【正文】 , ρ2= Kg/m3 塔底易揮發(fā)組分質量百分比 a1＝ % 加料板上 易揮發(fā)組分質量百分 比 a2＝ % 加料板液相密度 ： ρLF＝ 1/[a1/ρ1+(1a1) /ρ2]= 塔底液 相密度 :ρLW＝ 1/[a2/ρ1+(1a2)/ρ2]= 提餾段的 平均 液相密度 ρLM＝ (ρLF+ρLW )/2= Kg/ m3 （ 1）精餾段液體表面張力 查表得 塔頂溫度： tD=℃ 時： σ 1= mN/m σ 2= mN/m σ LDM= + = mN/m 加料板上一塊塔板溫度 tF1= ℃時 σ 1= mN/m σ 2= mN/m σ F1DM= + = mN/m 精餾段的 平均 液體表面張力： σ LM=(σ LDM +σ LF1M)/2= mN/m （ 2）提餾段液體表面張力 查表得 加料板溫度： tF=℃ 時 : σ 1= mN/m σ 2= mN/m σ LFM= +（ ） = mN/m 塔底溫度 tW= ℃時： σ 1= σ LWM= +（ ） = mN/m 提餾段的 平均 液體表面張力： σ LM=(σ LFM +σ LWM)/2= mN/m 精餾段塔徑塔板的設計計算 精餾段 塔板參數(shù)的計算與選擇 精餾段汽、液相體積流率為： ?????? VMVMs MVV ? m3/S ?? ???? LMLMs MVL ? m3/S 由m ax LVVuC????? ， 取板間距 HT= , hL= , HT hL== C20 由圖查取 20 20??????? ?CC 圖 的 橫 坐標 為 ： ???? VLssVL ?? ， 查 表得 出C20= 則 m a x LVVuC????? ???? m/s 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 : U== =則 4sVDu?? = 973 ???m ，圓整后 。 ①堰長 lW== = ②溢流堰高度 hW=hLhOW 選用平直堰，堰上液層高度 hOW ???????? ? wsow lLEh 近似取 E=1 ,則 0 1 6 323 ?????????? ?owh 取板上清液層高度 hL=75mm 故： hW=hLhOW== ③弓形降液管寬度 Wd 和截面積 Af 由 lW/D= Af/AT= , Wd/D=： 故 Af= AT= = m2 Wd= D= = m 驗算液體在降液管中停留時間 ： hTfL HAt 3600? = ??? s 5s 故降液管設計合適 ④降液管底隙高度 h0 : 39。0u =： ????hm 又 hWh0== 故降液管底隙高度設計合理，選用凹形受液盤，深度 h39。其寬度 WS 可按下列范圍選取，即 ： 當 D 時， WS為 60到 70 mm 當 D 時， WS為 80到 110 mm 由于精餾段塔徑 D=，故取 WS=75 mm。寬度WC視具體需要而定，小塔為 30到 50mm,大塔可達 50 到 70mm。 ①浮閥選型： F1 型浮閥 ②閥孔氣速 u0的計算 VFu ?00? 取 F0=11 則 ??u m/s ③浮閥數(shù) N計算： 0204 udVN s?? 式中 d0 = = 2 5 5 2 3 9 8 2 ???? ④塔板開孔率 開孔率 %%100 %100220 ?????????????????? DdN ⑤塔板的布置與浮閥的排列 ?塔板分塊 因 D800mm 故塔板采用分塊式，查表的塔塊分為 5塊 ?開孔區(qū)面積 Aa 邊緣區(qū)和安定區(qū)的寬度： WS =W’ S=75mm WC=53mm ?????? ??? ? rxrxrxA a 1222 s in2 ? ? ? ? ???????sd WWDx m ?????cWDr m 得 出 i 1222 ????????? ???????????? ?aAm2 ?閥孔計算及其排列 閥孔按等腰三角形叉排，取閥孔間距 t為： ? ?,t NAt a? 又 t’常取 故 ? ? mmmt ??? 根據(jù)以上條件繪制塔板布置圖 塔徑 D/mm 800~1200 1400~1600 1800~2021 2200~2400 塔板分塊數(shù) 3 4 5 6 算出 N=244 根據(jù) 44 2200020?????? ? NdVuudVN ss ?? m/s 流體力學校驗 hp hp=hc+h1+hσ ① 干板壓強降 hc smuVoc / ??? ? smuo /? smuoc /? 故：操作時浮閥全開 所以 220 ??? ???? LVc guh ? ? m 液柱 ② 液層阻力 h1 h1 =ε（ hW+hOW）ε取 則 h1= (+)= m 液柱 ③液體表面張力 hσ 數(shù)值很小，設計時可以忽略不計 則： hp=hc+h1+hσ =++0= m 液柱 則： 氣體通過每層塔板的壓降△ P 為 △ P=hP g= = 640pa，故滿足。 