【正文】 內(nèi)插法得到 1 8 .7 6 4 5 / , 6 5 .0 6 /0 .9 6 5 1 8 .7 6 5 ( 1 0 .9 6 5 ) 6 5 .0 6 2 0 .3 8 4 8 /L A L BL D mm N m m N mm N m?????? ? ? ? ? ? 塔板： 82Ft ? ℃，用內(nèi)插法得到 1 7 . 3 2 4 5 / , 6 1 . 7 8 8 /0 . 2 1 6 9 1 7 . 3 2 4 5 ( 1 0 . 2 1 6 9 ) 6 1 . 7 8 8 5 2 . 1 4 3 9 /L A L BL F mm N m m N mm N m?????? ? ? ? ? ? 塔底： 98Wt ? ℃，用內(nèi)插法得到 / , /LA LBm N m m N m???? 濱州學(xué)院化學(xué)與化工系化工原理課程設(shè)計(jì) 12 0 .0 0 5 6 1 5 .8 8 4 5 ( 1 0 .0 0 5 6 ) 5 9 .1 8 1 8 .3 9 /L W m m N m? ? ? ? ? ? ? 精餾段平均表面張力：1 2 0 . 3 8 4 8 5 4 . 1 4 3 9 3 6 . 2 6 4 4 /2Lm m N m? ??? 提留段平均表面張力：2 5 4 . 1 4 3 9 5 8 . 9 3 7 5 5 5 . 5 4 0 7 /2Lm m N m? ??? 液體平均粘度計(jì)算 ? ?lg lg , 5m i ix???? 文 獻(xiàn) 塔頂液相平均的黏度的計(jì)算 由 66Dt ? ℃ ，用內(nèi)插法求得： A m P , m P s??? ? ? ? mP s?? ? ? 進(jìn) 料板液相平均黏度的計(jì)算 由 82Ft ? ℃ ，用內(nèi)插法求得： 0. 26 5 , 0. 34 36ABm P s m P s??? ? ? ? l g 0. 21 69 l g 0. 26 5 ( 1 0. 21 69 ) l g 0. 34 36LF m? ? ? ? ? ? mP s?? ? ? 塔底液相平均黏度的計(jì)算： 由 110?wt ℃，用內(nèi)插法求得： , P s m P s??? ? ? ? l g 0. 00 56 l g 0. 21 93 ( 1 0. 00 56 ) l g 0. 28 38LW m? ? ? ? ? ? smPLWm ??? ? 所以 0 . 3 2 5 8 0 . 3 2 4 8 0 . 2 8 3 3 0 . 3 1 1 33Lm m P s? ??? ? ? 精餾塔工藝尺寸的計(jì)算 塔徑的計(jì)算 精餾段氣液相體積流量為 311112 2 . 0 1 8 2 2 8 . 6 5 4 2 0 . 6 0 6 2 m s1 . 0 4 0 8 1 0 0 0VmSVmVMV ? ?? ?? ? ? ?? 311S111 2 . 7 8 2 2 4 . 0 3 7 8L 0 . 0 0 0 3 8 m s1 0 0 0 8 0 4 . 4 6LmLmLM? ?? ?? ? ? ?? 提餾段氣液體積流量 濱州學(xué)院化學(xué)與化工系化工原理課程設(shè)計(jì) 13 312222 2 . 0 1 8 2 2 2 . 8 2 1 9 0 . 5 9 8 5 m s1 0 0 0 0 . 8 3 9 6VmSVmVMV ? ?? ?? ? ? ?? 312S221 2 . 7 0 8 2 1 9 . 0 3 7 9L 0 . 0 0 0 2 6 m s1 0 0 0 9 1 5 . 0 0 5LmLmLM? ?? ?? ? ? ?? (1)精餾段塔徑計(jì)算 欲求塔徑應(yīng)求出空塔氣速 u u ? （安全系數(shù)） ? maxu max LVVuC?????? 式中的 C 可有史密斯關(guān)聯(lián)圖文獻(xiàn) ??7 查出 橫坐標(biāo)的數(shù)值為 11220 . 0 0 0 3 8 8 0 4 . 