【正文】 流量無關(guān)的豎直線。 物沫夾帶線 泛點(diǎn)率bFLSVLVSAKCZLV ??? ??? 據(jù)此可作出負(fù)荷性能圖中的物沫夾帶線，按泛點(diǎn)率 80%計算： 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計說明書 24 精餾段： ? ??? SS LV 整理得： SS LV ?? 由上式知物沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)任取兩個 SL 值算出 SV 提留段： ? ??? SS LV 整理得： SS LV ?? 表 6物沫夾帶線上的氣液體積流量 精餾段 )//( )//( 33smV smLSS 提留段 )//( )//( 33smV smLSS （四） 、液泛線 dLledLpwT hhhhhhhhhH ????????? ?? )( 由此確定液泛線，忽略式中 ?h ])3 6 0 0(1 0 0 )[1()(1 5 )( 3/202020wSwwSLvwT l LEhhl LguhH ??????? ???? NdVu S200 4?? 精餾段： ])(1000 [)( 3/222221 SSS LLV ???????? ?? 整理得： 3/2 12 121 9 9 7 6 0 71 0 SSS LLV ??? 提留段： ])(1000 [)( 3/222222 SSS LLV ???????? ?? 整理得： 3/2 22 22 2 1 6 9 SSS LLV ??? 在操作范圍內(nèi)任取若干個 SL 值，算出的 SV 值。 （ 2） 提留段： 查物性系數(shù) K=,泛點(diǎn)負(fù)荷因數(shù)圖，得 ?FC qe %7 3 %1 0 02 5 1 2 6 5 4 *0 0 9 6 2%1 0 22222??? ?????????bFLSVL VSAKCZLV ?? ?泛點(diǎn)率%% % 2222???? ?????TFVLVSAKCV ?? ?泛點(diǎn)率 對于大塔，為了避免過量物沫夾帶，應(yīng)控制泛點(diǎn)率不超過 80%。 （三）、物沫夾帶 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計說明書 23 （ 1） 精餾段：泛點(diǎn)率 %1 0 11111????bFLSVLVSAKCZLV ?? ? 泛點(diǎn)率 %1 0 1111???TFVLVSAKCV ?? ? 板上液體流經(jīng)長度： mWDZ dL 6 5 6 7 1 ?????? 板上液流面積： mAAA fTb ?????? 查物性系數(shù) K=,泛點(diǎn)負(fù)荷因數(shù)圖，得 ?FC %%1002 5 1 6 5 6 0 8 1 4 3 9 %100 11111??? ?????????bFLSVL VSAKCZLV ?? ?泛點(diǎn)率%%1 0 07 9 9 2 7 8 7 57 8 0 %1 0 1111???? ?????TFVLVSAKCV ?? ?泛點(diǎn)率 對于大塔，為了避免過量物沫夾帶，應(yīng)控制泛點(diǎn)率不超過 80%。 )( WTd hHH ??? ,即 dLpd hhhH ??? （ 1）精餾段： 單層氣體通過塔板壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?mhP ? 液體通過液體降液管的壓頭損失： mhl Lh W Sd 0 1 1 ) 0 0 5 5 (1 5 )(1 5 220201 ???? 板上液層高度： mhL ? ，則 mH d 1 5 1 1 7 6 5 ???? 取 ?? ，已選定 mhmH wT , 1 ?? 則 mhH wT )4 2 1 6 ()( 1 ?????? 可見 11 )( wTd hHH ??? ，所以符合要求。 （ 2） 浮閥數(shù)目與排列 精餾段：取閥孔動能因子 120?F ,則孔速 78 ??? VFu ?m/s 每層塔板上浮閥數(shù)目： 3341 7 7 ** 202001 ??? udVN S 塊 取邊緣區(qū)寬度 mWC ? ,破沫區(qū)寬度 mWS ? 計 算塔板上的鼓泡區(qū)面積，即： ]a r c s in1 8 0[2 222 RxRxRxAa ???? 其中 mWDRC ????? mWWDx Sd 7 1 7 ) 7 2 ()(2 ??????? 所以 2222 5 0 ]a r c s i n1 8 0[2 mRxRxRxAa ???? ? 浮閥排列方式采用等腰三角形叉排，取同一個橫排的孔心距 t=72mm 則排間距： 103 ???? taNAtmm 因塔的直徑較大，必須采用分塊式塔板，而各分塊的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡區(qū)面積，因此排間距應(yīng)小些，取 881?t mm，按 t=73mm, 881?t mm，以等腰三角形叉排方式作圖 ，得排閥數(shù) 380個。 ④、降液管底隙高度 精餾段： 取 ?? 則 m 0 . 1 0 . 0 0 5 5 3Lh 0W1 s1o ???? ?l 提留段： 取 ??? 則 m 0 . 0 50 . 1 0 . 0 0 9 9Lh 0W2 s2o ????? ?l （ oh 不宜小 于 ～ m，滿足要求） 故降液管底隙高度設(shè)計合理。