【正文】 m? ? ? ? ? （ 3）降液管的寬度 Wd和降液管的面積 fA 由 ?Dlw ，查圖得 0 .1 5 , 0 .1 5ddW WmD ?? 20 .1 5 0 .1 5 0 .7 8 5 0 .1 1 8 mfTAA? ? ? ? 計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間 0 . 1 1 8 0 . 4 5 3 5 . 8 50 . 0 0 1 4 8fTsAH ssL? ?? ? ? ? 故降液管設(shè)計(jì)合理。 為 － 56 計(jì)算降液管底隙高度h0，即： 0 039。 ? 浮閥數(shù)目、浮閥排列及塔板布置 （ 1） 塔板的分塊 本設(shè)計(jì)塔徑為 ? ，因 800mmD? ，故塔板采用分塊式。 （ 2） 邊緣區(qū)寬度確定 取 mssWW??? ? 。現(xiàn)按 39。220 /82 ( )4 sVu m sNd? ? ?? ?? 閥孔動(dòng)能因數(shù)為 0 0 39。 0 0 .6 9 1/ 0 .1 2 4 75 .5 9TAA? ? ? ? 此開孔率在 10%~14%范圍內(nèi)，符合要求。 15 塔板流體力學(xué)驗(yàn)算 fh 每層塔板靜壓頭降可按式 P c lh h h h?? ? ? 計(jì)算。 這樣，氣流經(jīng)一層，浮閥塔板的靜壓頭降 fh 為 f c lh h h h?? ? ? 34 27 61f c lh h h h m?? ? ? ? ? ? 換算成單板壓降 0. 06 1 80 2. 7 9. 81 48 0 70 0f f LP h g P a pa?? ? ? ? ? ? ? (設(shè)計(jì)允許值 ) dH owdwfd hhhhhH ?????? (1)計(jì)算氣相通過一層塔板的靜壓頭降 fh 16 前已計(jì)算 fhm? (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 20 ????????? hLLhwsd 20 . 0 0 1 4 80 . 1 5 3 0 . 0 0 1 5 30 . 7 0 . 0 2 1 1dhm??? ? ?????? 故 0. 06 1 0. 06 0 0. 00 15 3 0. 12 3Ld f dH h h h m? ? ? ? ? ? ? 為了防止液泛，按式： )( wTd hHH ??? ，取校正系數(shù) ?? ，選定板間距?TH , ? ( ) ( ) h m? ? ? ? ? ? 從而可知 ( ) T wH m H h m?? ? ? ?，符合防止液泛的要求。本設(shè)計(jì) 39。 Ve （ 1） 霧沫夾帶量 Ve 判斷霧沫夾帶量 Ve 是否在小于 10%的合理范圍內(nèi)，是通過計(jì)算泛點(diǎn)率 1F 來完成的。從以上計(jì)算的結(jié)果可知，其泛點(diǎn)率都低于 80%，所以霧沫夾帶量能滿足 干氣）（液） /k g ( kgeV ?的要求。 精餾段塔板負(fù)荷性能圖 對(duì)于苯 — 甲苯物系和已設(shè)計(jì)出塔板結(jié)構(gòu)，霧沫夾帶線可根據(jù)霧沫夾帶量的上限值 干氣）（液） /k g ( kgeV ?所對(duì)應(yīng)的泛點(diǎn)率 1F (亦為上限值 ),利用式 %1 0 01 ????pFLsvLvsAKcZLVF ??? 便可作出此線。所以在操作范圍內(nèi)任取兩個(gè) 18 sL 值便可算出相應(yīng)的 sV 。 sL sV 由式 )( wTd hHH ??? Ld f dH h h h? ? ? f c lh h h h?? ? ? 聯(lián)立，即 () LLT w f d c l dH h h h h h h h h h?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 式中 2vc LUh g??? ， 板上液層靜壓頭降 Ll hh 0?? 從式 owwL hhh ?? 知， Lh 表示板上液層高度， 32 ????????? wsow lLEh 所以 2 30 0 0()1000 sl L w ow w wLh h h h h El? ? ??? ????? ? ? ? ? ?????? 液體表面張力所造成的靜壓頭 ?h 和液面落差 h? 