 其中： ? ? ? ?5 2 5 21 .9 1 1 0 / 1 .9 1 1 0 2 .7 2 4 0 / 8 0 4 .1 2 3 0 8 0 .0 0 6 8vlaN ??? ? ? ? ? ? ? ? ?0( 1 ) 0 .6 0 .4 0 .6 1 0 .4 5 0 .0 3 0 7 0 .2 1 3 9Twb H h?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計 說明書 26 2 2 2 200 .1 5 3 0 .1 5 3 1 2 8 .9 91 .4 0 .0 2 4 6wc lh? ? ?? 0 2 / 3 2 / 31 0 . 6 6 7( 1 ) ( 0 . 6 6 7 ) ( 1 0 . 4 5 ) 1 0 . 7 7 2 81 . 4wdE l?? ? ? ? ? ? ? 得出曲線方程為 2 2 2 / 06 8 13 9 12 9 72 8S S SV L L? ? ? 在操作范圍內(nèi)任取若干個 sL 值，算出相應(yīng)的 sV 值列于下表中 表 ? ?3//sL m s ? ?3//sV m s 據(jù)表中數(shù)據(jù)做出液泛線（ 2） 液相負(fù)荷上限線 當(dāng) 降液管尺寸一定時，若液體流量超過某一限度使液體在降液管的停留時間過短，則其中氣泡來不及釋放就帶入下一層塔板，造成氣相返混，降低塔板效率。 塔板的適宜操作區(qū)應(yīng)在此線以下，否則將會發(fā)生液泛，使塔不能正常操作。 對常壓，塔徑 900 mm 的大塔，取泛點率 =75%為其霧沫夾帶量上限，則： 按泛點率為 75%計算如下 0 0 6 804 .12 240 100 75% 28 76sSVL ??? ???? 可整理出 6 ? ? ? 依式算出相應(yīng)的 sV 值列與下表中。負(fù)荷性能圖由以下五條線組成。若二式之一的計算結(jié)果不在規(guī)定范圍內(nèi)，則應(yīng)適當(dāng)調(diào)整有關(guān)參數(shù)，更新計算。 fA 為弓形降液管截面積 FC — 泛點負(fù)荷系數(shù)。對于單溢流塔板， 2LdZ D W?? ，其中， D 為塔徑， dW 為弓形降液管高度 bA — 板上液流面積， 2m 。 在下列泛點率數(shù)值范圍內(nèi)，一般可保證霧沫夾帶量達(dá)到規(guī)定指標(biāo)。 對一般物系，可取為 ~；對不易發(fā)泡物系，可取 ~. 0 .0 7 5 8 0 .0 2 9 5 0 .0 0 6 1 4 0 .1 1 1 4d P l dH h h h m? ? ? ? ? ? ? 取 ?? ， ? ? ? ?0 .6 0 .4 5 0 .0 4 8 7 0 .2 9 9 2 0 .1 1 7 6T W dH h m H m? ? ? ? ? ? ? ?，符合防止淹塔要求。0u — 液體通過降液管底隙時的流速， /ms 2 200 . 0 0 6 90 . 1 5 3 0 . 1 5 3 0 . 0 0 6 1 41 . 4 0 . 0 2 4 6sdwLhmlh?? ??? ? ? ??? ??????? 為防止液泛發(fā)生，應(yīng)保證降液管 中當(dāng)量清液層高度 dH 不超過上層塔板的出口堰。因次， dH 可用下式表示： d P l dH h h h? ? ? 式中： Ph — 上升氣體通過一層塔板所相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m lh — 板上液 層高度， m dh — 與液體流過降液管的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m dh 可按下式計算： 當(dāng)板上不設(shè)進(jìn)口堰時 ? ?2 239。 塔內(nèi)液體的液柱高度 3 5 0 8P c lh h h h m?? ? ? ? ? ? ? 液泛 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計 說明書 23 為使液體能由上層塔板穩(wěn)定地流入下層塔板，降液管內(nèi)必須維持一定高度的液 柱。 一般地說，浮閥塔壓降比篩板塔的大，而比泡罩塔的小，因次設(shè)計中將其忽略。 由于本設(shè)計體系為苯和甲苯，故取 0 ? ? 。 2. 板上充氣液層阻力 lh 一般以經(jīng)驗公式計算 lh ? ?00l L W O Wh h h h??? ? ? 式中： lh — 板上液層高度， m 0? — 反映板上液層充氣程度的因數(shù)，稱為充氣因數(shù)，無因次。臨界孔速是板上所有浮閥全部開啟時，氣體通過閥孔得速度，以 ocu表示。 根據(jù)作塔板布置圖得 308( )N? 塊 ， 浮閥動能因數(shù)： 00 7 .0 9 7 2 .7 2 4 0 1 1 .7 1vFu ?? ? ? ? ? 在要求得范圍內(nèi)； 開孔率： 2 20 0 . 0 3 93 0 8 1 2 . 8 7 %2dN D? ?? ??? ? ? ????? ???? 