【正文】 12( 2 )D p T T F BH H N S H S H H H H H? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 式中 HD—— 塔頂空間， m； HB—— 塔底空間， m； HT—— 塔板間距， m； HT’—— 開(kāi)有人孔的塔板間距， m； HF—— 進(jìn)料段板間距， 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） H1—— 封頭高度； m H2—— 裙座高度； m 塔體總高度： 37 )2220( ????????????H 浮閥塔總體設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖： 38 5 接管 進(jìn)料管 進(jìn)料管的結(jié) 構(gòu)類(lèi)型很多，有直管進(jìn)料管、 T 型進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管。每個(gè)孔直徑為 mm450 ，厚 mmt 10? ，高 52mm。 2 ??? ???? 3 人孔數(shù)目 人孔是安裝或檢修人員進(jìn)出塔的唯一通道，人孔的設(shè)置應(yīng)便于進(jìn)入任何一層塔板，由于設(shè)置人孔處塔間距離大，且人孔設(shè)備過(guò)多會(huì)使制造時(shí)塔體的彎曲度難以達(dá)到要求， 對(duì)于 D≥ 1000mm 的板式塔， 每隔 6～ 8 塊塔板設(shè)置一個(gè)人孔；且裙座處取 2 個(gè)人孔。以保證塔底料液不致流空。 故取塔頂空間為： 36 2 . 0 0 . 6 2 . 0 0 . 4 5 0 . 6 1 . 5DTH H m? ? ? ? ? ? 2 塔底空間 塔底空間是指塔內(nèi)最下層塔板到塔底間距。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，其高度 HD是指塔頂?shù)谝粚铀P(pán)到塔頂封頭的直線(xiàn)距離，通常取 HD為（ ～ ） HT。 3m ax ? ,氣相負(fù)荷下限 smVs /39。由圖 82 可知，液泛線(xiàn)在霧沫夾帶線(xiàn)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(xiàn)控制。由圖 81 可知，液泛線(xiàn)在霧沫夾帶線(xiàn)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(xiàn)控制。minsL 精餾段： ? ? smlEL ws /0 0 1 0 32323m i n ???????? ?????????? ?? 按上式作出的液相負(fù)荷下限線(xiàn)是一條與氣相流量無(wú)關(guān)的豎直線(xiàn)，見(jiàn)圖中的線(xiàn) (5). 提鎦段： ? ? smlEL ws / 3232339。 液相負(fù)荷下限線(xiàn) 取堰上液層高度 ? 作為液相負(fù)荷下限條件，作出 液相負(fù)荷下限線(xiàn)，該線(xiàn)為與氣相流量無(wú)關(guān)的豎直線(xiàn)。439。 33 氣體負(fù)荷下限線(xiàn)（漏液線(xiàn)） 對(duì) 于 F1 型重閥，因 0F 5 時(shí)，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏液，故取 0 5F? 計(jì)算相應(yīng)的氣相流量 min)( sV 精餾段： smFNdVvs/ )( 32020m i n ?????? ?? ,即負(fù)荷性能圖中的線(xiàn) (y4)。/0 2 8 39。取5s?? 為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，所 對(duì)應(yīng)的則為液體的最大流量 maxsL ,即液相負(fù)荷上限，于是可得 精餾段： 5/0 2 8 m a x3m a x TfsTfs HALsmHAL ??????? 顯然由式所得到的液相上限線(xiàn)是 一條與氣相負(fù)荷性能無(wú)關(guān)的豎直線(xiàn)，即負(fù)荷性能圖中的線(xiàn)(y3)。所以對(duì)液體的流量須有一個(gè)限制，其最大流量必須保證滿(mǎn)足上述條件。sV 用上述坐標(biāo)點(diǎn)便可在負(fù)荷性能圖中繪出液泛線(xiàn)，圖中的 (y2’ )。0 ? ； 0 ? 代入上式 整理后便可得 sV 與 sL 的關(guān)系，即 3222 7 4 1 5 0 7 80 5 0 SSS LLV ??? 39。39。/39。 提鎦段： 。 