【正文】 Wm ?? (38) 注： 00VxVxVxWWWWW ??? ， 00000 VxVx VxWW ??? SSWSW Vx?? ， SSS VVx 000 ?? ?B lg( 0??wq), ?????? ????????? 3/23/ WW VqVTqQ ?? QBA ?? , ?????????02lgSSWA ??, 10 ?? SSW ?? 式中，下角標(biāo) w、 o、 s分別代表水，有機(jī)物及表面部分； Wx 、 0x 指主體部分的分子數(shù)； WV 、 0V 指主體部分的分子體積； W? 、 0? 為純水、有機(jī)物的表面張力；對(duì)乙醇 q=2 1 ?精 餾 段 ： ℃ 表 由不同溫度下乙醇和水的表面張力 [8] 溫度 /℃ 乙醇表面張力 /（ 1310 ?? ?mN ） 水表面張力 /（ 1310 ?? ?mN ） 70 18 80 90 100 13 mo l/ 5 118mV 3wwm ???? mo l/ 46mV 3ooo ???? 9 0 8 0 1 6 . 2 1 7 . 1 5 1 6 . 8 8 59 0 8 2 . 7 9 1 6 . 2 ???????? 乙 醇乙 醇乙 醇 表 面 張 力 ： 得 ： 9 0 8 0 9 0 8 2 . 7 9 6 2 . 0 7 06 0 . 7 6 2 . 6 6 0 . 7 ???? ?? 水水水 表 面 張 力 ： 得 ： ? ?? ?? ?? ? )()(VxVXVxVx1)VXVx(Vx)Vx(2oowwoo2wooowwoo2wwo2w?????? ?????????? 因 為 xD=, 所以 xW== )lg(B ow2 ????? 3/23/23/2ww3/2oo???????? ????????????? ??????? ?????? 聯(lián)立方程組 ???????????sc2swlgA， 1scsw ???? 代入求得 ?? ， ?? 4/14/14/1m 8 8 4 7 7 ????? ， ?? 2 ?提 餾 段 ： ℃ m o l/ 3 618mV 339。w ???? mo l/ 1 46mV 339。o ???? 14 39。 ??乙醇 39。 ??水 ? ? ) 34 65 ( 34 )0 34 ( 2o2w ?????? ????? 因?yàn)?39。W ??? )lg(B ow239。 ???????? ??????? 3 1 2 39。39。2sw39。 lgA， 1sc39。 ?? ， 39。 0 .2 9 8 m P a s? ??水查 表 得 ： ， 39。 x 39。 ?? 15 (7)氣液相體積流量計(jì)算 精餾段： 液體回流摩爾流率 4 . 0 7 6 5 . 0 8 2 6 4 . 8 8 /L R D k m o l h? ? ? ? 汽相摩爾流率 ( 1 ) ( 4 . 0 7 1 ) 6 5 . 0 8 3 2 9 . 9 6 /V R D k m o l h? ? ? ? ? ? 已知： k m o l/ 1L ? ， kmol/ 1V ? k m o l/ ?? ， 1 1. 38 /V kg kmol? ? 則有質(zhì)量流量： 11 24 .4 2 26 4. 88 64 68 .3 7 /LL M L k g h? ? ? ? 11 3 3 . 1 8 3 2 9 . 9 6 1 0 9 4 8 . 0 7 /VV M V k g h? ? ? ? 體積流量： 331116 4 6 8 . 3 7 2 . 1 1 1 0 /3 6 0 0 8 5 1 . 0 6 3 6 0 0sLLL m s? ?? ? ? ?? 311 3 6 0 0 = 7 .6 0 /hsL L m h?? 311 11 0 9 4 8 . 0 7 2 . 2 0 /3 6 0 0 3 6 0 0 1 . 3 8sVVV m s?? ? ?? 311 3 6 0 0 7 9 3 3 .3 8 /hsV V m h? ? ? 提餾段：因本設(shè)計(jì) 為飽和液體進(jìn)料，所以 1q? 39。 1 3 2 9 . 9 6 /V V q F km o l h? ? ? ? 2 1 8 .9 6 /LM kg km ol?已 知 ： ， kmol/ 2V ? k m o l/ ?? ， 2 1. 16 /V kg kmol? ? 則有質(zhì)量流量： 39。22 2 4 . 5 4 3 2 9 . 9 6 8 0 9 7 . 2 2 /VV M V k g h? ? ? ? 體積流量： 16 332221 0 9 3 0 . 0 6= 3 . 2 4 1 0 /3 6 0 0 3 6 0 0 9 3 6 . 6 2sLLL m s? ?? ? ?? 3223 6 0 0 1 1 .6 6 4 /hsL L m h?? 322 28 0 9 7 . 2 2 1 . 9 3 9 /3 6 0 0 3 6 0 0 0 . 8 1 9sVVV m s?? ? ?? 3223 6 0 0 = 6 9 8 0 .3 6 /hsV V m h? 塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 塔徑 （ 1）精餾段 取板間距： HT= 及板上液層高度 hL= 則 HT hL = 由 ??~ maxu （ ） u (39) LVVC ? ??? ?maxu (310) 式中 C可由史密斯關(guān)聯(lián)圖 [19]查出： 由 橫坐標(biāo)數(shù)值：31 / 2 1 / 21 1112 . 1 1 1 0 8 5 1 . 0 6( ) ( ) 0 . 0 2 3 82 . 2 1 . 3 8s LsVLV ?? ??? ? ? ?及 HT hL =查圖可知 20 ? ， 0 . 2 0 . 220 2 5 . 9 90 . 0 7 6 ( ) 0 . 0 82 0 2 0LCC ?? ? ? ?