可忽略 液體經(jīng)過降液管的靜壓頭降可用式 20 ????????? hlLhwSd 則 LdcdLLcwT hhhhhhhhH ）（＋＋ 00 1)( ??? ??????? 19 ?????????????????????????????3202020 36001000 w Sww SLv lLhhlLgU ）（ ??? 式中閥孔氣速 U0與體積流量有如下關(guān)系 NdVU S200 4?? 式中各參數(shù)已知或已計(jì)算出即 3300. 5 。 0. 04 9 。 2. 84 / 。 84 。 整理后便可得 sV 與 sL 的關(guān)系，即 222 31 .6 7 3 0 5 .6 2 5 1 2 .7 1S S SV L L? ? ? 此式即為液泛線的方程表達(dá)式。所以對(duì)液體的流量須有一個(gè)限制，其最大流量必須保證滿足上述條件。取5s?? 為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，所對(duì)應(yīng)的則為液體的最大流量 maxsL ,即液相負(fù)荷上限，于是可得 3m a x 0 . 1 1 8 0 . 4 5 0 . 0 1 0 6 /55fTs AHL m s? ?? ? ? 20 顯然由式 max 5fTs AHL ?? 所 得到的液相上限線是一條與氣相負(fù)荷性能無關(guān)的豎直線。 min()sV 39。 0 0 6 0 01 0 0 32 ?????????wSl LE ?取 代入 wl 的值則可求出 ? ?minsL 為 3322 3m i n 0 . 0 0 6 1 0 0 0 0 . 0 0 6 1 0 0 0 0 . 7 0 . 0 0 0 5 9 7 /2 . 8 4 3 6 0 0 2 . 8 4 1 . 0 3 6 0 0ws lL m sE??? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? 按上式作出的液相負(fù)荷下限線是一條與氣相 流量無關(guān)的豎直線。 2. 因?yàn)橐悍壕€在霧沫夾帶線的上方，所以塔板的氣相負(fù)荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液線控制。 第二章 熱量衡算 相關(guān)介質(zhì)的選擇 加熱介質(zhì)的選擇 選用飽和水蒸氣，溫度 140℃, 工程大氣壓為 。飽和水蒸氣冷凝放熱值大，而水蒸氣壓力越高，冷凝溫差越大，管程數(shù)相應(yīng)減少，但水蒸氣壓力不宜太高。 原因：冷卻水方便易 得，清潔不易結(jié)垢，升溫線越高，用水量越小，但平均溫差小，傳熱面積大，綜合考慮選擇 15℃。7 8 . 4 8 /7 8 . 4 8 2 1 . 4 5 1 6 8 3 . 4 0 /DDM k g k m o lD M D k g h?? ? ? ? ? (1 ) 6 400 .71 (1 6) 285 .5373 .26 /V D L D D V A D V BI I X H X Hk J k g? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? 39。9 1 . 6 7 /9 1 . 7 2 7 . 0 9 2 4 8 3 . 3 4 /WWM k g k m o lD M W k g h?? ? ? ? ? 24 (1 )(1 2) 360 .60 2 454 .20343 .72 /V D LD D V B D V AI I X H X Hk J k g? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? 39。 在 ? ℃下查得 Cp1= )/( KkmolkJ ? ， Cp2= )/( KkmolkJ ? )/(1 0 0 . 8 5)1(21Kk m o lkJxCxCC DPDPp???????????? 在 ? ℃下查得 ?PC )/( KkmolkJ ? ， )/( Kkm olkJC p ?? )1(21 WPWPPW xCxCC ????? ? ?)/( 0235/ Kk m olkJ ?? ????? 在 ? ℃下查得 kgKJ / ?? ， kgkJ / ?? kgkJxx DD/)1(21???????? ??? km o lkg / D ?塔頂 (1)0℃時(shí)塔頂氣體上升的焓 QV 塔頂以 0℃為基準(zhǔn)。