【正文】 當閥孔的動能因子 F0低于 5 時會發(fā)生嚴重漏液，故漏液點的空速 039。漏液導致辦效率下降，嚴重時將使塔板上不能積液而無法操作。 化學與環(huán)境工程學院 0409402 班 23 / 42 提留段 取物性系數(shù) ，泛點負荷系數(shù)圖 ? 泛點率 2 316 46924 .48 25 % 4? ? ? ? ?????? 為了避免過量物沫夾帶，一般的大塔應(yīng)控制泛點率在 ~ ?F ，由以上計算可知，物沫夾帶能夠滿足 的要求?？梢?所以符合防止淹塔的要求。 精餾段 (1)干板阻力 1 / 25 1 / 2501 173 73 5 / Vu m s??? ??? ? ??? ?????? 因 u01u0c1 故 2 21 0 111 . 0 6 3 1 1 . 6 45 . 3 4 5 . 3 4 0 . 0 4 72 8 3 5 . 4 0 2 9 . 8 1VCLuhmg?? ?? ??? ? ? ? ??? ??????? (2)板上充氣液層阻力 取 ?????? mhL ? 則 0. 5 0. 05 0. 02 5l o Lh h m?? ? ? ? (3)液體表面張力所造成的阻力 3 31104 * 1 0 4 1 0 3 8 . 9 0 5 0 . 0 0 0 4 98 3 5 . 4 0 9 . 8 1 0 . 0 3 9Lhmgd? ?? ? ???? ? ??? ?hhhh lcp ???1 =++= 單板的壓力降： 1 1 1 0 . 0 7 2 5 8 3 5 . 4 0 9 . 8 1 5 9 4 . 1 6 0 . 7 ap p L ap h g p K P?? ? ? ? ? ? ? 精餾段平均壓強 ： ? ?1 ( 4 ) 4 14 K P a? ? ? ? ??? 提留段 （ 1） 干板阻力 1 / 1. 82 5 1 / 1. 82 502 273 73 5 / Vu m s??? ??? ? ??? ?????? 因 u02u0c2 故 2 22 0 220 . 6 6 2 5 1 4 . 7 45 . 3 4 5 . 3 4 0 . 0 4 22 9 2 4 . 4 8 2 9 . 8 1VCLuhmg?? ?? ??? ? ? ? ? ??? ??????? （ 2）板上充氣液層阻力 化學與環(huán)境工程學院 0409402 班 21 / 42 取 ?????? mhL ? 則 0. 5 0. 05 0. 02 5l o Lh h m?? ? ? ? （ 3）液體表面張力所造成的阻力 3 32204 1 0 4 1 0 5 5 . 2 3 0 . 0 0 0 6 29 2 4 . 4 8 9 . 8 1 0 . 0 3 9Lhmgd? ?? ? ?? ??? ? ??? ?hhhh lcp ???2 =++= 單板的壓力降 2 2 2 0 . 0 6 7 6 9 0 4 . 4 8 9 . 8 1 6 1 3 . 0 7 0 . 7p p L ap h g p K P a?? ? ? ? ? ? ? 提留段平均壓強： ? ?2 ( 4 10 25 14 94 ) 4 10 25 14 94 11 13 0 7 11 482P K P a? ? ? ? ? ? ? ? ??? 淹塔 為 了 防 止 淹 塔 現(xiàn) 象 的 發(fā) 生 ， 要 求 控 制 降 液 管 中 清 液 高 度 精餾段 (1)單層氣體通過塔板壓降所相當?shù)囊褐叨?1 ? (2) 液 體 通 過 液 體 降 液 管 的 壓 頭 損 失2 24110 3 3 8 0SdWLh lh ??? ???? ? ??? ??????? (3) mhL ? 則 11 0 . 0 7 2 5 0 . 0 5 0 . 0 0 0 1 9 0 . 1 2 2 7d p L dH h h h m? ? ? ? ? ? ? 取 ，已選定 ? ? 則 ? ? ? ?0 . 5 0 . 0 3 0 0 . 4 5 0 . 2 4WTh H m? ? ? ? ? ? ? ?TW Hh ?? 可見 所以符合防止淹塔的要求。 