【正文】 ??W = 塔頂和塔釜的算術(shù)平均 值 ： ??L = : = 由奧康奈爾關(guān)聯(lián)式： ???? = ( ????)。 = % 求解實(shí)際塔板數(shù) N = ????。% = ≈ 28 第四章 精餾塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 精餾塔塔徑的計(jì)算 甲 醇與 乙醇 的安托因方程： 甲醇： lg(????/??????) = A ? ??(??/K):?? 得 : ?????? = 。(??/℃): 將 ??????， ??????代入 ?????? ??+?????? ??= P 進(jìn)行試差 ,求塔頂、進(jìn)料板、及塔釜的壓力和溫度： 1)塔頂： ??1 = + = 102kPa, ?? = 1 = , 試差得 1 = ℃ 2)進(jìn)料板位置： 6 精餾段實(shí)際板層數(shù)： ??精 = 5 / % = ≈ 9 每層塔板壓降： ?P = 進(jìn)料板壓力： ???? = +9=， ?? = ?? =, 試差得 ?? = ℃ 3）提餾段實(shí)際板層數(shù)： ??提 = (114) / % = ≈ 19 塔釜壓力： ???? = +29 = 塔釜： ??= ?? = ， ???? = ， 試差得 ?? = ℃ 求得精餾段及提餾段的平均壓力及溫度： 精餾段： ?? = ??1:???? 2 = : = ℃ ???? = ??1:???? 2 = 102: = 提餾段： ??, = ????:???? 2 = : = ℃ ????, = ????:???? 2 = : = ： 塔頂： ????????= 34+(1?) = ????????= 34+(1?) = kg/kmol 進(jìn)料板： ????????= 34+(1?) = kg/kmol ????????=34+(1?) = kg/kmol 塔釜： ????????= 34+(1?) = kg/kmol ????????= 34+(1?) = kg/kmol 精餾段平均摩爾質(zhì)量 :??????=????????:????????2 = : = kg/kmol MLm=MLDm:MLFm2 =: = 提餾段平均摩爾質(zhì)量： M????, =????????:????????2 =: = kg/kmol M????, =????????:????????2 =: = kg/kmol 表 4— 1 平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 塔頂 VDmM 精餾段平均摩爾質(zhì)量 vmM LDmM 進(jìn)料板 VFmM 提餾段平均摩爾質(zhì)量 39。LmM 塔釜 VwmM kg/kmol LwmM kg/kmol ： 1)汽相平均 密度計(jì)算： ?????? = ???????? 精餾段汽相平均密度： ?????? = ?????????????? = (:) = ??3 提餾段汽相平均密度： ??????, = ????, ??????,????, = (:) = kg/??3 2)液相平均密度計(jì)算： 1???? = ∑???????? 塔頂： ???? = kg/??3， ???? = kg/??3 ???? = ????????????????:(1。) = 得 ： ????????= 1????????:???????? = : = kg/??3 進(jìn)料板： ???? = ??3， ???? = kg/??3 ???? = ????????????????:(1。) = 得 ： ????????= 1????????:???????? = : = kg/??3 塔釜： ???? = ??3， ???? = kg/??3 ???? = ????????????????:(1。) = 得： ????????= 1????????:???????? = : = kg/??3 精餾段液相平均密度： ??????= : = 746 kg/??3 提餾段液相平均密度： ρ????, = : = kg/??3 表 4— 2 液相平均密度的計(jì)算 塔頂 A? kg/??3 塔釜 A? kg/??3 B? kg/??3 B? kg/??3 Aw Aw LDm? kg/??3 ???????? kg/??3 進(jìn)料板 A? kg/??3 精餾段液相平均密度 Lm? 746 kg/??3 B? kg/??3 ?????? kg/??3 Aw 提餾段液相平均密度 39。Lm? mPa?s LFm? mPa?s 精餾段汽相體積流率： ???? = ????????3600?????? = = ??3/s 液相體積流率： ???? = ????????3600?????? = = ??3/s 提餾段汽相體積流率： ????, = ??,??????3600??????, = 3600 = ??3/s 液相體積流率： ????, = ??,??????3600??????, = 3600 = ??3/s 表 4— 5 氣液相體積流率計(jì)算 sV ??3/s 39。