【正文】 本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管。由上圖可看出，該篩板的操作上限為液泛控制，下限為漏液控制。 220 ???? hlc w 0)( 0)1(39。 2200 ??????????????????? LVCAga ?? 1 4 4 )()1(39。39。39。 )( 3/23/23 ??????? ? ssow LLh smL s /0 0 0 7 8 3m in, ? 據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線 3 (4)液相負(fù)荷上限線 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 39 以 s4?? 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限 4??sTTLHA? 故 smL s /, ??? 據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線 4。 220 ???? 液柱mH d ???? 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 37 )( wTd hHH ??? ，故本設(shè)計(jì)中不會(huì)發(fā)生液泛現(xiàn)象。 (4)漏液 對篩板塔，漏液點(diǎn)氣速 按下式計(jì)算： ? ?smhhCAVu VLLs/)(/ 00m i i ??????????? ??? 實(shí)際孔速 m / usmu ?? 穩(wěn)定系數(shù)為 ???? uuK 故在 本設(shè)計(jì)中無明顯漏液。液體表面張力所產(chǎn)生的阻力 ?h 由下式計(jì)算，即： 液柱mgdh L L 30 ??? ???? ?? ?? 氣體通過每層塔板的液柱高度 ph 按下式計(jì)算： 液柱mhhhh lcp 0 8 3 0 1 4 6 ??????? ? 氣體通過每層塔板的壓降為： K paPaghp Lpp ??????? ? (2)液面落差 對于篩板塔，液面落差很小，且本設(shè)計(jì)的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。 故 ? ? 液柱mhh L ????? ? 。干板阻力由下式計(jì)算： 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 35 20021 ??????????? CughLVc ?? 由 ???d ，查篩板塔的汽液負(fù)荷因子曲線圖得 ?C 故 液柱mhc 2 ?????????? ② 氣體通過液層的阻力 lh 計(jì)算。由于苯和甲苯?jīng)]有腐蝕性，可選用 mm3?? 碳鋼板，取篩孔直徑 mmd 50 ? 。 ?? ， mWc ? ③ 開孔區(qū)面積計(jì)算。查塔板塊數(shù)表得塔極分為 3 塊。 (2)塔板布置 ① 塔板的分塊。 選用凹形受液盤，深度 mmhw 5039。0 ? ，則： mulLh wh 39。各項(xiàng)計(jì)算如下： ① 堰長 wl 取 mDl w 9 2 ???? ② 溢流堰高度 wh 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 33 由 owLow hhh ?? ，選用平直堰，堰上液層高度 owh 由下式計(jì)算，即： 32)(1 0 whow lLEh ??? 近似取 E=1，則 mhow ) (11000 32 ????? 取板上清液層高度 mmhL 70? 故 mhhh owLw ????? ③ 弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA ： 由 ??Dlw ，查弓形降液管參數(shù)圖得： ?Tf AA ?DWd 則： mA f ??? ， mW d 1 7 3 2 ??? 驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間，即： ssL HAh Tf 0000 0036 00 ??? ????? 故降液管設(shè)計(jì)合理。 3????? ? 由VVLCu ? ?? ???m ax ，式中 C 由 )20( LCC ?? 求取，其中 20C 由篩板塔汽液負(fù)荷因子曲線圖查取，圖橫坐標(biāo)為 ) () ()( 2121 ?????? VLhhVL ?? 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 32 取板間距 mHT ? ，板上液層高度 mhL ? ，則 mhH LT ???? 查篩板塔汽液負(fù)荷因子曲線圖得 ?C 071 )20 ()20( ????? LC ? smCuVVL / x ??????? ? ?? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為： smuu / m a x ????? muVD S ????? ? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 mD ? 。 由 CtF ?? ，查液體表面張力共線圖得： mmNA /?? mmNB /?? mmNL F m /)0 2 ( 2 ??????? 提餾段平均表面張力為： mmNLm /)( ???? (5)液體平均黏度計(jì)算 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 31 液相平均黏度依下式計(jì)算，即： ?? iiLm x ?? lglg 塔釜液相平均黏度的計(jì)算： 由 Ctw ?? ，查氣體黏度共線圖得： smP aA ?? ? smP aB ?? ? ? ? ????L D m? smP aLWm ?? ? 