【正文】 26 。另外，泵的型號(hào)選出后，應(yīng)列出該泵的各種性能參數(shù)。 （ 2）選擇泵的類型與型號(hào) 首先應(yīng)根據(jù)輸送液體的性質(zhì)和操作條件確定泵的類型，然后按已確定的流量 Qe 和壓頭 He 從泵的樣本或產(chǎn)品目錄中選出合適的 型號(hào)。 離心泵的選擇 離心泵的選擇，一般可按下列的方法與步驟進(jìn)行： （ 1）確定輸送系統(tǒng)的流量與壓頭 液體的輸送量一般為生產(chǎn)任務(wù)所規(guī)定，如果流量在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，選泵時(shí)應(yīng)按最大流量考慮。小孔總面積為鼓泡管橫截面積的 ～ 倍，管內(nèi)蒸氣速 度為 20～ 25m/s。但太小不僅增加阻力損失，而且容易堵塞。其結(jié)構(gòu)為一環(huán)式蒸氣管，管子上適當(dāng)?shù)拈_一些小孔。 加熱蒸氣鼓泡管 加熱蒸氣鼓泡管（又叫蒸氣噴出器）若精餾塔采用直接蒸氣加熱時(shí)，在塔釜中要裝開孔的蒸氣鼓泡管。 25 （ 4）釜液排除管徑 dW 釜液流出的速度一般取 ～ 。 （ 3）進(jìn)料管徑 dF 料液由高位槽進(jìn)塔時(shí)，料液流速取 ～ 。 表 61 蒸氣出口管中允許氣速參照表 操作壓力（絕壓） 常壓 1400～ 6000Pa ＞ 6000 Pa 蒸汽速度 /m/s 12～ 20 30～ 50 50～ 70 （ 2）回流液管徑 DR 冷凝器安裝在塔頂時(shí)，冷凝液靠重力回流，一般流速為 ～ ，速度太大，則冷凝器的高度也相應(yīng)增加。 24 圖 62 再沸器的型式 接管直徑 各接管直徑由流體速度及其流量，按連續(xù)性方程決定，即： 4 SVd u?? （ 67）式中： VS—— 流體體積流量， m3/ s； u—— 流體流速， m/ s； d—— 管子直徑， m。對(duì)于高粘度液體和熱敏性氣體，宜用泵強(qiáng)制循環(huán)式再沸器，因流速大、停留時(shí)間短，便于控制和調(diào)節(jié)液體循環(huán)量。這種型式再沸器汽化率不大于 40%，否則傳熱不良。 （ 2）熱虹吸式再沸器 如圖 62（ c）、（ D）、（ e）所示。 （ b）是夾套式再沸器，液面上方必須留有蒸發(fā)空間，一般液面維持在容積的 70%左右。液體的采出口與垂直塔板之間的空間 至少停留 8～ 10 分鐘，以分離液體中的氣泡。塔底液體進(jìn)入底液池中，再進(jìn)入再沸器的管際空間被加熱而部分汽化。 （ 1）釜式式再沸器 如圖 62（ a） 和（ b）所示。否則需另設(shè) K 值，重復(fù)以上計(jì)算步驟。若壓降不符合要求，要調(diào)整流速，在確定管程數(shù)或折流板間距，或選擇另一規(guī)格的換熱器，重新計(jì)算壓強(qiáng)降直至滿足要求為止。 （ 2）計(jì)算管程、殼程壓強(qiáng)降 根據(jù)初定的設(shè)備規(guī)格，計(jì)算管程、殼程流體的流速和壓強(qiáng)降。 e．依據(jù)總傳熱系數(shù)的 經(jīng)驗(yàn)值范圍，或按生產(chǎn)實(shí)際情況，選擇總傳熱系數(shù) K 值。 c．確定流體在換熱器兩端的溫度，選擇列管換熱器的形式；計(jì)算定性溫度，并確定在定性溫度下的流體物性。 NB—— 折流擋板數(shù)； h—— 折流擋板間距； u0—— 按殼程流通截面積 A0 計(jì)算的流速， m/s，而 A0=h(Dncd0)。 010239。 上式中直管壓強(qiáng)降 Δ P1 可按第一章中介紹的公式計(jì)算；回彎管的壓強(qiáng)降 Δ P2 由下面的經(jīng)驗(yàn)公式估算，即 22 3 2up ????????? (62) （ 2）殼程流動(dòng)阻力 殼程流動(dòng)阻力的計(jì)算公式很多，在此介紹埃索法計(jì)算殼程壓強(qiáng)降 Δ P0 的公式，即 0 1 2 Sp p p N?? ? ? ? ?’ ’ S（ ） F (63) 式中 Δ P1’—— 流體橫過管束的壓強(qiáng)降， Pa； Δ P2’—— 流體通過折流板缺口的壓強(qiáng)降， Pa； FS—— 殼程壓強(qiáng)降的結(jié)垢校正因數(shù)；液體可取 ，氣體可取 。