負(fù) 荷 因 子 （ ） 8 5 1 . 0 6 1 . 3 80 . 0 8 1 . 9 8 5 /1 . 3 8LVVC m s? ? ? ?? ? ? ??max泛 點(diǎn) 氣 速 u 0 . 7 0 . 7 1 . 9 8 5 1 . 3 9 0 /ms? ? ? ?1 m a x操 作 氣 速 uu 11114 4 2. 2 1. 423. 14 1. 39 0= 1. 6sTTVDmuDm??? ? ??精 餾 段 的 塔 徑圓 整 取 橫截面積： 2 2 21 0 . 7 8 5 1 . 6 2 . 0 12TT DAm?? ? ? ?（ ） ， 此時(shí)的操作 氣速： 17 39。負(fù) 荷 因 子 （ ） 9 3 6 . 6 2 1 . 1 60 . 0 8 9 2 . 5 3 /1 . 1 6LVVC m s? ? ? ?? ? ? ??180。180。 180。2 m a x操 作 氣 速 uu 2224 4 1 . 9 3 9 1 . 1 83 . 1 4 1 . 7 7 1sT VDmu? ?? ? ?? 圓整： ? 橫截面積： 39。2 1 .9 3 9= 0 .9 6 5 /2 .0 1STVu m sA??180。 塔板工藝結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 （ 1）溢流裝置 ① 堰長(zhǎng) 0. 65 0. 65 1. 6 1. 04WTL D m? ? ? ?取 ② 出 口堰高 wh ：本設(shè)計(jì)采用平直堰，堰上液高度 [18]how按下式 算 (311) 近似取 18 精餾段 4 ( ) 10 7 0610 00 4owh m m? ? ? （ 滿 足 要 求 ） 0. 07 0. 01 07 0. 05 93w L o wh h h m? ? ? ? ?出 口 堰 高 提餾段 239。 39。 0 . 0 7 0 . 0 1 4 2 0 . 0 5 8 8w L o wh h h m? ? ? ? ? ③ 弓形降液管的寬度和橫 截面 ?由 查 弓形降液管幾何關(guān)系 圖得： ? , ? 20 . 0 7 2 1 2 . 0 1 0 . 1 4 4 9fAm? ? ?則 ： , m1 9 8 2 d ??? 驗(yàn)算降液管內(nèi)停留時(shí)間： 精餾段： 31 0 . 1 4 4 9 0 . 4 5 3 0 . 7 52 . 1 1 1 0fTsAH sL???? ? ?? 提餾段： 39。39。 s239。 (2)塔板 布置 本設(shè)計(jì)塔徑 ? ，采用分塊式塔板，以便通過(guò)人孔裝拆塔板。 1 . 3 6 1 1 0 0 . 80 . 0 7 5 0 . 0 7 5 1 8 0aAt m mN? ? ?? 2 2 2 1a2 2 2 1 2a2 sin180= 22( ) ( 84 ) 1622 162 16 16 sin 1180 TCTdSxA x R x RRDR W mDx W W mAm? ????? ? ?????? ? ? ?? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ?????其 中所 以 20 考慮到塔的直徑較大，必須采用分塊式 [13]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，因此排間距不宜采用 ，而應(yīng)小些，故取39。 80t mm? ，以等腰三角形叉排方式作圖，排得閥數(shù) 178 個(gè)。 1 0 .3 5 /0 .7 8 5 1 7 8 0 .0 3 94 So oVu m sNd?? ? ???閥 孔 氣 速 39。 1 0 .3 5ouu? ? ? ? 提餾段 取 F1 型浮 閥，其 閥孔直 徑 do=39mm 取 閥 孔動(dòng)能 因子 ，則o2 2 12 1 1 . 1 4 /1 . 1 6OVFu m s?? ? ? 每層塔板上浮閥數(shù)目為： 39。 1 . 3 6 1 1250 . 0 7 5 39。 9 .1 2 /0 .7 8 5 0 .0 3 9 1 7 839。 9 .1 2 1 .1 6 9 .8 2OF ? ? ? 閥孔動(dòng)能因數(shù)變化不大，仍在 9～ 13范圍內(nèi) 21 塔板開(kāi)孔率 2239。 9 .1 2ouu? ? ? ? 塔板的 流動(dòng)性能校核 氣相通過(guò)浮閥塔板的壓降 [18] f c eh h h h?? ? ?可 根 據(jù) 計(jì) 算 ： (313) (1)精餾段 干板阻力： 17 3 . 1 7 3 . 1 8 . 8 0 4 /1 . 3 8covu m s????臨 界 孔 速 因 o1 oc1u u ，故 應(yīng)在浮閥全開(kāi)狀態(tài)下計(jì)算干板壓降 ： 2 2v11 1 1 . 3 8 1 0 . 3 5=5 . 3 4 5 . 3 4 0 . 0 4 7 32 2 8 5 1 . 0 6 9 . 8oc Luhmg? ? ?? ? ? ??? 板上充氣液層阻力 e1= 0 .5 h 0 .5 0 .0 7 0 .0 3 5Lhm?? ? ? ? ?取 充 氣 系 數(shù) ， 則 液體表面張力所造成的阻力 （ 此阻力很小， 一般情況下 可忽略不計(jì) ） 331 4 4 1 0 2 5 . 9 9 1 0 1 0 0 0h = 0 . 0 0 0 3 2 ( )8 5 1 . 0 6 9 . 8 0 . 0 3 9LLo mgd? ????? ? ? ????? 顯 然 此 項(xiàng) 很 小 可 忽 略 1 1 1 1 = 0 . 0 4 7 3 + 0 . 0 3 5 + 0 . 0 0 0 3 2 = 0 . 0 8 3 mf c eh h h h ?? ? ? 1 1 1 0 . 0 8 3 8 5 1 . 0 6 9 . 8