提餾段液相平均黏度的計(jì)算： 由 CtF ?? ，查氣體黏度共線圖得： sPaA ?? ? smP aB ?? ? ? ? ????L F m? smP aLF m ?? 2660? 提餾段液相平均黏度為： sm P aLm ???? )(? 提餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 (1)塔徑的計(jì)算 提餾段的氣、液相 體積流率為： smMVV VmVmS / 0 039。 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 30 由 CtF ?? ，查液體在不同溫度下的密度表得： 3/ mKgA ?? 3/ mKgB ?? )( ????? ??Aa ??LF m? 3/ mKgLDm ?? 提餾段的平均密度為： 3/ 0 22/) 9 1 4( mKgLm ???? (4)液體平均表面張力的計(jì)算 液相平均表面張力依下式計(jì)算，即： ??? ni iiLm x1 ?? 塔釜液相平均表面張力的計(jì)算。由圖查得： min,sV = sm/3 max,sV = 故操作彈性為： max,sV / min,sV = 所設(shè)計(jì)精餾段篩板的主要結(jié)果匯總于下表 47 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 26 表 47 精餾段篩板塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 27 序號 項(xiàng)目 數(shù)值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 平均溫度 Ctm?/ 平均壓力 kPapm/ 氣相流量 )//( 3 smVs 液相流量 )//( 3 smLs 塔的有效高度 mZ/ 實(shí)際塔板數(shù) 塔徑 /m 板間距 溢流形式 降液管 形式 堰長 /m 堰高 /m 板上液層高度 /m 堰上液層高度 /m 降液管底隙高度 /m 安定區(qū)高度 /m 邊緣區(qū)高度 /m 開孔區(qū)面積 / 2m 篩孔直徑 /m 篩孔數(shù)目 孔中心距 /m 14 單溢流 弓形 6211 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 28 提溜段的計(jì)算 精餾塔的提餾段工藝條件 (1)操作溫度的計(jì)算 依據(jù)操作壓力，由泡點(diǎn)方程通過試差法計(jì)算出泡點(diǎn)溫度，其中苯、甲苯的飽和蒸汽有安托尼方程計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下： 塔釜溫度 Ctw ?? 進(jìn)料板溫度 CtF ?? 提餾段平均溫度 Ct m ???? 0 12/) 0 8( 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 開孔率 /% 空塔氣數(shù) /(m/s) 篩孔氣數(shù) /(m/s) 穩(wěn)定系數(shù) 單板壓降 /kPa 負(fù)荷上限 負(fù)荷下限 液沫夾帶量 /(kg 液 /kg 氣 ) 氣相負(fù)荷上限 / sm/3 氣相負(fù)荷下限 / sm/3 操作彈性 液泛控制 漏液控制 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 29 (2)平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 塔釜平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 由理論板的計(jì)算過程可知， ?y ， ?x m o lKgM V D m /)( ?????? m o lKgM L D m /)( ?????? 由理論板的計(jì)算過程可知，提餾段的平均摩爾質(zhì)量為： m o lKgM Vm / 8 62/)( ??? m o lKgM Lm /)( ??? (3)平均密度計(jì)算 ① 氣相平均密度計(jì)算 由理想氣體狀態(tài)方程式計(jì)算，即 3/)( mKgRTMpmVmmVm ??? ???? ② 液相平均密度計(jì)算 液相平均密度計(jì)算依下式計(jì)算，即： LBBLAALmaa ??? ??1 塔釜液相平均密度的計(jì)算。 3/233/23 ??????????????????????????? ??wlEd ?將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入整理，得 3/222 sss LLV ??? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) sL 值，依上式計(jì)算出 sV 值，計(jì)算結(jié)果列于下表 表 43 液泛線計(jì)算表 )//( 3 smLs )//( 3 smVs 由上表即可作出液泛線 5 根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負(fù) 荷性能圖，如下圖： 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 25 0123 L s （立方米/ 秒）Vs（立方米/秒）漏液線液沫夾帶線液相負(fù)荷下限線液相負(fù)荷上限線液泛線A 圖 41 精餾段篩板塔的負(fù)荷性能圖 在負(fù)荷性能圖上，作出操作點(diǎn) A，連接 OA，即作出操作線。 ??????????? wT hHb ??? )()(39。 sss LdLcbVa ??? 式中 ? ? ? ? 139。39。 (5)液泛線 令 )( wTd hHH ??? 由 LdlcdLpd hhhhhhhhH ??????