【正文】 2 8 20 .3 3 ) / 2 20 .8 1 /Lm mN m? ? ? ? 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 精餾段的氣液相體積流率為 31 2 1 . 2 1 8 0 . 1 2 0 . 9 9 2 9 /3 6 0 0 3 6 0 0 2 . 7 1 7VmsVmVMV m s? ?? ? ?? 38 6 . 5 8 8 1 . 7 6 0 . 0 0 2 4 /3 6 0 0 3 6 0 0 8 0 8 . 3 6LmsLmLML m s? ?? ? ?? 1 / 2 1 / 20 . 0 0 2 4 3 6 0 0 8 0 8 . 3 6( ) ( ) 0 . 0 4 1 70 . 9 9 2 9 3 6 0 0 2 . 7 1 7hLhLVv ?? ???? 取板間距 HT=, 板上液層高度 hL=, 則 mhH LT ???? 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 C20= 吉林化工學院化工原理課程設計 19 0 . 2 0 . 220 ( ) 0 . 0 4 6( ) 0 . 0 4 6 42 0 2 0LCC ?? ? ? max 8 0 8 . 3 6 2 . 7 1 70 . 0 4 6 4 0 . 7 9 9 / C m s?????? ? ? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 max0 . 8 0 . 8 0 . 7 9 9 0 . 6 3 9 /u u m s? ? ? ? 4 4 0 . 9 9 2 9 . 1 4 0 . 6 3 9sVDmu? ?? ? ?? 按標準塔徑圓整后 D= 。 （ 1）堰長 lW D m? ? ? ?[5] （ 2）溢流堰高度 hW 由 hW=hLhOW ,選用平直堰，堰上液層高度 由弗朗西斯公式 3/2)(10 whOW lLEh ?計算， 近似取 E=1 則 則 2 / 32 . 8 4 0 . 0 0 2 4 3 6 0 01 ( ) 0 . 0 1 3 41 0 0 0 0 . 8 4OWhm?? ? ? ? 取板上清液層高度 hL=80mm , 故 hW=hLhOW== （ 3）弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA 由 / ? 吉林化工學院化工原理課程設計 21 TAA ? ? 故 20. 05 8 0. 09 2 1. 54 0. 08 93fTA A m? ? ? ? 0. 12 0. 12 1. 4 0. 16 8dW D m? ? ? ? 依式 3600 (3 5)fThAHL? ?? 驗算液體在降液管中的停留時間 , 3600 3 6 0 0 0 . 0 8 9 3 0 . 4 0 1 4 . 8 8 53 6 0 0 0 . 0 0 2 4fThAH ssL? ??? ? ? ?? 故降液管設計合理。0 3 6 0 0 0 . 0 0 2 4 6 0 0 0 . 6 0 . 0 83600 h wLhmlu ????? 0 0. 06 66 0. 05 0. 01 66 0. 01 34wh h m m? ? ? ? ? 故降液管底隙高度設計合理 。 ? 吉林化工學院化工原理課程設計 22 （ 1）塔的分塊 因 1400 800D mm mm??， 故塔板采用分塊式，查表得，塔 板 分為 4塊 表 13 塔板分塊數(shù) 塔徑 ,mm 800~1200 1400~1600 1800~2021 2200~2400 塔板分塊數(shù) 3 4 5 6 （ 1） 邊緣區(qū)寬度確定 S39。本 設計的1400 1600D mm mm??,故液面落差可忽略不計 。 2 200 . 1 5 3 ( ) 0 . 0 . 1 5 3 0 . 0 8 0 . 0 0 1dh u m? ? ? ? ? 液 柱 0 . 0 7 5 1 0 . 0 8 0 . 0 0 1 0 . 1 5 6 1dHm? ? ? ? 液 柱 )( WTd HHH ?? ? 故在本設計中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象 . 