【正文】 ,并可按下式求得 ： 2020SVndu?? 閥孔的氣速 0u 常根據(jù)閥孔的動(dòng)能因子 00VFu?? 來確定。綜合考慮 0F 對(duì)塔板效 率、壓力降和生產(chǎn)能力等的影響，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可取 0F =8～ 12，即閥孔剛?cè)_時(shí)比較適宜，由此可知適宜的閥孔氣速為 00VFu ?? ①塔板分塊 因 D=1000mm800mm，故采用分塊塔板，查表的分為三塊。 = WC= ③浮閥數(shù)目，閥孔排列及塔板布置 預(yù)選取發(fā)空功能因子 F0=12 精餾段： 010 1 12 7 .0 7 /2 .8 8vFu m s?? ? ? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 22 每層塔板上的浮閥數(shù)目22000 .6 710 .7 8 5 ( 0 .0 3 9 ) 7 .0 74 sVNdu?? ? ??? 個(gè) 2 2 2A 2 a r c s i n180p Xx R X R R???? ? ?????鼓 泡 面 積 其中 R=D/2– WC=– = x=D/2– （ Wd+WS） =– = 2 2 2 120 . 3 4 92 0 . 3 4 9 0 . 4 5 0 . 3 4 9 ) 0 . 4 5 s in )1 8 0 0 . 4 50 . 3 7 7 9ppAAm? ????（ （ ） － （ ＋ （ ） 提餾段： 010112 6 . 7 9 3 7 /3 . 1 2vFu m s?? ? ? 22000 .5 6 7 700 .7 8 5 ( 0 .0 3 9 ) 6 .7 9 3 74 sVNdu?? ? ??? 個(gè) 浮閥板流體力學(xué)驗(yàn)算 ① 氣體通過浮閥塔板的靜壓頭降 ?hhhh lcf ??? 干板壓降 hc 1 .8 2 51 7 3 .1 5 .9 /2 .8 8ocU m s?? 因?yàn)?1o ocUU? , 221 1 7 . 0 7 2 . 8 85 . 3 4 5 . 3 4 0 . 0 4 92 2 9 . 8 1 8 0 7 . 4 1 9 6o vc LUhmg ??? ? ? ? ? ? ??? ②板上漏層阻力 即塔板上含氣液層靜壓頭降 選充氣因數(shù) ε 0= Lh = 0? lh = = ③液體表面張力造成的靜壓頭降 對(duì)浮閥塔板，克服鼓泡時(shí)液體表面張力阻力很小，計(jì)算時(shí) ?h 一般可以忽略。 所以氣體通過浮閥塔板的靜壓頭 ?hhhh lcf ??? =+= 換算成單板壓降 △ Pf=hf L? g= =700 Pa 1) 降液管液面高度的計(jì)算 ○1 單層氣體通過塔板的壓降相當(dāng)于液柱高度 hp1= ②液體通過降液管的靜壓頭降 dh 因不設(shè)進(jìn)口堰 ，所以可用式 201 5 ????????? hLLhwsd 式中 00. 00 14 04 , 0. 7 , 0. 02 5swl m l m h m? ? ? 20 . 0 0 1 4 0 40 . 1 5 3 0 . 0 0 0 9 8 4 80 . 7 0 . 0 2 5dhm??? ? ??????m ③板上液層高度： hL=,hd1=++= 取 ? =，已選定 HT=,hw= ( ) 0 .5 ( 0 .4 0 0 .0 4 9 ) 0 .2 2 4 5TwH h m? ? ? ? ? ? 從而可知 )( wTd hHH ??? ，符合防 止液泛的要求。泛點(diǎn) %1 0 ????pFLsGLGsAKcZLVF ??? 塔板上液體流程長(zhǎng)度 2 1 2 0. 15 1 0. 69 8LZ D w d m? ? ? ? ? ? 塔板上液流面積 2 0 . 7 5 8 2 0 . 0 7 3 8 0 . 6 3 7 4p T fA A A? ? ? ? ? ?m2 苯和甲苯混合液可按正常物系處理 ，取物性系數(shù) K值， K=,在從泛點(diǎn)負(fù)荷因數(shù)圖中查得負(fù)荷因數(shù) CF=,將以上數(shù)值 分別代入上式，得泛點(diǎn)率 F1為 1 140 4 8 100 % 3%1 8 74F ? ? ? ??? ? ??? 為避免霧沫夾帶過量，對(duì)于大塔，泛點(diǎn)需控制在 80%以下。 