T，其高度為 m 故精餾塔的有效高度 Z =Z 精＋ Z 提＋ =6＋ 4＋ = m 五 、塔板主要工藝尺寸的計算 (一 )、溢流裝置計算 精餾段溢流裝置計算 因塔徑 D＝ m，可選用單溢流弓形降液管平直堰。 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計說明書 18 液氣動能參數(shù) ： 2 . 8 97 6 2 . 3 32 1 . 9 30 . 0 0 9 9VLPF1/ 21/ 2V m 2L m 2s2s22 ?????????????????? ?? 查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖得 ??C 負(fù)荷因子： m / s 06 2017 . 260. 07 320CC0 .20 .2L m 2202 ????????????????? ? 最大允空塔氣速： m / s 0 2 2 . 9 8 2 . 9 87 6 2 . 3 30 6 4 V m 2 V m 2L m 22F2 ??? ? ??? 取適宜空塔氣速：μ 2= F= m/s 估算塔徑 ： m 0. 72 030. 78 51. 930. 78 5VD s239。 液氣動能參數(shù) ： 2 . 7 8 47 7 5 . 3 41 . 9 0 60 . 0 0 5 5 3VLPF2121V m 1L m 1s1s11 ???????????????????? 查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖得 ??C 負(fù)荷因子： m / s 2017. 560. 08120CC0 .20 .2L m 1201 ????????????????? ? 最大允空塔氣速： m / s 2 . 7 8 42 . 7 8 47 7 5 . 3 40 . 0 8 8 6 C V m 1 V m 1L m 11F1 ??? ? ??? 11 ?? F?? m/s 估算塔徑 ： m 0. 1. 03 30. 78 51. 90 60. 78 5VD s139。 s （七） 提餾 段液相平均粘度： 2 3 2 7 8 7 2 7 *2 4 1 8 1 2 7 2 *2 1 2 8 )1( 222 ?????? yy BA ??? mPa s， ?B? mPa s 同理 。 s） 甲苯 乙苯 Tm1 = ℃，2 4 1 1 1 72 4 2 1 1 01 2 0 ? ???? A?, ?A? mPa 故甲苯、乙苯純組分在本設(shè)計所涉及的溫度范圍內(nèi)的表面張力可用下式求得： 甲苯 σA=＋ 乙苯 σ B=＋ 而液相平均表面張力用 ???n1Lm i iix??計算 表 4甲苯、乙苯在某些溫度下的表面張力 甲苯、乙苯在某些溫度下的表面張力（σ） ? 溫度 T℃ 60 70 80 90 100 表面張力 (mN/m) 甲苯 乙苯 溫度 T℃ 110 120 130 140 150 表面張力 (mN/m) 甲苯 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計說明書 15 乙苯 塔頂液相平均表面張力的計算 由 TD＝ ℃ 得： σ DA= ＋ = mN/m σ DB= ＋ = mN/m σ Dm= ＋ () = 進(jìn)料板液相平均表 面張力的計算 由 TF＝ ℃ 得： σ FA= ＋ = σ FB= ＋ = mN/m σ Fm= ＋（ 1－ ） = mN/m 塔底液相平均表面張力的計算 由 TW＝ ℃ 得： σ WA= ＋ = σ WB= ＋ = mN/m σ Wm= ＋ () = mN/m 精餾段液相平均表面張力 σ Lm1=(σ Dm＋ σ Fm)/2=（ ＋ 提餾段液相平均表面張力 σ Lm2=(σ Fm＋ σ Wm)/2=（ ＋ )/2= mN/m （六 ）、液體平均粘度計算 表 5 甲苯、乙苯在某些溫度下的粘度 甲苯、乙苯在某些溫度下的粘度（μ） ④ 溫度 T/℃ 60 70 80 90 100 粘度（ mPa 求實(shí)際踏板數(shù) 查的 TE = 精餾段： Np1=NT1/=14，取 Np1=14 塊； 提留段： NP2=NT2/=10；取 Np2=10 塊； 總塔板數(shù)： NP=Np1+Np2=24 塊 三、塔的操作工藝條件及相關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 （一）、操作壓力計算 塔頂操作壓力 ： PD＝ +4= kPa 每層塔板壓降 ：取 △ P＝ kPa 進(jìn)料板壓力 ： PF＝ +4＋ 14＝ kPa 塔底操作壓力 ： PW＝ ＋ 24＝ kPa 精餾段平均壓力： Pm1＝（ ＋ ） /2＝ kPa 提餾段平均壓力： Pm2＝（ ＋ ） /2＝ kPa （二）、操作溫度計算 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計說明書 12 查溫度 組成圖可得相應(yīng)溫度如下： 塔頂溫度 ： TD＝ ℃ 進(jìn)料板溫度 ： TF＝ ℃ 塔底溫度 ： TW＝ ℃ 精餾段平均溫度 ： Tm1＝（ ＋ ） /2 = ℃ 提餾段平均溫度 ： Tm2＝（ ＋ 134. 83） /2 = ℃ （三）、平均摩爾質(zhì)量計算 精餾段摩爾質(zhì)量 : 由拉格朗日插入法得： 氣相組成： , 116119: 11 ? ???? xx ?x 液相組成： , 116119: 11 ? ???? yy ?y 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計說明