即： Hd≤ψ（ HT+hW） 又 Hd=hw+how+hd+hp+△ 式中： ? ? ? ?22 ,oowsd uhl Lh ?????????? 苯 甲苯屬于一般物系，ψ取 ，對于浮 閥塔△≈ 0 ? ? ? ? 液柱muhl Lh ,oowsd 222 ????????????? Hd= hw+how+hd+hp+△ =+++= 液柱 ψ（ HT+hW） = (+)= m 液柱 因為 ，故本設計中不會出現(xiàn)液泛 綜合考慮生產能力和塔板效率，一般應使霧沫夾帶量 eV限制在 10%以下， 校核方法常為：控制泛點百分率 F1的數(shù)值。其經驗值為大塔 F180%82% F1的數(shù)值可用下兩使進行計算，然后取較大值。 由實踐經驗可知，液體在降液管內停留的時間不應小于 35s 液體在降液管中停留時間 : hTfL HAt 3600? = ??? s 5s 故降液管設計合適 精餾段負荷性能圖及操作彈性 根據(jù)經驗值，因該塔徑 控制其泛點率 F1=80% 由 HT= , 3/ mkgV ?? 可查表得 CF= ZL=D2Wd = = Ab= AT2Af= = 則 ? ? %80% ???? ????bFLsVLVsACKZLVF ??? ???????? sL 計算整理可得： VS= 取 Hd=ψ（ HT+hW）則 Hd= (+)= Hd=hw+how+hd+hp+△ 其中： hp=hc+h1=LVgu?? 20 +?（ hW+hOW） 取ε =，則 hp=LVgu?? 20 +（ hW+hOW） 又有 ? ? ???????? ow sd hlLh，NdVu s2004?? ， 32 ???????? ?whow lLEh ，△≈ 0 代入 hw+how+hd+hp+△ =，化解得： 3222 sss LLV ??? 當停留時間取最小時， LS為最大，取停留時間為 5s。 設 how,小 = 又 323 3 6 0 ???????? ? w sow l LEh 由 E=1 ,Lw= ,how,小 = 則 0 0 6 0 323 ????????? ? sow Lh 推出 LS= m3/s 取 F0，小 =5 則 5uF V0 ??? ?小小 o smo /V???? ?小 又 smduNuVoooos / 322 ?????????? 小小 ? 當操作中回流比恒定時，操作線斜率 ???ssLVm 故在 LV坐標圖上，通過原點 0 斜率 的直線 0A 即為操作線 查上圖可得 V 大 = m3/s， V 小 =所以操作彈性為 ??小大VV （滿足設計要求） 提餾段塔徑塔板的設計計算 提餾段 塔板參數(shù)的計算與選擇 精餾段汽、液相體積流率為： ?????? VMVMs MVV ? m3/S ?? ???? LMLMs MVL ? m3/S 由m ax LVVuC????? 取板間距 HT= , hL= , HT hL== C20 由圖查取 20 20??????? ?CC圖的橫坐標為： ???? VLssVL ?? ，查表得出 C20= 則： m a x LVVuC????? ???? m/s 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 ： U== =則 4 sVDu?? ???? 圓整后 截塔面積為： 22T ????? D? m2 實際空塔氣速為： 77 43 ???TsAVu m/s 提餾段有效高度為： Z 提 =（ N 提 1） HT=(261) = 因為塔徑為 ，且流量為 Lh=3600Ls39。 ① 堰長 lW== = ② 溢流堰高度 hW=hLhOW 選用平直堰，堰上液層高度 hOW ???????? ? whow lLEh 近似取 E=1 則： 0 3 323 ?????????? ?owh m 取板上清液層高度 hL=95mm ???????????????? ?CC 故： hW=hLhOW== ③ 弓形降液管寬度 Wd 和截面積 Af 由 lW/D= 查圖得 Af/AT=, Wd/D= 故 Af= AT= = Wd= D= = 驗算液體在降液管中停留時間： hTfL HAt 3600? = 00 ??? s5s 故降液管設計合適 ④ 降液管底隙高度 h0 39。0u =0 ????h m 又 hWh0== 故降液管底隙高度設計合理 ,選用凹形受液盤，深度 h39。其寬度 WS 可按下列范圍選取，即 ： 當 D 時， WS為 60到 70 mm 當 D 時， WS為 80到 110 mm 由于精餾段塔徑 D=，故取 WS=85 mm。寬度WC視具體需要而定，小塔為 30到 50mm,大塔可達 50 到 70mm。 ①浮閥選型： F1 型浮閥 ②閥孔氣速 u0的計算