提餾段：取系數(shù) k=,泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù) CF= 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 25 2 3 780 .4196 2 100 % %1 4F ? ? ? ??? ? ???由以上計(jì)算可知，符合要求 根據(jù)以 上塔板的各項(xiàng)流體力學(xué)驗(yàn)算，可以認(rèn)為精餾段塔徑和各項(xiàng)工藝尺寸是合適的。即NdVU S200 4?? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 26 對(duì)于精餾段： 222 4 22 .8 8 80 .2 2 4 5 5 .3 4 0 .1 5 33 .1 4 0 .0 3 9 7 1 8 0 7 .4 1 9 6 9 .8ssswVL LL????? ? ? ? ??? ? ??? 22 32236002 . 8 40 . 1 5 3 1 0 . 5 0 . 0 4 91 0 0 0 0 . 8 40 . 8 4 0 . 0 2 6SSLL??? ? ? ???? ? ? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ???（ ） 解得液泛方程 222 31 . 1 2 3 7 0 0 . 6 8 9 . 4S S SV L L? ? ? 對(duì)于提餾段：22 4 43. 12 80. 22 06 5. 34 3. 14 0. 03 9 70 78 0. 96 40 9. 8sV???? ? ? ? ? 22 32236002 . 8 40 . 1 5 3 1 0 . 5 0 . 0 4 1 20 . 7 0 . 0 2 7 7 3 1 0 0 0 0 . 7SSLL ??? ? ? ???? ? ? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ???（ ） 解得液泛方程 222 31 . 0 1 1 9 2 6 0 6 . 3 2 8 . 1 4 5S S SV L L? ? ? 漏液線的繪制 精餾段計(jì)算 取動(dòng)能因數(shù) F=5 110 m in2 2 3m in 0 0 m in5( ) 2 . 9 4 6 /2 . 8 83 . 1 4( ) ( ) 0 . 0 3 9 7 1 2 . 9 4 6 0 . 2 4 9 7 m / s 0 . 644vsFu m sV d N u??? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 提餾段計(jì)算 210 m i n2 2 3m i n 0 0 m i n5( ) 2 . 8 3 0 7 /3 . 1 23 . 1 4( ) ( ) 0 . 0 3 9 7 0 2 . 8 3 0 7 0 . 2 3 6 6 m / s 0 . 5 6 744vsFu m sV d N u??? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 因此不會(huì)產(chǎn)生漏液現(xiàn)象 m3/s 液相負(fù)荷的下限線的繪制 對(duì)于平直堰，取堰上液層高度 owh = 作為最小液體符合標(biāo)準(zhǔn) 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 27 owh = ????????wsl LE m in3 6 0 01 0 0 23 = 式中 E=1 3 2 3m in 0 . 0 0 6 1 0 0 0 0 . 7 0 . 0 0 0 5 9 7 /2 . 8 4 1 3 6 0 0sL m s???? ? ?????? 液相負(fù)荷的上限線的繪制 液體 的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時(shí)間不低于 35秒，液體在降液管中停留時(shí)間為 sLHAt s Tf 5~3?? 以 t=5s 座為液體在降液管中停留時(shí)間的下限 3m a x 38 0 05 90 4 /55fTs AHL m s? ?? ? ? 010 系列1系列2系列3系列4系列5系列6 圖表 1 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 28 010 系列1系列2系列3系列4系列5系列6 圖表 2 小結(jié) 1. 