4 2( ) ( ) 0 . 0 1 70 . 9 7 5 2 . 9 0s LsVLV ?? ? ? ? 取間距 ? ，取板上液層高度 : Lh = 故 0. 45 0. 06 0. 29TLH h m? ? ? ? 查圖得到 20 ? 因物系表面張力 ? =，故需校正 0 .220 3 6 .2 6 4 4 0 .0 6 220CC ??? ? ????? 1m a x 8 0 4 . 4 6 1 . 0 4 0 80 . 0 6 2 1 . 7 2 2 5 m s1 . 0 4 0 8u ?? ? ? ? 取安全系數(shù)為 ，則空塔速度為 濱州學(xué)院化學(xué)與化工系化工原理課程設(shè)計(jì) 14 1m a x0 .7 0 0 .7 0 1 .7 2 2 6 1 .2 0 5 8 m suu? ? ? ? ? 塔徑 : 4 4 0 .6 0 6 2 0 .8 m3 .1 4 1 .2 0 5 8sVD u? ?? ? ?? （ 2）提餾段塔徑計(jì)算 11220 . 0 0 0 3 8 9 1 5 . 0 0 5( ) ( ) 0 . 0 2 10 . 5 9 8 5 0 . 8 3 9 6s LsVLV ?? ? ? ? 取板間距 ? 板上液層高度 ? 則 0. 35 0. 06 0. 29TLH h m? ? ? ? 查文獻(xiàn)史密斯關(guān)聯(lián)圖 ??7 得到 20C? 因物系表面張力 /mN m? ? 0 . 2 0 . 220 5 5 . 5 4 0 7( ) 0 . 0 5 9 ( ) 0 . 0 7 22 0 2 0LCC ?? ? ? ? 取安全系數(shù)為 ，則空塔速度為 1m a x 9 1 5 . 0 0 5 0 . 8 3 9 6u = 0 . 7 0 . 0 7 2 1 . 6 7 2 5 m s0 . 8 3 9 6u ?? ? ? ? 塔徑4 4 0 .8 3 9 6 0 .6 7 5 0 m3 .1 4 1 .6 7 2 5sVD u? ?? ? ?? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整為 ? 根據(jù)上述精餾段和提餾段塔徑的計(jì)算，可知全塔塔徑為 = 塔截面積為 2 2 20 .8 0 .5 0 2 7 m44TAD??? ? ? ? 以下的計(jì)算將以精餾段為例進(jìn)行計(jì)算： 實(shí)際空塔氣速為 1 0 .6 0 6 2 1 .2 0 5 9 /0 .5 0 2 7TVsu m sA? ? ? 精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效高度為 TN 1 H 1 4 1 0 . 3 5 4 . 5 5 mZ ? ? ? ? ? ? ?精 精（ ） （ ） 提餾段有效高度為 TN 1 H 1 1 1 0 .3 5 3 .5 mZ ? ? ? ? ? ? ?提 提（ ） （ ） 在進(jìn)料板上方開一人孔，其高度為 。 故精餾 塔的有效高度為 Z Z Z 0 . 8 4 . 5 5 3 . 5 0 . 8 8 . 8 5 m? ? ? ? ? ? ?提精 濱州學(xué)院化學(xué)與化工系化工原理課程設(shè)計(jì) 15 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 溢流裝置計(jì)算 因塔徑 D= 可采用單溢流、弓形降液管、凹形受液盤及平直堰，不設(shè)進(jìn)口堰。 各項(xiàng)計(jì)算如下： （ 1）溢流堰長 wl 取堰長 wl 為 ，即 wl ??? （ 2）溢流堰堰高 hw w L o wh h h?? 因 為 采 用 平 直 堰 ? ?2E查 文 獻(xiàn) 液 流 收 縮 系 數(shù) 計(jì) 算 圖 ， = 223333 3 6 0 0 0 . 0 0 0 3 82 . 8 4 1 0 ( ) 2 . 8 4 1 0 1 ( ) 0 . 0 0 5 1 50 . 