【正文】 1111??????????????????。? 將塔圓整： 1D =3. 3m 橫截面積： 222 8 mDAT ???? ? 空塔氣速： smAVu TS / 37 ???? 提餾段： 橫坐標：液氣動能參數： 0 3 9 ) 2 6( 2 6 )( 2/12/12222 ???? VLSSVL ?? 選?。喊彘g距 mHT ?? mhL ?? 則： LT hH ??? = 查圖可知： ??C 校正： )20 ()20( 20 ????? ?CC VLV?? ??? m a xuC muVDsmuusmCuSVVL// 2 22m a x2m a x2222?????????????????????。? 由于精餾段的直徑為 米，根據塔的要求不可能塔的下端比上段小的情況，將塔圓 整： 2D = m 橫截面積： 222 8 mDAT ???? ? 空塔氣速： smAVu TS / ???? 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 23 溢流裝置 堰長 采用單溢流 ： 取 ml w ??? 出口堰高 本設計采用平直堰，堰上高度 按下式計算 3/21 )(10 whow lLEh ? 近似取液流收縮系數： E=1 精餾段： mhhhmhowLwow)2. 14 (1000 3/2???????? 提餾段： mhhhmhowLwow. 03 20) (1000 3/2???????????? 弓形降液管的寬度和橫截面積 查圖： ?TfAA , ?DWd 則： 4 1 2 2 ???dW mA f ??? 校驗： 精餾段停留時間： sL HAh Tf 1 ?? ????? 提餾段停留時間： sL HAh Tf 2 ?? ?????? 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 24 降液管底隙高度 即為降液管底緣與塔板的距離。必須采用分塊式塔板，而各分塊板的支承與銜接也要占去一部分泡鼓區(qū)面積，因此排間距不宜采用 ，而應小于此值，故取 mmt 65?? 圖 52 浮閥塔板分塊結構 Figure 52 valve trays block structure 按 t=75mm mmt 65?? 以等腰三角形叉排方式作圖，排得閥數 1168 個 smu / 1 6 80 4 8 201 ????? 101 ????? VF ? 閥孔動能因數 01F? 變化不大，仍在 9~12 范圍內。必須采用分塊式塔板，而各分塊板的支承與銜接也要占去一部分泡鼓區(qū)面積，因此排間距不宜采用 84mm，而應小于此值，故取 mmt 65?? smu / 1 6 80 4 8 202 ????? ?????? VuF ? 閥孔動能因數 02F? 變化不大，仍在 9~12 范圍內 氣相通過浮閥塔板的壓降 可根據 ?hhhh lcP ??? 計算 精餾段 （ 1）干板阻力 smuVc/ 1??? ? 因 01u ＞ 10cu 故 mguh LVc 0 3 8 82 220111 ??? ????? ?? （ 2） 板上充氣液層阻力 ： 本設備分離水和乙醇的混合物，即液相為碳氫化合物，可取 ?? mhh Ll 0 3 ???? ? （ 3）液體表面張力所造成的阻力 此阻力很小，可忽略不計。因此與氣體流經塔板 的壓降相當的高度為 mh P 0 6 3 3 ??? PaghP LpP 222 ?????? ? 淹塔 為防止發(fā)生淹塔現象，要求控制降液管中清液高度 ，)( wTd hHH ?? ? dLpd hhhH ???即 精餾段 （ 1） 單層氣體通過塔板壓降所相當的液柱高度： mhp ? （ 2）液體通過降液管的壓頭損失，因不設進口堰 mhl Lh w Sd ) ()( 22020 ????? （ 3）板上液層高度 ，mhL ? mH d ????則 取 ?? ，已選定 mhmH wT 0 3 4 1 ?? ， 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 28 則 mhH wT )0 3 4 ( ????? ）（? 可見 1dH ＜ 1）（ wT hH ?? ，所以符合防止淹塔的要求 提餾段 （ 1） 單層氣體通過塔板壓降所相當的液柱高度： mhp ? （ 2）液體通過降液管的壓頭損失 mhl Lh w Sd 0 1 )0 3 4 0 2 2 (1 5 )(1 5 22022 ????? （ 3）板上液層高度 mHmh dL 1 5 1 6 2 ????? ，則 取 ?? ，已選定 mhmH wT ` 2 ?? ， 則 mhH wT 3 9 )0 3 ( ????? ）（? 可見 2dH ＜ 2）（ wT hH ?? ，所以符合防止淹塔的要求 塔板負荷性能圖 霧沫夾帶線 泛點率 = %1 0 0 11111???bFLSVLVSAKCZLV ?? ? 據此可作出負荷性能圖中的霧沫夾帶線，按泛點率 85%計算 精餾段： ??? ???? SS LV 整理得： ?? SS LV 即 ： SS LV ?? 提餾段： 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 29 2 6??? ?????? SS LV 整理得： 3 ???? SS LV 即 ： SS LV ???? ∴ 得坐標 點數據如下： 表 53 霧沫夾帶線數據 Table 53 entrainment line data 液泛線 dLlcdLpwT hhhhhhhhhH ????????? ?? )（ 由此可確定液泛線，忽略式中 ?h ?????? ???????? 3/202020 )3600(1000 )1()()( w Sww SLvwT l LEhhl LguhH ???? 