對(duì)于多程換熱器，其阻力 ΣΔ pi 等于各程直管阻力、回彎阻力及進(jìn)、出口阻力之和。 管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型 管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型的核心是計(jì)算換熱器的傳熱面積，進(jìn)而確定換熱器的其它尺寸或選擇換熱器的型號(hào)。當(dāng)冷凝器換熱面過大時(shí)，裝在塔頂附近對(duì)造價(jià)和維修都是不利的，故將冷凝器裝在離塔頂較遠(yuǎn)的低處，用泵向塔提供回流液。將冷凝器裝在塔頂附近的臺(tái)架上，靠改變臺(tái)架的高度來獲得回流和采出所需的位差。 該型式常用于減壓精餾或傳熱面較小場(chǎng)合。將冷凝器與精餾塔作成一體。 回流冷凝器 按冷凝器與塔的位置，可分為：整體式、自流式和強(qiáng)制循環(huán)式。前四種設(shè)備本質(zhì)上屬換熱器，并多采用列管式換熱器，管線和泵屬輸送裝置。如以塔徑 Dg=600～ 700mm 的塔節(jié)為例，對(duì)應(yīng)于不同的板間距， 圖 52 板式塔的塔高 塔節(jié)內(nèi)安裝的塔板數(shù) Nˊ F 塔板與下法蘭端面的距離 h1 以及塔節(jié)高度 L 如表 51 所示。圖 53 為整塊式塔板中的定距管式塔板結(jié)構(gòu)。每個(gè)塔節(jié)中安裝若干塊疊置起來的塔板。并且，整塊式塔板在大塔中剛性也不好，結(jié)構(gòu)顯得復(fù)雜，故采用分塊式塔板；塔徑在 800～ 900mm 之間，設(shè)計(jì)時(shí)可按便于制造、安裝的具體情況選定。 塔板結(jié)構(gòu) 塔板類型按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為整塊式或分塊式兩種。其值視具體情況而定：當(dāng)進(jìn)料有 15 分鐘緩沖時(shí)間的容量時(shí)，塔底產(chǎn)品的停留時(shí)間可取 3～ 5 分鐘，否則需有 10～ 15 分鐘的儲(chǔ)量，以保證塔底料液不致流空。人孔直徑通常為 450mm。 人孔數(shù)目 人孔數(shù)目根據(jù)塔板安裝方便和物料的清洗程度而定。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，其高度應(yīng)大于板間距，通常取 HD 為（ ～ ） HT。( 2 )D p T T F BH H N S H S H H H? ? ? ? ? ? ? ? ? (51)式中 HD—— 塔頂空間， m； HB—— 塔底空間， m； HT—— 塔板間距， m； HT’—— 開有人孔的塔板間距， m； HF—— 進(jìn)料段高度， m； Np—— 實(shí)際塔板數(shù)； S—— 人孔數(shù)目（不包括塔頂空間和塔底空間的人孔）。另外， 進(jìn)料板的板間距也比一般間距大。塔底大多是直接通入由塔外再沸器來的蒸氣，塔底與再沸器間有管路連接，有時(shí)則再塔底釜中設(shè)置列管或蛇管換熱器，將釜中液體加熱汽化。最高一層塔板與塔頂?shù)木嚯x常大于一般塔板間距，以便能良好的除沫。如圖 51 為一板式塔的總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。此外，在塔體上有時(shí)還焊有保溫材料的支承圈。 第五節(jié) 板式塔的結(jié)構(gòu) 塔的總體結(jié)構(gòu) 塔的外殼多用鋼板焊接，如外殼采用鑄鐵鑄造，則往往以每層塔板為一節(jié)，然后用法蘭連接。 當(dāng)液量很大時(shí)，亦宜先按式 47 核查一下液體在降液管中的停留時(shí)間 θ 。塔徑在 1 米以下者，標(biāo)準(zhǔn)化先按 100mm 增值變化；塔徑在 1 米以上者，按 200mm 增值變化，即 1000mm、 1200mm、1400mm、 1600mm…… 17 圖 41 史密斯關(guān)聯(lián)圖 圖中 HT—— 塔板間距， m； hL—— 板上液層高度， m； V ,L—— 分別為塔內(nèi)氣、液兩相體積流量，m3/s； ρ V，ρ L —— 分別為塔內(nèi)氣、液相的密度， kg/m3 。 