sL ??3/s 塔徑的確定，需求 ????????= C√??????。 ()20LCC??取板間距 ? ，板上液層高度 ? ，則 0 .4 5 0 .0 5 0 .4 0LTH h m? ? ? ? （ 1） 精餾段塔徑的確定 圖的橫坐標(biāo)為 ????????(????????)1/2 = ( )1/2 = ， 查 smith 圖： Smith 圖 得 ??20 = ,C = ????????= √746。 = 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 ??, = = 則精餾塔塔徑 ??, = √4????,????, =√4?? = （ 3）按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后， D = 塔截面積： ???? = ??4??2 = 4 = ??2 精餾段實(shí)際空塔氣速為： u = ???????? = = 提餾段實(shí)際空塔氣速為： ??,= ????,???? = = 精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效高度的計(jì)算： ??精 = (??精 ?1) = (8 ?1) = 提餾段有效高度的計(jì)算： ??提 = (??提 ?1) = (19 ?1) = 每隔 5 層塔板開一人孔，人孔高度為 人孔數(shù)： ??P = (28/5)1 = ≈ 5 塔頂空間高度：取 HD=1m , 塔底空間高度： HB=2m，進(jìn)料板處板間距 ： 塔高： H=（ NNPNF1） HT + NPHp + HD+ HB+ NFHF =（ 28511） +5 +1+2+1 = 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 溢流裝置計(jì)算 因塔徑 D = ，可選用單溢流弓形降液管 1. 堰長(zhǎng) ???? 單溢流： ，取 ???? = = ??? 因?yàn)? wl ~ D?（ ）l w owh h h??FH ?選用平直堰，堰上液層高度 how 可用 Francis 計(jì)算， 即 精餾段： ???? = 3600 = ??3/h 液體收縮系數(shù)計(jì)算圖 ???????? = = , ????D = = 查上圖得 E=, 則 ?????=()()2/3= 取板上清夜層高度 ， 故 ??? = = 提餾段： ????, = 3600 = ??3/h 查得 E = ，則 ?????, = ()()2/3= 取板上清夜層高度 , 故 ???, = = 2 / 4 ()1000 how lhElw?2h ?Lh ? 降液管 因?yàn)? ，查下圖（弓形降液管參數(shù)圖）得： , 所以 ???? = = ??2， ???? = = 弓形降液管參數(shù)圖 依下式驗(yàn)算液體在降液管中的停留時(shí)間： 精餾段： θ = 3600 = ≥5s 提餾段 ： θ = 3600 = s ≥ 5 s 故降液管設(shè)計(jì)合理。 / ? TAA ? ?3600 3 ~ 5fthAHL? ???? 00 3600 ulLh wh精餾段 提餾段 塔板布置 1． 塔板的分塊 因?yàn)?D=1800mm,故塔板采用分塊式，查表得，塔板分為 5 塊。1 ] = m2 4． 浮閥塔計(jì)算及其排列 采用 F1 型重閥，重量為 33g，孔徑為 39mm 1)浮法數(shù)目 浮法數(shù)目按下式計(jì)算： 氣體通過閥孔的速度： 取動(dòng)能因數(shù) F=11 則 精段： uo = 11√ = m/s N = 4 = 取 288 個(gè) 提餾段 u`o = 11√ = m/s N` = 4 = 287 個(gè) 2)排列 由于采用分塊式塔板，故采用等邊三角形叉排。 流體力學(xué)驗(yàn)算 氣體通過浮閥塔板的壓力降（單板壓降） 單板壓降： ???=??? +??? +??? 閥片全開前： ??? =Lu? =? = ???, =Lu?39。0 ? =? 2 ?? ? = 取板上液層充氣因數(shù) ??0 = ，那么 ???=ε(??? + ?????)=??0 ???== 氣體克服液體表面張力所造成的阻力可由下式計(jì)算： ??? = 2?????????? 但由于氣體克服液體表面張力所造成的阻力通常很小，可忽略不計(jì)。039。039。 ????? vuF ? 液泛驗(yàn)算 降液管內(nèi)泡沫液層高度可按下式計(jì)算： Hd=hp+hw+how+Δ +hd=hp+hL +hd≤φ（ HT+hw） 浮法塔的頁(yè)面落差一般不大，?？珊雎圆挥?jì) 1． 精餾段 hp =