【正文】 0 . 0 0 9σ ??????提 q線的計算 已知進料為過熱蒸汽進料，原料液的露點為 tF=52℃ ，原料液的平均比熱容為 Cp (kg ℃ ) ，原料液的汽化熱為 r=480kJ / q 的定義， 原料液進料溫度為 88℃時 [9] ??????? r ttCHq dFL )(H HH pV FV ????? ）（ 水和丙酮 平均相對揮發(fā)度α 的計算 查化工工程手冊有： 兩組分正常沸點溫度： k m o lk c a l7 2 1 0Lk m o lk c a l9 7 2 9L3 2 9 . 3 5 K5 6 . 22 7 3 . 1 5T3 7 3 . 1 5 K1 0 02 7 3 . 1 5Tbb????????丙酮水丙酮水 根據(jù)公式： ? ??????? ?????????? ??? 21b2b1LLT 1T 10 . 2 5 1 6 4e x pα (44) 得 : ? 回流比的確定 由于是過熱蒸汽進料，有 q線方程 ?????? q xxq q F 平衡線方程 xxx )1(1y ????? ?? 兩方程聯(lián)立即求得 x=xq=,y=yq=。 因為 20 qqqD xy yxR ???m in = 8 8 3 2 6 2 3 9 8 ??? 一般操作回流比取最小回流比的 ～ 2倍，本設計取 倍 [10][12]。 即 R==? = L=R D= = 39。L =L+q F= = V=（ R+1） D=（ +1） =39。V =V（ 1q） F= = kmol/h 塔板數(shù) 由上述數(shù)據(jù) 求得， 精餾段方程： 1??RRy x+ 1x?RD =+ 提鎦段方程： xWL FL ?? ?? qFqy WL W W??? qFx= 而平衡線 方程xxx )1(1y ????? ??由 x=,作圖使想 x＜ ,得 x=14,塔板進料在 x=7。作圖得 [13][14]， 圖 21 總的理論塔板數(shù)為 13塊（包括再沸器），第 7塊理論塔板為進料板，精餾段 塔板 有 6塊板，提餾段 塔板 有 7 塊板。 取 實際全塔效率 ? ， 所以有： 120. 56ENN TTP精 ???,即為 12 塊 140. 507ENN TTP 提 ???,即為 14塊 全塔實際塔板數(shù)： 261412NNN P 提P 精P ????? 塊 塔徑 精餾段的汽液相體積流速為 [15][18]： /s2. 1 1m1. 5 936 00 44 . 9826 8. 5 236 00 ρVMV 3V1V1S1 ????? /s0 . 0 0 0 6 9 4 m1 2 3 1 . 6 43 6 0 0 2 0 . 6 21 4 9 . 1 83 6 0 0 ρLML 3L1L1S1 ?? ??? 由 VVLm a x ρ ρρCu ?? (45) 0 . 0 11 . 5 91 2 3 1 . 6 42 . 1 10 . 0 0 0 6 9 4ρρVL2121V1L1S1S1 ?????????????????? 取板間距 ? ，板上液層的高度 ? ，則 0 .3 50 .0 50 .4 0hH LT ???? 查史密斯關聯(lián)圖可知： ? 0 . 0 8 8206 2 . 6 60 . 0 720σCC 0 .20 .2L120 ??????????????? 2 . 4 5 m/ s1 . 5 9 1 . 5 91 2 3 1 . 6 40 . 0 8 8u m a x 1 ??? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為： 1 .7 2 m /s0 .7 uu m a x11 ?? 1 . 2 5 m1 . 7 2π 2 . 1 14uπ V4D1S11 ??????? 22 按標準塔徑園整后為： ? 塔截面積為： 222T 1 . 5 3 8 6 m1 . 4 04πD4πA ????? 實際空塔氣速： 1 .1 2 m /s1 .5 3 8 61 .7 2u ?? 提餾段的汽液相體積流速為： /s1 . 0 4 m0 . 9 03600 2 6 . 9 31 2 5 . 1 83600 ρMVV 3V2V239。S2 ????? /s0. 0 00 6 2m10 29 . 9 636 00 18 . 3812 5. 1836 00 ρMV L 3L2L2S2 ?? ??? ‘ 由 VVLm a x ρ ρρCu ?? 0 . . 0 20 . 9 01 0 2 9 . 9 61 . 0 40 . 0 0 0 6 2ρρVL2121V2L2S2S2 ?????????????????? 取板間距 ? ，板上液層的高度 ? ，則 0 .3 40 .0 60 .4 0hH LT ???? 查史密斯關聯(lián)圖可知： ?C 0 . 0 8 5205 4 . 1 00 . 0 720σCC 0 .20 .2L220 ??????????????? 1 . 2 8 7 m/ s0 . 9 0 0 . 9 01 0 2 9 . 9 60 . 0 8 5u m a x 2 ??? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為： 0 .9 0 1 m / s0 .7 uu m a x 22 ?? 