從塔板負(fù)荷性能圖中可看出，按生產(chǎn)任務(wù)規(guī)定的氣相和液相流量所得到的操作點(diǎn) P 在適宜操作區(qū)的適中位置， 說明塔板設(shè)計(jì)合理。 3. 按固定的液氣比，從負(fù)荷性能圖中可查得 精餾段氣相負(fù)荷上限 Vsmax= m3/s,氣相負(fù)荷下限 Vsmin= m3/s，所以可得 m axm in1 .0 5 4 .7 70 .2 2VsVs ?? 精餾段氣相負(fù)荷上限 Vsmax= m3/s,氣相負(fù)荷下限 Vsmin= m3/s，所以可得 m axm in0 .9 4 4 .2 70 .2 2VsVs ?? 塔板的這一操作彈性在合理的范圍 (3～ 5)之內(nèi)，由此也可表明塔板設(shè)計(jì)是合理的。 即回流管設(shè)計(jì)如下： 回流管的質(zhì)量流率： hkgMDG L D mD /6 3 5 2 ????? / L D mGL K g h?? ? ? 回流管直徑依下式計(jì)算： DDD uLd ?36004? 式中： Du 為液料在回流管內(nèi)的流速，且取 Du =dD= 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 30 釜底出口管路的選擇 釜底料液的質(zhì)量流量 hKgMWG W /4 5 1 6 5 ????? 釜底料液的體積流量 WL = hKgGL W mW / 1 45 52 ??? 釜底出口管直徑依下式計(jì)算： wWW uLd ?36004? 式中： Du 為液料在釜底出口管內(nèi)的流速，且取 wu = ?????Wd 塔頂蒸汽管 從塔頂至冷凝器的蒸汽管，尺寸必須適合，以免產(chǎn)生過大壓降，特別在減壓過程中，過大壓降會(huì)影響塔的真空度。 4 0 . 6 0 . 1 9 5 5 1 9 5 . 53 . 1 4 2 0Td m m m?? ? ?? 加料蒸汽管的選擇 加料蒸汽管直徑依下式計(jì)算： 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 31 4 SVDu??? 式中： u 為液料在塔頂蒸汽管內(nèi)的流速，且取 u =23m/s； 4 0 . 6 7 7 6 0 . 1 7 7 2 1 7 7 . 23 . 1 4 2 3D m m m?? ? ?? 封頭 的設(shè)計(jì) 封頭分為橢圓形封頭、 蝶形封頭等幾種，本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱直徑 D=1000mm，可查得曲面高 hl=250mm,直邊高度 h0=40mm，內(nèi)表面積 2m ，容積 V= 3m 人孔的設(shè)計(jì) 人孔是安裝或檢修人員進(jìn)出塔的唯一通道，人孔的設(shè)置應(yīng)便于人進(jìn)出任何一層塔板。在設(shè)置人孔處，每個(gè)人孔直徑為 450mm，板間距為 800mm，人孔深入塔內(nèi)部應(yīng)與塔內(nèi)壁修平，其邊緣需倒棱和磨圓。 進(jìn)料管接管法蘭： DN15PN105HG2059297 回流管接管法蘭： DN15PN105HG2059297 塔底出料管法蘭： DN20PN105HG2059297 塔頂蒸汽管法蘭： DN150PN105HG2059297 塔釜蒸汽進(jìn)氣法蘭： DN150PN105HG2059297 裙座 塔底采用圓筒形桾座支撐?；A(chǔ)環(huán)厚度，考慮到腐蝕余量取 18mm，考慮到再沸器，桾座高度取 3m ，地角螺栓直徑取 30M 塔釜設(shè)計(jì) 塔的底部空間高度是指塔底最末一層塔板到塔底下封頭切線的距離，釜液停留時(shí)間為 H=（ t L’ 60R） / TA +=(5 )/+= 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 32 第四章 塔高的計(jì)算 H=(NNP2)HT+HF+NPHP+HB+H1+H2 實(shí)際塔 板數(shù) N=29 人孔 NP=3 塔板間距 HT= 進(jìn)料板處間距 HF= 人孔處板間距 HP= 桾座高度 H2=3m 封頭高度 H1= 所以總高度： H=(2932)+++++3= 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 33