化學與環(huán)境工程學院 0409402 班 15 / 42 第四章 塔體的主要工藝尺寸計算 塔體主要尺寸確定 塔徑的初步計算 氣液相體積流量計算 （ 1）精餾段 質(zhì)量流量： 11 3 0 .1 3 5 0 .0 1 9 1 1 0 .6 7 3 /LL M L k g s? ? ? ? 11 3 5 . 0 2 0 . 0 2 8 8 3 0 1 . 0 1 /V VV M k g s? ? ? ? 體積流量：11 4 31 76 9 10 /83 0LSLL m s?? ? ? ? 11 31 1 50 / 63VSVV m s?? ? ? （ 2）提餾 段 質(zhì)量流量： 22 19 .7 0 0. 14 82 56 2. 92 1 /LL M L k g s?? ? ? ? 22 27 .1 0 0. 02 88 30 0. 78 12 93 /VV M V k g s?? ? ? ? 體積流量：22 32 21 03 16 /92 8LSLL m s?? ? ? 22 32 /VSVV m s?? ? ? 精餾段塔徑計算 由 u=(安全系數(shù) )Umax,安全系數(shù) =— ， Umax= LVVc???? 橫坐標數(shù)值： 1 1110 . 0 0 0 6 8 9 8 3 5 . 4 0 . 0 2 0 30 . 9 5 0 1 . 0 6 3S LSvLV ?? ? ? ? 取板間距： Ht= , hL= .則 Ht hL= 查 下 圖可知 C20= , 化學與環(huán)境工程學院 0409402 班 16 / 42 3 8 . 9 5( ) 0 . 0 8 9 ( ) 0 . 1 0 22 0 2 0CC ?? ? ? ? m a x 8 3 5 . 4 00 . 1 0 2 2 . 8 6 /1 . 0 6 3u m s?? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速 1 m a x0 . 7 0 . 7 * 2 . 8 6 2 . 0 0 2 /u u m s? ? ? 1114 4 0 . 9 5 6 0 . 7 82 . 4 7 2SVDmu?? ?? ? ?? 按標準塔徑圓整后為 2D = 塔截面積為 2 2 20 . 7 8 5 * 0 . 9 0 . 6 3 64TA D m?? ? ? 實際空塔氣速為 1 0 .9 5 0 1 .5 0 /0 .5 0 2 4STVu m sA? ? ? 提留段塔徑計算 橫坐標數(shù)值： 2 2220 . 0 0 3 1 6 9 2 4 . 4 8 0 . 1 0 01 . 1 8 0 . 6 6 2 5S LSVLV ?? ? ? ? 取板間距： Ht= , hL= .則 Ht hL= 查圖可知 C20= , 20 5 5 . 2 3( ) 0 . 0 8 ( ) 0 . 0 9 82 0 2 0CC ?? ? ? ? m a x 9 2 4 . 4 80 . 0 9 8 3 . 2 9 /0 . 6 6 2 5u m s?? 化學與環(huán)境工程學院 0409402 班 17 / 42 取安全系數(shù)為 ，則空塔 氣速 2 m a x0. 7 0. 7 * 3. 29 2. 30 /u u m s? ? ? 21 24 4 1 . 1 8 0 . 8 1 0 . 9 0* 2 . 3 0SVDmu?? ?? ? ? ?? 按標準塔徑圓整后為 2D = 塔截面積為 2 2 20 . 7 8 5 0 . 7 0 . 6 3 64TA D m?? ? ? ? 實際空塔氣速為 1 1 .1 8 1 .8 6 /0 .3 8 5STVu m sA? ? ? 綜上：塔徑 D=，選擇單 流型塔板，截面積 ? 精餾段有效高度 1 ( 21 1 ) mZ ? ? ? ? 提餾段有 效高度 2 ( 4 1 ) 0. 45 1. 35 mZ ? ? ? ? 全塔的有效高度 Z =+ = 溢流裝置計算 堰長 Wl 對單 流型，一般 ~ ? 取 Wl == 溢流堰高度（出口堰高） Wh W L OWh h h?? 