也在 10~14% 范圍內(nèi)。sW ），和 cW ，算出鼓泡區(qū)面積 aA 和浮閥數(shù) n ，則 h 可由下列兩式之一確定： 1 1 2 . 1 1 7 1 0 . 0 9 3 7 80 . 0 7 5 0 . 0 7 5 3 0 1aAhmn? ? ? ? ? 0 20 07 39 7822aAtd A??? ? ? ???? ????mm 對于分塊式塔板，由于塔板塔接要占用一部分鼓泡區(qū)面積，所以實際布置閥孔時 h值應(yīng)比計算值小，因此取 70h mm? t=75mm 5. 核算閥孔動能因數(shù) 0F 及開孔率 ? 由于實際排得的孔數(shù) N 不一定相等，所以浮閥布置后，還應(yīng)進(jìn)行 0F 及開孔率 ? 得核算： 閥孔 氣速：0 2204 4 2 . 6 1 7 . 0 9 7 /3 . 1 4 0 . 0 3 9 3 0 8SVu m sdN? ?? ? ??? 浮閥動能因數(shù)： 00 vFu ??? 若 0F 不在 9~12 范圍內(nèi)，則需調(diào)整布置至滿足為止。 塔板上浮閥得排列，在繪圖布置前，還需要計算 t 或 h 來進(jìn)行排列。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計 說明書 20 在整塊式塔板中，浮閥常以等邊三角形排列，其空心距 t 一般為 75， 100， 125， 150mm等幾種。 4. 閥孔的排列 閥孔 的排列應(yīng)使絕大部分液體內(nèi)部有汽（氣）泡透過，一般按三角形排列。 開孔率的計算： 2 20 0 . 0 3 93 0 1 1 1 . 4 5 %2dn D? ?? ??? ? ? ????? ????，滿足要求。 因為本次設(shè)計是在常壓下操作，所以 ? ?00 /cu u m s?? 浮閥數(shù) n 可根據(jù)上升蒸汽量 SV ，閥孔氣速 0u 和孔徑 0d 用下式算出： 2200 301 ( ) 39 744SVndu??? ? ??? 塊 3. 浮閥塔板的開孔率 浮閥塔板的開孔率 ? 是指閥孔面積與板截面積之比，即： 2000PAd unA D u? ??? ? ????? 式中： PA — 塔板面積， 2m 0A — 閥孔總面積， 2m u— 適宜的空塔氣速， /ms，其余符號同前。但在實際操作中，則視具體情況，可在等于、小于或大于閥孔臨界氣速下進(jìn)行操作。工業(yè)試驗結(jié)果表明：浮閥臨界動能因數(shù)一般為： ? ? ? ?00 9 ~ 12vccFu ?? ? ? 由此關(guān)系可決定 ? ?0cu 。 對塔板效率、塔板壓降及生產(chǎn)能力作綜合考慮后，一般希望浮閥在剛剛?cè)_時操作。 1F 型（即 V1 型）浮閥使用得很普遍，已定為部頒標(biāo)準(zhǔn)。為防止液體經(jīng)邊緣區(qū)流過而產(chǎn)生“短路”現(xiàn)象，可在塔板上沿塔壁設(shè)置旁流擋板。 在設(shè)計中 ? ，故選 80sW mm? 4. 無效區(qū) 在靠近塔壁的塔板部分需留出一圈邊緣區(qū)域供支撐塔板的邊梁之用，稱為無效區(qū)。對垂直弓形降液管的單流型塔板可按下式計算，即： 2 2 22 a r c s in180a xA x R x R R???? ? ????? 式中： aA 開孔區(qū)面積， 2m ()2dsDx W W? ? ?， m 2cDRW??， m 參數(shù)計算： 2 ( 0 .3 0 .1) 0 .62x ? ? ? ? 2 0 .0 5 0 .9 52Rm? ? ? 開孔區(qū)面積： 2 2 2 20 . 62 0 . 6 0 . 9 5 0 . 6 0 . 9 5 a r c s in 2 . 1 1 7 11 8 0 0 . 9 5aAm ???? ? ? ? ? ????? 2. 溢流區(qū) 溢流區(qū)面積 fA 為降液管面積， 2fA ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程 設(shè)計 說明書 18 3. 安定區(qū) 開孔區(qū)與溢流區(qū)之間的不開孔區(qū)域為安定區(qū)（破沫區(qū)），其作 用為使自降液管流出液體在塔板上均布并防止液體夾帶大量泡沫進(jìn)入降液管。 塔板設(shè)計 塔板布置 塔板的板面一般分為四部分即： 1. 開孔區(qū) 為布置篩孔、浮閥等部件的有效傳質(zhì)區(qū)，亦稱鼓泡區(qū)。 一般情況多采用平行受液盤，有時為使液體進(jìn)入塔板時平穩(wěn)并防止塔板液流進(jìn)口處頭幾排閥孔因沖擊而漏液，對直徑為 800mm 以上的塔板，也推薦使用凹形受液盤，此種結(jié)構(gòu)也便于液體側(cè)線抽出，但不宜使用易聚合或有懸浮物的料液。0 /u m s? ，39。 Oh 也不宜小于 ? ?0. 02 ~ 0. 02 5 /ms，以免引起堵塞。0u 一液體通過降液管底隙 Oh 的流速，一般 ? ?39。為保證良好的液封，又不一致使液流阻力太大，一般取為： ? ?0. 00 6 ~ 0. 01 2oWh h m?? oh 也可按下式