【正文】 Lm = 2 LFMLDM MM ? =82. 5185. 8279. 20( molg/ ) 由 [6]書 和 [7]書 ： 1/ LM? =aA / LA? +aB / LB? ， A為苯 B 為甲苯 塔頂：在 ℃下： LA? =811( 3/mkg ) LB? =806( 3/mkg ) aA =(*)/[*+()*]= 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁(yè)說(shuō)明書 18 LMD?1 =+（ ） /806 則 LMD? = ( 3/mkg ) 進(jìn)料 :在進(jìn)料溫度 ： LA? =802 3/mkg ， LB? =798 3/mkg aA =（ *） /[*+()*]= LMF?1 = 0 .4 1 0 1 (1 0 .4 1 0 1)8 0 2 7 9 8?? 則 LMF? = 3/mkg 即精餾段的平均液相密度： LM=(+)/2= (3/mkg) 平均氣相密度： VM? = RTPMVM =(*)/[*(+273)]= ( 3/mkg ) . 精餾段液體表面張力 (1)塔頂 : 查 [6]書 和 [7]書 求得在 ℃下： A? = mmN/ B? = mmN/ MD? = +（ ） =( mmN/ ) (2)進(jìn)料 : 在 110℃下： A? =( mmN/ ) B? =( mmN/ ) MF? = +（ ） =( mmN/ ) 則 m? =( MD? + MF? )/2=(+)/2=( mmN/ ) . 液體平均粘度 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁(yè)說(shuō)明書 19 液相平均粘度依下式計(jì)算： ??iilm x lglg ?? (1)塔頂 :在 ℃下： A 是苯， B 是甲苯 XD= DA? = smpa? 。 (2)lg LD? = ? + 則 LD? =( smpa? ) (3)進(jìn)料 : 在 ℃下 XF = FA?= smpa? 。 WB? = smpa? 。 FB? = smpa? lglF= ? + ? 則 =(smpa?) 則 LM? = ( LW? + LF? )/2 =( smpa? ) . 氣 液體積流率的計(jì)算 由已知條件 V = hkmol/ L= hkmol/ 得 Vs=VMMvmV ?3600 =*3600 * ?( sm/3 ) Ls =LMLMML ?3600 =* * ?( sm/3 ) 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁(yè)說(shuō)明書 23 第三章 塔和塔板主要工藝尺寸計(jì)算 塔板橫截面的布置計(jì)算 塔徑 D 的計(jì)算 參考化工原理下 表 101，取板間距 HT = ?Lh HT Lh == 兩相流動(dòng)參數(shù)計(jì)算如下： LVF=VsLs LmVm?? ` FLV= = 參考化工原理下圖 1042 篩板的泛點(diǎn)關(guān)聯(lián) 得： C 20f = fC =20 20???????fC=0. 08 130. 08 2 0 .2?? ?????? u ?f 20 20 ???????? ???????VVLfC ? ??? = 31 31804 .74 813 0. 5 ?? ）（( sm/ ) 本物系不易起泡 ,取泛點(diǎn)百分率為 80%，可求出設(shè)計(jì)氣速 nu39。 ????? uV s?m 根據(jù)塔設(shè)備系列化規(guī)格，將 D? 圓整到 D=1m 作為初選塔徑，因此， 重新校核流速 u：. 140. 55 574D4Vu 2sn ????? ?（ 2m ） 實(shí)際泛點(diǎn)百分率為： fn ?? 22 0. 78 mDA T ???? ? 塔板詳細(xì)設(shè)計(jì) 選用單溢流，弓形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰。 [4] (1)溢流裝置 取堰長(zhǎng) wl == 1=, 選擇平流溢流堰 出口堰高 ?wh OWL hh ? ,已取 Lh = Wh0 = 310? E 3/2)(whlL 由)( wh lL=查化 工原理下圖 1048 得： E= Wh0 = 310? ()2/3= ?wh OWL hh ? == 取 ?wh 是符合的。 液沫夾帶量的校核 mh h Lf ????? )/( smAA Vu fT Sa ????? KgKghH uefTav / 液??????? ???????????? ??? ???? 汽 /Kg 氣 /Kg 氣，故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)發(fā)生過(guò)量液沫夾帶。 已知 : ?Lh m 0?? 故降液管內(nèi)的當(dāng)量清液高度： mhhhH ffLd ?????????? ? 苯和甲苯混 合液不易起泡 ,取 ? =,則降液管內(nèi)泡沫層高度： mmHH dfd 9 5 2 ???? ? 不會(huì)產(chǎn)生溢流液泛。 漏液點(diǎn)的校核 漏液點(diǎn)的孔速為： vLLoow hhCu ??? /)( ??? = ( 6 94) 45 / 2. 831? ? ? ? ? =(m/s) 篩孔氣速 ou = 0 ( / ) 9SV msA ?? 塔板穩(wěn)定系數(shù) ? ? u? ? ? ? ? 表明具有足夠的操作彈性。 塔板負(fù)荷性能圖 注 :以下計(jì)算常用 3/23 )(whow lLEh ??? 得 )(~ sow Lh ,E ~~ whlL 經(jīng)驗(yàn)計(jì)算 , 取 E= 則3/23 )( how Lh ???? ?