選擇平直堰 堰上層高度 2 / 32 .8 ( / )1000O W h Wh E l l?? 42 . 5 2 . 56 . 8 9 1 0 3 6 0 0 7 . 3 4( ) (0 . 6 4 8 )hwll????? 又 ?Dlw 查 下 圖得 E= 化學與環(huán)境工程學院 0409402 班 18 / 42 塔板上清液層高度 mh ~ ? 在此取 mhL ? （ 1） 精餾段 4 2 / 4 9 10 36 3 ( ) 07 210 00 48owhm???? ? ? ? L owh h h m? ? ? ? ? （ 2） 提留段 / 2 / 32 . 8 4 0 . 0 0 3 1 6 3 6 0 01 . 0 3 ( ) 0 . 0 1 9 81 0 0 0 0 . 6 4 8ow ?? ? ? ? L owh h h m? ? ? ? ? 弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA 由 ? 查 得 ?TfAA ， 22 2 2d 0 .9 0 .9 0 .6 4 8 0 .1 3 7 72 2 2 2 2 2wlDDWm??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ??? 溢流中間 降液管寬度 dW ?? 則 2T0 . 0 8 0 . 0 8 0 . 6 3 6 0 . 0 5 0 8 8fA A m? ? ? ? 驗算降液管內(nèi)停留時間 精餾段：41 0 . 0 5 0 8 8 0 . 4 5 3 3 . 2 3 56 . 8 9 1 0fTSAH ssL???? ? ? ?? 提留段： //20 . 0 5 0 8 8 0 . 4 5 7 . 2 5 50 . 0 0 3 1 6fTSAH ssL? ?? ? ? ? 化學與環(huán)境工程學院 0409402 班 19 / 42 停留時間 ? 5s，故降液管可使用 溢流堰寬度 2 2 22b 0 .9 0 .9 0 .6 4 8W ( ) 0 .1 3 7 72 2 2 2 2 2wlDD m? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 塔板設(shè)計 塔板分布 本設(shè)計塔徑 D= 采用分塊式塔板 浮閥的選型： F1Q4B 型閥片厚度 ，閥重 ，塔板厚 4mm. 浮閥數(shù)目與排列 (1)精餾段 取閥孔動能因子 F0=12. 則孔速 001 1 12 1 1 .6 41 .0 6 3VFu ?? ? ? 每層塔板上浮閥數(shù)目為 1220 0 1 0 . 9 5 0 6 8 . 3 6/ 4 0 . 7 8 5 0 . 0 3 9 1 1 . 6 4SVN du?? ? ??? 個 浮閥排列方式采用順排方式， t/d0 應(yīng)盡可能在 3～ 4 的范圍內(nèi)，在此取同一個橫排的孔心距t=（ mmdo ? ） 塔板開孔率 2 20224/ / ?? ?? ?? ? ? (2)提留段 取閥孔動能因子 F0=12. 則孔速 002 2 12 1 4 .7 40 .6 6 2 5VFu ?? ? ? 每層塔板上浮閥數(shù)目為 2220 0 2 1 . 1 8 6 7 . 0 5/ 4 0 . 7 8 5 0 . 0 3 9 1 4 . 7 4SVN du?? ? ??? 個 塔板開孔率 2 20224/ / ?? ?? ?? ? ? 化學與環(huán)境工程學院 0409402 班 20 / 42 篩板的流體力學驗算 氣相通過浮閥塔板的壓降 氣體通過塔板時，需克服塔板本身的干板阻力、板上充氣液層的阻力及液體表面張力造成的阻力，這些阻力即形成了塔板的壓降。 s 理論塔板和實際塔板數(shù)的計算 回流比的確定： 繪出乙醇 — 水的氣液平衡組成，即 tXY 曲線圖， 由上圖知，點 a 與縱軸的截距為 ，即為 值 XD=, 最小回流比 Rmin= 操作回流比 R= Rmin= 理論塔板數(shù)的確定： 圖解法求解： 化學與環(huán)境工程學院 0409402 班 14 /