由 VLL hhcu ??? /)( 0m in,0 ??? 0min,min,0 AVu s? WWL hhh 0?? 吉林化工學院化工原理課程設計 26 3/20 )(10 whW lLEh ? 得 ： 2 / 3, m i n 0 023 . 4 { 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3[ ( ) ] } /100036002 . 8 4 8 0 8 . 3 64 . 4 0 . 7 7 2 0 . 1 0 1 1 . 1 3 0 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 0 . 0 6 6 6 1 ( ) 0 . 0 0211 0 0 0 0 . 8 4 2 . 7 1 7hS W L VwsLV c A h E hlL? ??? ? ? ??? ????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ?????? 整理得 ?? 2 / 3, m i n 4 . 4 0 . 0 8 8 0 . 0 1 2 1 6 0 . 0 9 7 4 8 0 8 . 3 6 / 2 . 7 1 7sSVL? ? ? 2 / 36 . 6 8 7 0 . 0 1 2 1 6 0 . 0 9 7 4 SL?? 在操作范圍內(nèi) ,任取幾個 值 ,依上式計算 值結(jié)果列于表中 smLS /, 3 smVs /, 3 由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線 1 以 氣液 kgkgev /? 為限 ,求 SS LV? 關(guān)系如下 : )(fTaLv hHue ??? ?? 由 1 . 5 4 0 . 0 8 9 3ssasTfVVuVAA? ? ??? )( owwLf hhhh ??? ? 2 / 3 2 / 1 ( ) 0 . 7 4 91 0 0 0 0 . 8 4 so w slhL? ? ? ? 故 2 / 65 25fs?? 2 / 30. 23 35 1. 87 25T f sH h L? ? ? 吉林化工學院化工原理課程設計 27 6 3 2 / 3 . 7 1 0 ( ) 0 . 12 0 . 8 1 1 0 0 . 2 3 3 5 1 . 8 7 2 5SvsVe L??????? 整理得 2 / 32. 14 17 .1 8SsVL?? 在操作范圍內(nèi) ,任取幾個 值 , 依上式計算 值結(jié)果列于表中 smLS /, 3 sm /,v 3s 由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線 2 對于平直堰 ,取堰上液層高度 mhow ? 作為最小液體負荷標準 .由式 )3600( 3/20 ?? w sW l LEh 取 E=1,則 3 / 2 3,m i n 0 . 0 0 6 1 0 0 0 0 . 8 4( ) 0 . 0 0 0 7 2 /2 . 8 4 3 6 0 0sL m s??? 由此可做出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷下限 3. 以 4s? ? 作為液體在降液管中停留時間的下限 ,由式 4fTsAHL? ?? 故 3,m i n 0 . 0 8 9 3 0 . 4 0 . 0 0 8 9 3 /44fTS AHL m s?? ? ? 由此可做出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷上限 4 令 )( WTd HHH ?? ? 由 dlpd HHHH ??? 。 Lhh ??1 。239。239。 LVcAa ??? WT hHb )1(39。 )/( hlc W? 3/2339。 20 . 0 5 1 2 . 7 1 7( ) 0 . 0 2 2 ( 0 . 1 0 1 1 . 1 3 0 0 . 7 7 2 )a ? ? ??? 39。 (0 . 8 4 0 . 0 5)c ??? 39。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，其高度應大于板間距，設計中通常取塔頂間距為 (~)HT。 (2)塔底空間 指塔內(nèi)最下層培板到塔底間距。 (3)人孔 對于 D≥1000mm 的板式塔，為安裝、檢修 的需要，一般每隔 6~8 層塔板設一人孔。設人孔處的板間距應等于或大于 600mm?？砂聪率接嬎?，即 H=(nnFnP1)HT+nFHF+nPHP+HD+HB+H1+H2 式中 H—— 塔高， m； n—— 實際塔板數(shù)； nF—— 進料板數(shù)； HF—— 進料板處板間距， m； np—— 人孔數(shù)； HB—— 塔底 空間高度， m； HP—— 設人孔處的板間距， m； HD—— 塔頂空間高度， m； H1—— 封頭高度， m； H2—— 裙座高度 m。塔徑小于 800mm 時，一般采用整塊式；當直徑大于 900 mm 時，人已能在塔內(nèi)進行裝拆，常用分塊式塔板。當塔徑在 800 mm～ 900mm 之間時，兩種型式均可采用，視具體情況而定。 塔板分塊數(shù) 塔徑 ,mm 800~1200 1400~1600 1800~2021 2200~2400 塔板分塊數(shù) 3 4 5 6 吉林化工學院化工原理課程設計 31 （塔板分為三塊） （塔板分為四 塊） （塔板分為五塊） （塔板分為六塊） 單溢流型塔板分塊板示意圖 吉林化工學院化工原理課程設計 32 本章 主要符號說明 符號 意義 SI Ａ 組分Ａ的量 Kmol Ｂ 組分Ｂ的量 Kmol Ｄ 塔頂產(chǎn)品流率 Kmol/s Ｅ Ｔ 總板效率 X 液相組分中摩爾分率 Y 氣相組分中摩爾分率 α 相對揮發(fā)度 μ 粘度 Pas F 原料進量或流率 Kmol/s L 下降液體流率 Kmol/s N 理論塔板數(shù) P 系統(tǒng)的總壓 Pa R 汽化潛熱 KJ/Kmol T 溫度 K V 上升蒸氣流率 Kmol/s W 蒸 餾釜的液體量 Kmol hc 與干板壓強降相當?shù)囊褐叨? m hd 液體流出降液管的壓頭損失 m hL 板上液層高度 m Wc 邊緣區(qū)高度 m Wd 弓形降壓管寬度 m Ws 破沫區(qū)寬度 m Z 塔的有效段高度 m ε 0 板上液層無孔系數(shù) θ 液體在降液管內(nèi)停留時間 s ρ L 液體密度 Kg/m3 ρ V 氣體密度 Kg/m3 σ 液體表面張力 dyn/cm Wd` 降液管寬度 m ρ 密度 Kg/m3 Aa 基板鼓泡區(qū)面積 m2 Af 總降壓管截面積 m2 AT 基截面積 m2 C 氣相負荷參數(shù) C20 液體表面張力為２０ 時的氣相負荷參數(shù) Cf 泛點負荷系數(shù) d0 篩板直徑 m D 塔徑 m F0 篩孔動能因數(shù) g 重力加速度 m2/s 吉林化工學院化工原理課程設計 33 h0 降液管底隙高度 m hp 與單板壓降相當?shù)囊簩痈叨? m hW 出口堰高 m hσ 與克服表面張力壓強降相當?shù)囊褐叨? m hd 降液管壓強降相當液柱高度 m HT 板間距 m LW 堰長 m Lh 塔內(nèi)液體流量 m3/h Ls 塔內(nèi)液體流量 m3/s N 一層塔板上的篩孔總數(shù) U 空塔氣速 m/s U0 篩板氣速 m/s Vh 塔內(nèi)氣體流量 m3/h Vs 塔內(nèi)氣體流量 m3/s 吉林化工學院化工原理課程設計 34 第 4 章 輔助設備及選型 精餾塔的附屬設備 精餾塔的附屬設備包括蒸氣冷凝器、產(chǎn)品冷卻器、再沸器 (蒸餾釜 )、原料預熱器等，可根據(jù)有關(guān)教材或化工手冊進行選型與設計。 （ 1）再沸器 (蒸餾釜 ) 該裝置的作用是加熱塔底料液使之部分氣化，以提供精餾塔內(nèi)的上升氣流。 應予指出，再沸器的傳熱面積是決定塔操作彈性的主要因素之一，故估算其傳熱面積時安全系數(shù)要選大一些，以防塔底蒸發(fā)量不足影響操作。按冷凝器與塔的相對位置區(qū)分，有以下幾類。其優(yōu)點是蒸氣壓降較小，節(jié)省安裝面積，可藉改變升氣管或塔板位置調(diào)節(jié)位差以保證回流與采出所需的壓頭。該方式常用于以下幾種情況： ① 傳熱面較小 (例如 50m2以下 )； ② 冷凝液難以用泵輸送或泵送有危險的場合； ③ 減壓蒸餾