得到此溫度下： )/( Kkm o lkJC p ?? )/( 2 52 Kkm o lkJC p ?? )1(21 DPDPP xCxCC ????? )/( Kk m olkJ ?? ???? 注：回流液組成與塔頂組成相同。DPR tCLQ ??? 0 9 2 ??? hkJ /? (3)塔頂餾出液的焓 DQ 因餾出口與回流口組成一樣，所以 )/( Kkm o lkJC D ?? DDD tCDQ ??? hkJ / 466 ? ??? (4)冷凝器消耗的焓 CQ DRVC ? = =(5)進(jìn)料口的焓 FQ 在 20Ft ? ℃下： P1C = )/( KkmolKJ ? ， P2C = )/( KkmolKJ ? )1(21 FPFPP xCxCC ????? )/( 0 3 )(Kk m o lkJ ????????? 所以 26 FPF tCFQ ??? hkJ / 516 3 ? ??? (6)塔底殘液的焓 WQ WWW tCWQ ??? hKJ / 0 ? ??? (7)再沸器 BQ (全塔范圍內(nèi)列衡算式 ) 塔釜熱損失為 10%，則 ? = 設(shè)再沸器損失能量 B ?精 ， DwCFB ????? 精 加熱器實(shí)際熱負(fù)荷 FDWCB 0 .9 Q ??? =+ + = BQ = 項(xiàng)目 進(jìn)料 冷凝器 塔頂餾出液 塔底殘液 再沸器 平均比熱容/ ( )kJ kmol K — — 熱量 /kJh 第三章 輔助設(shè)備 冷凝器的選型 本設(shè)計(jì)冷凝器選用重力回流直立或管殼式冷凝器 原因：因本設(shè)計(jì)冷凝器與被冷凝氣體走管間，對(duì)于蒸餾塔的冷凝器，一般選管殼式冷凝器或空冷器，螺旋板式換熱器，以便及時(shí)排出冷凝液。 取進(jìn)口（冷 卻水）溫度為 201?t ℃ (夏季 ) 冷卻水可來自自來水，冷卻水出口溫度一般不超過 40℃，否則易結(jié)垢，取出口溫度 351?t ℃。在此前提下， )/()/( KkgKJKk m o lKJC P ???? hkgttC QG P cc / 846)2035( 18 695 57. 8)( 12 ??????? 冷凝器的計(jì)算與選型 冷凝器選擇列管式，逆流方式。2139。 原因：因本設(shè)計(jì)飽和蒸汽走管內(nèi)，混合液體走管間。飽和蒸汽循環(huán)與冷液體之間方向相反，當(dāng)逆流式流入再沸器時(shí)，起液膜減少，傳熱系數(shù)增大，利于節(jié)省面積，減少材 料費(fèi)用。 Cttttttttt oDDDDm )()(ln)()()()(ln)()(2139。 ??????? ???????????? ??????? BmQ K t S?? 設(shè) K=450W/? ?Cm ??2 23 0294 6 mtK QAmC ??? ????? 取裕度系數(shù)為 ,則實(shí)際傳熱面積為 mA ?? 按雙管程計(jì)時(shí)，初步選定換熱器，其具體參數(shù)見表 殼徑 /mm 600 管子尺寸 φ 25mm 公稱壓力 /Mpa 管長 4500mm 公稱傳熱面積 /m2 管子總數(shù) 232 管程數(shù) 2 管子排列方式 正三角形 殼程數(shù) 1 折流擋板形式 圓缺形 29 第四章 塔附件設(shè)計(jì) 接管 進(jìn)料管 進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進(jìn)料管、 T 型進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管。 32 1 . 4 5 2 . 4 7 8 . 4 8 0 . 0 0 1 3 8 /3 6 0 0 3 6 0 0 8 1 3 . 7SFLMV m s? ??? ? ??? 14 4 0 . 0 0 1 3 8 0 . 0 3 3 1 3 3 . 11 . 6 1 . 6LR Vd m m m????? ? ? ? 塔底出料管 取 Wu ? ，直管出料 /L kg m? ? 4 4 0 . 0 0 3 7 2 0 . 0 5 4 4 5 4 . 41 . 6SwwVd m m mu?? ?? ? ? ?? 塔頂 蒸汽 出料管 直管出氣，取出口氣速 20 /u m s? 。選用封頭 gD 1800 6? ， JB115473。本設(shè)計(jì)采用絲網(wǎng)除沫器，其具有比表面積大、質(zhì)量輕、空隙大及使用方便等優(yōu)