而 :NdVu S200 4?? 精餾段： ????????? ??? 22222)()( SS LV ?????? ??? 3/23/2)(10002 . 8 40 . 0 3 4 40 . 5 )(1 SLE 精餾段 SL ）（ sm/3 精餾段 SV ）（ sm/3 提餾段 SL? ）（ sm/3 提餾段 SV? ）（ sm/3 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 30 3/2224 SSS LLV ????? ? 整理得： 3/222 2 8 6 1 6 6 9 8 5 SSS LLV ??? 提餾段： ??????? ???? )( . 222SV ?????? ??????? 3/23/222 )(10002. 840. 0380. 5)(1)( SS LEL 3/2225 8 7 5 SSS LLV ???????? ? 整理得： 3/222 1 0 8 1 54 0 0 8 6 44 0 1 2 SSS LLV ?????? 表 54 在操作范圍內任意取若干個對應值 Table 54 in the operating range of any number of corresponding values taken 精餾段 )/( 3 smLS 精餾段 )/( 3 smVS 提餾段 )/( 3 smVS? 液相負荷上限 線 液體的最大流量應保證降液管中停留時間不低于 3～ 5s 液體降液管內停留時間 3??STfLHA? ～ s5 以 s5?? 作為液體在降液管內停留時間的下限 則： smHAL TfS / )( 3m a x ???? 漏液線 對 于 1F 型重閥，依 50?F 作為規(guī)定氣體最小負荷的標準，則0204 NudVS ?? 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 31 精餾段 smVS / 51 1 6 80 4 )( 32m i n1 ????? ? 提餾段 smVS / 51 1 6 80 4 )( 32m i n2 ????? ? 液相負荷下限線 取堰上高度 ?owh 作為液相負荷下限條件作出液相負荷下限線，該線為與氣相流量無關的豎直線 0 0 )(3 6 0 01 0 0 3/2m i n ???????wSl LE 取 ?E 則 smlL wS /0 0 1 8 6 0 0) 1 0 0 ()( 32/3m i n ???? 由以上 各線 作出塔板負荷性能圖 由塔板負荷性能圖可看出： ① 在任務規(guī)定的氣液負荷下的操作點 p (設計點 )處在適宜操作區(qū)內的適中 位置； ② 塔板的氣相負荷上限完全由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制； ③ 按固定的液氣比 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 32 圖 55 精餾 段 負荷性能圖 Figure 55 rectifying section load performance chart 圖 56 提 餾段 負荷性能圖 Figure 56 Load stripping section performance chart 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 33 表 57 浮閥塔工藝設計計算結果 Table 57 valve tower process design calculations 項目 符號 單位 精餾段 提餾段 備注 塔徑 D m 板間距 TH m 塔板類型 單溢流弓形降液管 分塊式塔板 空塔氣速 u sm/ 堰長 wl m 堰高 wh m 板上液層高度 Lh m 降液管底隙高度 0h m 浮閥數 N 1128 1128 等腰三角形叉 排同一排孔心距 相鄰橫排中心 距離 閥孔氣速 0u sm/ 浮閥動能因子 0F 臨界閥孔氣速 cu0 sm/ 孔心距 t m 排間距 t? m 單板壓降 pp? Pa 650 650 液體在降液管內停留時間 ? s 20 降液管內液層高度 dH m 液 相負荷上限 max)( SV sm/3 液 相負荷下限 in)( mSV sm/3 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 34 第 六 章 塔附件設計 接管設計 ⑴ 塔頂乙醇蒸汽出口管 由前面計算可知：塔頂乙醇蒸汽流量為 ，溫度 ℃ ，則體積流量為： V=MPmRT= 0 546 7 33 1 6 3 3 0 ? ??? ）（ =蒸汽流速 ， 取 u=20 m/s 則出口管面積 S= 360020 ? = 所以：出口管徑 d1=?S4= 查表可用規(guī)格： 12618?? ⑵ 回流液進口管 已知：回流液溫度為 70℃ ， smLL LS / 3111 ??? ? 取液體流速 u=2m/s 則回流液入口管 d2= ?S4 = ?? ==130mm 查表可用規(guī)格： 6140?? ⑶ 塔底出料管 因塔底含醇 %，可近似為水，查表知 ， 100℃ 下水的密度為 1000kg/m3，而塔底出料流量為 ， 1000247。 則出口管徑： d3= ?? = m 查表可用規(guī)格： 12618?? ⑷ 進料管 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 35 進料狀態(tài)為 ℃ ， MPa， D=所以：進料體積流量為： V= =進料管流速取為 u=20m/s，則進料管徑： d4= ?? = m 查表可用規(guī)格： 1