1 . 2 1 m0 . 9 0 1π 1 . 0 44uπ V4D2S22 ??????? 按標準塔徑園整后為： ? 塔截面積為： 222T 1 . 5 3 8 6 m1 . 44πD4πA ????? 實際空塔氣速： 0 .5 9 m /s1 .5 3 8 60 .9 0 1u ?? 23 塔板主要工藝尺寸的計算 溢流裝置計算 因為 ? ，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。 各項計算如下： 1. 堰 長 取 W ?? Wh owLW hhl ?? ，選用平直堰， 堰上液層高度 : 32WhW lLE10 002. 84h ????????? （弗蘭西斯公式） (46)近似取 1E? ,則 精餾段： 0. 00 0 02 m0. 92 40. 00 0 69 4110002. 84h32ow ?????????? 0 .0 4 9 9 8 m0 .0 0 0 0 20 .0 5h W ??? 提餾段： 0. 00 0 02 m0. 92 40. 00 0 06 2110002. 84h32ow ?????????? 0 .0 4 9 9 8 m0 .0 0 0 0 20 .0 5h W ??? Wh 都在 ～ ，合理 Wd 和截面積 Af 由 ? ,查表得： Tf ? , ? 即： 2f ? ? 停留時間： 精餾段： 6 . 2 5 s3600 0 . 0 0 0 6 9 4 0 . 40 . 1 0 83600L H3600AθSTf ?? ???? 提餾段： 6 . 9 6 s3 6 0 00 . 0 0 0 6 2 0 . 40 . 0 5 6 73 6 0 0L H3 6 0 0 AθSTf ?? ???? 都大于 5 秒，故合理 。 24 4. 降液管底隙高度 0h 精餾段：取 ?? 0 . 0 1 2 9 m0 . 0 80 . 9 2 43600 36000 . 0 0 0 6 9 4ul3600 Lh0wSo ??? ?????? ＜ 為了防止液泛，故應選取 ? m0 2 3 5 . 0 20 . 0 4 3 5 4hh ow ???? ＞ 故合理 精餾段：取 ?? 0 . 0 1 98 m0 . 1 70 . 9 2 43600 36000 . 0 0 33 4ul3600 Lh0wSo ??? ??????? ＜ 圓整，選取 ?? 0 .0 1 0 5 m0 .0 30 .0 4 0 5hh ow ???? ＞ 故合理 選用凹型受液盤，深度 50mmhw ?? 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列 1 .板分布 本設計塔徑 ? ，采用分塊式塔板，分為三塊，以便通過人孔裝拆塔板。 取閥孔動能因子 11F0? 精餾段： 孔速 8 . 7 2 m / s1 . 5 911ρFuV1001 ??? 每層塔板上的浮閥數(shù)目為 ? ? 838 2 . 0 38 . 7 20 . 0 3 90 . 7 8 5 2 . 1 1ud4π VN 20220 S ?????? 提餾段： 25 孔速 1 1 . 6 0 m / s0 . 911ρFu V2020 ??? 每層塔板上的浮閥數(shù)目為 ? ? 767 5 . 0 81 1 . 6 00 . 0 3 90 . 7 8 5 1 . 0 4ud4πVN20220S ?????? 因為精提餾段塔徑 D都為 米，且精提餾段浮閥孔數(shù)目相差不大 故取 83N? 個（理論） 取邊緣區(qū)寬度： ? 破沫區(qū)寬度： 0 .1 7 3 6 m0 .1 2 4 DW d ?? 計算塔板上的鼓泡區(qū)面積，即： ?????? ???? Rxa r c s inR180πxRx2A 2220 (47) 其中 0 . 6 5 m0 . 0 521 . 4W2DRC ????? ? ? ? ? 0 . 4 5 6 4 m0 . 0 70 . 1 7 3 621 . 4WW2DxSd ??????? 22220 0 . 8 3 m0 . 6 50 . 4 5 6 4a r c s i n0 . 4 51 8 0π0 . 4 5 6 40 . 6 50 . 4 5 6 42A ??????? ???? ? 浮閥排列方式采用等腰三角形叉排，取同一個橫排的 孔 心距 75mmt? 則排間距 t? 有： 0 . 1 3 m0 . 0 7 583 0 . 8 3tNAt 0 ?????? 考慮到采用分塊式塔 板，且各塊的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡面積，故取65mmt ?? ，按 75mmt ? ， 65mmt ?? ，以等腰三角形叉排方式作圖（叉排法， 相鄰浮閥容易吹動液層，鼓泡均勻，常被采用 ），排得閥孔數(shù) 80 個。 按 80N? 重新核算孔速及閥孔 功能因素 精餾段： ? ? 8 . 8 0 m / s800 . 0 3 90 . 7 8 5 2 . 1 1Nd4π Vu 220 S01 ????? 1 1 . . 1 01 . 5 98 . 8 0F 0 ??? ,在 9～ 12之間，符