整理后便可得 sV 與 sL 的關(guān)系，即 3222 SSS LLV ??? 此式即為液泛線(xiàn)的方程表達(dá)式。0 4 7 。/ 4 5。所以板上?????????????????????32000 1000)(液 層層靜壓頭 降wswowwLl lLEhhhhh ??? 液體表面張力所造成的靜壓頭 ?h 和液面落差 h? 可忽略 液體經(jīng)過(guò)降液管的靜壓頭降可用式 2015 ????????? hl LhwSd 則 LdcdLLcwT hhhhhhhhH ）（＋＋ 00 1)( ??? ??????? ?????????????????????????????3202020 3 6 0 01 0 0 0 w Sww SLv lLhhlLgu ）（ ??? 式中閥孔氣速 0u 與體積流量有如下關(guān)系 NdVu S200 4?? 精餾段： 式中各參數(shù)已知或已計(jì)算出，即 。sV 31 液泛線(xiàn) 由式 )( wTd hHH ??? ， owdwpd hhhhhH ?????? ， ?hhh lcp ??? 聯(lián)立。 ss LV ?? 即為負(fù)荷性能圖中的線(xiàn) (y1’ ) 39。0 5 9 ?? ss LV 即 39。??? ??? ss LV 整理后得 1 5 39。 sL sV 提鎦段： 39。所以在操作范圍內(nèi)任取兩個(gè) sL值便可依式 ss LV ?? 算出相應(yīng)的 sV 。 4 塔板負(fù)荷性能圖 霧沫夾帶上限線(xiàn) 對(duì)于苯 — 氯苯物系和已設(shè)計(jì)出塔板結(jié)構(gòu)，霧沫夾帶線(xiàn)可根據(jù)霧沫夾帶量的上限值干氣）（液） /k g ( kge V ? 所對(duì)應(yīng)的泛點(diǎn)率 1F (亦為上限值 ),利用式 %1 0 01 ????pFLsvLvsAKcZLVF ???和 % ???TFvLvsAKcVF ???便可作出此線(xiàn)。 ????? ???F 30 為避免霧沫夾帶過(guò)量，對(duì)于大塔，泛點(diǎn)需控制在 80%以下。泛點(diǎn)率的計(jì)算時(shí)間可用式： %1 0 01 ????pFLsvLvsAKcZLVF ???和 % ???TFvLvsAKcVF ??? 塔板上液體流程長(zhǎng)度 29 mWDZ dL 9 2 3 ?????? 塔板上液流面積 24 4 7 0 9 mAAA fTp ?????? 精餾段： 苯和氯苯混合液可按正常物系處理，取物性系數(shù) K 值， K=,在從泛點(diǎn)負(fù)荷因數(shù)圖中查得負(fù)荷 因數(shù) ? ,將以上數(shù)值 分別代入上式 %%10 044 92 5 ???? ??????F 及 %% ????? ???F 提鎦段： 苯和氯苯混合液可按正常物系處理，取物性系數(shù) K 值， K=,在從泛點(diǎn)負(fù)荷因數(shù)圖中查得負(fù)荷 因數(shù) ?FC ,將以上數(shù)值 分別代入上式 %%1 0 04 4 7 4 9 2 0 8 5 3 7 7 39。 ?????? 可見(jiàn)，所夾帶氣體可以釋出。本設(shè)計(jì) ssL HAsTf 85 39。( ?????? 從而可知 mhHmH wTd 2 4 )(1 2 39。 ???? 為了防止液泛，按式： )( wTd hHH ??? ，取安全系數(shù) ?? ，選定板間距?TH , mhw 39。 2 ??????? ??? (3)板上液層高度： mhL 39。,/39。39。? (2)液體通過(guò)降液管的靜壓頭降 dh 因不設(shè)進(jìn)口堰，所以可用式 2039。本設(shè)計(jì) ssLHA s Tf ?????? 28 可見(jiàn)，所夾帶氣體可以釋出。 ?????? ? Paghp Lpp 4 3 70 5 39。39。這 27 樣，氣流經(jīng)一層，浮閥塔板的靜壓頭降 ph 為 mhhhh lcp 0 5 2 39。 2 ????? (2)計(jì)算塔板上含氣液層靜壓頭降 fh 由于所分離的苯和甲苯混合液為碳?xì)浠衔?，可取充氣系?shù) ?? ，已知板上液層高度 ,?Lh 所以依式 Ll hh 0?? mh l 39。202 39。00 cUU ? ，可用39。39。這樣，氣流經(jīng)一層，浮閥塔板的靜壓頭降 ph 為 mhhhh lcp ?????? ? Paghp Lpp ?????? ? 提鎦段： (1)計(jì)算干板靜壓頭降 ch 由式 39。所以這樣開(kāi)孔是合理的。 ,00 ???? vuF ? 所以閥孔動(dòng)能因子變化不大，仍在 9~14 的合理范圍內(nèi)，故此閥孔實(shí)排數(shù)適用。0 ????? 閥孔動(dòng)能因數(shù)為 39。? 