=LsLs .8 46 3/23 ????????? ?2/3 過(guò)量液沫夾帶線 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁(yè)說(shuō)明書 29 依下式計(jì)算 : ve = ? ?? nTfuHh??????? (21) 式中： nu =s1. 397 . 785 ?? SV h f = (hw +how )=32/s32/s ???? ）（ 令 ve = 液 /kg 氣，由 ? =? 10 3? mN/ , HT = 代入式 (21)得： =3 ?? ss2. 115 5L0. 104 50. 45 1. 397 V ）（ 整理得： 2/3ss 3V ? 在操作范圍中，任取幾個(gè) sL 值，根據(jù)上式算出 sV 值列于表 23中： 表 2－ 3 ,sL sm3 ,sV sm3 由式 ]2[Twd HhH ??? 和 ffowwd hhhhH ? ?????? 聯(lián)立求解。 則 LSman = ? fTAH = 4 ? =（ sm/3 ） 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁(yè)說(shuō)明書 31 在 LS man = sm/3 處作出垂線得液相負(fù)荷上限線，可知在圖上 它為與氣體流量 V 無(wú)關(guān)的垂直線。 =?=( sm/ ) _39。 因?yàn)楣谓狄汗芫哂休^大容積，又能充分利用塔面積，且單溢流液體流徑長(zhǎng)，塔板效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，廣泛用于直徑小于 。 hL=hW+hOW=+= 修正后 hL對(duì) un影響不大 ,顧塔徑計(jì)算不用修正 . (2) 降液管寬度 Wd 與降液管面積 Af 由 wl /D= 查化工原理 (下 ) 圖 1040 得 : ?DWd ?TfAA dW = 1= 22 mA f ???? ? （ 3）降液管底隙高度 hO 因物系較清潔 ,不會(huì)有臟物堵塞降液管底隙 ,取液體通過(guò)降液管底隙速度 ou? = h0=Ls/(lw* ou? )=(*)= 太大， 取 ho= （ 4）塔板布置 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁(yè)說(shuō)明書 35 取安定區(qū)寬度 SW = ，取邊緣區(qū)寬度 CW = ? ? ? ? mWWDxSd ??????? mWDrC ????? ?????? ??? ? rxrxrxA a 1222 s in1802 ? (5)篩板數(shù) n 與開孔率 ? 初取 mmdo 5? ， ?odt 呈正三角形排列 t = ?? 依下式計(jì)算塔板上的開孔率 ? ?? 1 0 0 9 0 0 ?? ）（）（ dt則每層塔板上的開孔面積 oA 為 則每層塔板上的開孔面積 oA 為 mAA ao ???? ? n =4200dA?= 2 ?? ? 板壓降的校核 （ 1）干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨? 取板厚 mm3?? ， ??od?,查化工原理下圖 1045 得 : Co= ) ( 468 . 0 46 . 0 271 . 0 sin 46 . 0 180 271 . 0 46 . 0 271 . 0 2 2 1 2 2 2 m ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁(yè)說(shuō)明書 36 smAV S / 00 ??? dh = g21 ????????????????LmmvooCu ??2 =???????????????? LmvmooCu ??2 = m0 7 ) 8 99 4 5 () (0 5 2 ?液柱 (2)氣體穿過(guò)板上液層 壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?hl )/( smAA Vu fT sa ????? 相應(yīng)的氣體動(dòng)能因子 5 6 7 4 5 1 3 ???? ?aa uF 查化工原理下圖 1046得：β = mhhhh Lowwl 0 3 )( ?????? ?? 液柱 (3)克服液體表面張力壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?hσ 0. 001 92105789 .3 59. 81 1018. 5754d9. 81 4h 330L ???? ???? ??? ∴ 板壓降 ??????? ?hhh ldm 液柱 水柱 = 汞柱 =8mmHg 10mmHg 符合要求 取安定區(qū)寬度 SW = ，取邊緣區(qū)寬度 CW = ? ? ? ? mWWDxSd ??????? mWDrC ????? ?????? ??? ? rxrxrxA a 1222 s in1802 ? 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁(yè)說(shuō)明書 37 液面落差 對(duì)于篩板塔，液面落差很 小，且本設(shè)計(jì)的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。 溢流液泛條件的校核 溢流管中的當(dāng)量清液高度可由式 21 ??????????owSf hlLh 計(jì)算液體沿篩板流動(dòng)時(shí) ,阻 力損失很小 ,其液面落差 ? 可忽略不計(jì) ,即 0?? 。 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間的校核 dH = 降液管內(nèi)的停留時(shí)間 τ = sL HA s df ????s〉 3s 不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的氣泡夾帶。 根據(jù)以上各項(xiàng)流體力學(xué)驗(yàn)算，可認(rèn)為設(shè)計(jì)的塔徑及各工藝尺