塔徑的圓整 目前，塔的直徑已標(biāo)準(zhǔn)化。在初算塔徑中，精餾段的塔徑可按塔頂?shù)谝粔K板上物料的有關(guān)物理參數(shù)計(jì)算，提餾段的塔徑可按釜中物料的有關(guān)物理參數(shù)計(jì)算。 設(shè)計(jì)中，空塔氣速 u 的計(jì)算方法是，先求得最大空塔氣速 umax，然后根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，乘以一定的安全系數(shù)，即 m ax( ~ )uu? (43) 最大空塔氣速 umax 可根據(jù)懸浮液滴沉降原理導(dǎo)出，其結(jié)果為 m ax LVVuC????? （ 44） 式中 umax—— 允許空塔氣速， m/s； ρ V，ρ L—— 分別為氣相和液相的密度， kg/m3 ； C—— 氣體負(fù)荷系數(shù)， m/s，對(duì)于浮閥塔和泡罩塔可用圖 41 確定； 圖 41 中的氣體負(fù)荷參數(shù) C20 僅適用于液體的表面張力為 ，若液體的表面張力為 6N/m，則其氣體負(fù)荷系數(shù) C 可用下式求得： 20 )( ?CC ? （ 45） 所以，初步估算塔徑為： uVD ? （ 46） 其中， u—— 適宜的空塔速度， m/s。 初步計(jì)算塔徑 板式塔的塔徑依據(jù)流量公式計(jì)算，即 4 sVDu?? （ 42） 式中 D —— 塔徑 m； Vs —— 塔內(nèi)氣體流量 m3/s； u —— 空塔氣速 m/s。 計(jì)算塔徑的方法有兩類：一類是根據(jù)適宜的空塔氣速，求出塔截面積，即可求出塔徑。 塔徑 塔的橫截面應(yīng)滿足汽液接觸部分的面積、溢流部分的面積和塔板支承、固定等結(jié)構(gòu)處理所需面積的要求。在決定板間距時(shí)還應(yīng)考慮安裝、檢修的需要。設(shè)計(jì)時(shí)通常根據(jù)塔徑的大小，由表 41 列出的塔板間距的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值選取。如對(duì)易發(fā)泡的物系，板間距應(yīng)取大一些，以保證塔的分離效果。反之，采用較小的板間距，只能允許較小的空塔氣速，塔徑就要增大，但塔高可降低；但是板間距過小，容易產(chǎn)生液泛現(xiàn)象，降低板效率。選取時(shí)應(yīng)考慮塔高、塔徑、物系性質(zhì)、分離效率、操作彈性及塔的安裝檢修等因素。 塔的有效高度和板間距的初選 塔的有效高度 板式塔的有效高度是指安裝塔板部分的高度，可按下式計(jì)算： ( 1)TTTNZHE?? （ 41） 式中 Z—— 塔的有效高度， m； ET—— 全塔總板效率； NT —— 塔內(nèi)所需的理論板層數(shù)； HT—— 塔板間距， m。但是由于塔中兩相流動(dòng)情況和傳質(zhì)過程 15 的復(fù)雜性，許多參數(shù)和塔板尺寸需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來選取，而參數(shù)與尺寸之間又彼此互相影響和制約，因此設(shè)計(jì)過程中不可避免要進(jìn)行試差，計(jì)算結(jié)果也需要工程標(biāo)準(zhǔn)化。設(shè)計(jì)時(shí)，先選取某一塔板（例如進(jìn)料或塔頂、塔底）條件下的參數(shù)作為設(shè)計(jì)依據(jù)，以此確定塔的尺寸，然后再作適當(dāng)調(diào)整；或分段計(jì)算，以適應(yīng)兩段的氣液相體積流量的變化，但應(yīng)盡量保持塔徑相同， 以便于加工制造。 第四節(jié) 板式塔主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 板式塔主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括塔高、塔徑的設(shè)計(jì)計(jì)算，板上液流形式的選擇、溢流裝置的設(shè)計(jì)，塔板布置、氣體通道的設(shè)計(jì)等工藝計(jì)算。39。 由（ 314）和（ 315）式得： W* = W + V0 （ 316）