以等腰三角叉排方式作圖得閥孔數(shù) 206?N 25 實(shí)際孔速 smNdVu s /)( 39。 ????? Nt At a 考慮到塔徑比較大，而且采用塔板分塊，各塊支撐與銜接也要占去一部分鼓泡區(qū)面積，因而排間距不宜采用 ,而應(yīng)小一點(diǎn)，故取 mmt 6539。0 ??? ? F1 型浮閥的孔徑為 39mm，故 每層塔板上浮閥個(gè)數(shù)為 )(44 2020???? ?? udVN s 浮閥排列方式采用等腰三角形叉排。0u 即 smFuv/39。所以這樣開(kāi)孔是合理的。 ,00 ???? vuF ? 所以閥孔動(dòng)能因子變化不大，仍在 9~14 的合理范圍內(nèi)，故此閥孔實(shí)排數(shù)適用。 2200 ????? 閥孔動(dòng)能因數(shù)為 39。? ，按mmt 75? ， mmt 6539。取同一橫排的孔心 mmt 75? 24 則排間距 39。 ? 塔板布置 塔板的分塊 本設(shè)計(jì) 塔徑為 mmmmmD 1 2 0 01 6 0 ??? ，故塔板采用分塊式，塔板分為 4 塊。39。 ????? sTf LHA? （滿(mǎn)足要求） 降液管的底隙高度 oh 精餾段：取液體通過(guò)降液管底隙的流速 m/??ou ，則有： m0 26 0 02 ????? ow sul Lh （ oh 不宜小于 ~，本結(jié)果滿(mǎn)足要求） mmhh w 0 0 2 2 2 6 4 9 ????? 故合理 提鎦段： 取液體通過(guò)降液管底隙的流速 m/??ou ，則有： 23 m0 26 0 08 39。 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間 精餾段： 0 2 4 ????? sTf LHA? （滿(mǎn)足要求） 提鎦段： 5s1 5 . 7 70 0 8 5 39。39。 ????? owLw hhh 22 驗(yàn)證： 39。 出口堰高 wh owLw hhh ?? 對(duì)平直堰 ? ? 3/2/0 0 2 8 whow lLEh ? 精餾段：由 ?Dlw 及 ??wh lL ，查化工原理課程設(shè)計(jì)圖 55得 1?E ， 于是： mmh ow 0 0 1 )(10 0 2 8 3/2 ????? （滿(mǎn)足要求） m0 4 9 1 0 ????? owLw hhh 驗(yàn)證： owwow hhh ???? (設(shè)計(jì)合理 ) 提鎦段：由 ?Dlw 及， ??wh lL 查化工原理課程設(shè)計(jì)圖 55得 1?E ，于是： ? ? 39。 提鎦段堰上溢流強(qiáng)度 ? ? ? ?hm/m130~100hm/39。 ????? uVD s ? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑 圓整取 .6m1?D 7 塔板工藝結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 溢流裝置 因塔徑為 ，所以采用單溢流型的平頂弓形溢流堰、弓形降液管、凹形受液盤(pán)，且不設(shè)進(jìn)口內(nèi)堰。 m a x ?? uu 精餾段的塔徑 )(39。39。/39。 ??????????????????????????????VLssVL ?? 查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖得 ?C 負(fù)荷因子 20 39。39。 ??hL 19 6 主要設(shè)備工藝尺寸設(shè)計(jì) 塔徑 精餾段： 初選塔板間距 mm450?TH 及板上液層高度 mm60?Lh ，則： ???? LT hH 按 Smith 法求取允許的空塔氣速 maxu （即泛點(diǎn)氣速 Fu ） 0 2 3 4 57 4 0 0 2 ??????????????????????????????VLssVL ?? 查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖得 ?C 負(fù)荷因子 0 20 20 ??????????????? ?CC 泛點(diǎn)氣速： ? ? ? ? ????? VVLCu ??? m/s 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 m / m a x ?? uu 精餾段的塔徑 )(7 4 ????? uVD s ? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑 圓整取 .6m1?D 提鎦段： 初選塔板間距 mm450?TH 及板上液層高度 mm60?Lh ，則： ???? LT hH 按 Smith 法求取允許的空塔氣速 maxu （即泛點(diǎn)氣速 Fu ）