5 6hOWWLh E ml?? ?? ? ? ? ? ? ? ? 取板上清液層高度 ? 故 0. 06 0. 00 51 5 0. 05 48 5mW L O Wh h h? ? ? ? ? （ 3）弓形降液管的寬度 Wd 和面積 fA 由 ?Dlw ，查文獻(xiàn) ??2 弓形降液管的寬度與面積圖得 , dtAWDA?? 故 0. 17 0. 17 0. 8 0. 13 6 mdWD? ? ? ? 0 . 0 9 2 0 . 0 9 2 0 . 5 0 2 7 0 . 0 4 6 2 5 mfTAA? ? ? ? 依式 fTAHLs?? 驗(yàn)算液體在降液管中停留時間，即 濱州學(xué)院化學(xué)與化工系化工原理課程設(shè)計(jì) 16 10 . 0 4 6 2 5 0 . 3 5 4 2 . 5 9 5 s0 . 0 0 0 3 8fTSAH sL? ?? ? ? ? 故降液管設(shè)計(jì)合理。 降液管底隙高度 ho 因?yàn)樾∷?，取降液管底隙高?h。 = 0 0. 05 48 5 0. 02 85 7 0. 02 62 8m 0. 00 6 mWhh? ? ? ? ? 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理 選用凹形受液盤，深度 39。 50Wh mm? 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 800mm D? ，故塔板采用整塊式。 （ 2）邊緣區(qū)寬度確定 取 ? ? 。 （ 3）開孔區(qū)面積計(jì)算 2 2 22 ( a r c s in )180 xA x R x R R? ?? ? ? ? ? 其中： ? ? 0 . 8 (0 . 1 3 6 0 . 0 6 5 ) 0 . 1 9 9m220 . 8 0 . 0 3 5 0 . 3 6 5 m22dSCDx W WDRW? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 故 22 2 [ a r c si n( ) ] m180 ? ?? ? ? ? ? ? ? （ 4）浮閥數(shù)計(jì)算及其排列 預(yù)先選取閥孔動能因子 F 10? ,由 F。 = vu ?0 可求閥孔氣速 u ， 即00 10 9 .8 0 2 /1 .0 4 0 8vFu m s?? ? ? 閥空直徑由所選浮閥型號決定，常用的 F1型浮閥的閥空直徑為 39mm。每層塔板上浮閥個數(shù)為 22000 .6 0 6 2 520 .0 3 9 9 .8 0 244sVNdu??? ? ??? 浮閥的排列，考慮到各分塊的支承與銜接 要占去一部分鼓泡區(qū)面積，閥孔排列采用等腰三角形叉排方式。現(xiàn)按 78t mm? （底邊長）的等腰三角形叉排方式排列，則設(shè)計(jì)條件下的閥孔濱州學(xué)院化學(xué)與化工系化工原理課程設(shè)計(jì) 17 氣速為 39。220 87 /52 944sVu m sNd? ? ?????0 閥孔動能因數(shù)為 00 9 .7 5 8 7 1 .0 4 0 8 9 .9 5 5 8vFu? ? ? ? ? 所以，閥孔動能因子變化不大，仍在 912 的合理范圍內(nèi)，故此閥孔實(shí)排數(shù)適用。 開孔率 1 .2 0 5 8 1 2 .3 4 %9 .7 5 8 7ouu? ? ? ?。 此開孔率在 10%14%范圍內(nèi)，符合要求。所以這樣開孔是合理的。 塔板 流體力學(xué)驗(yàn)算 計(jì)算氣相通過浮閥塔板的靜壓頭降 每層塔板靜壓頭降可按式 P c lh h h h?? ? ? 計(jì)算。 (1)干板阻力 7 3 . 1 7 3 . 1 1 0 . 2 7 5 6 /1 . 0 4 0 8oc vU m s?? ? ? 因 00cUU? ，可用 0 . 1 7 5 0 . 1 7 50 9 . 7 5 8 71 9 . 9 1 9 . 9 0 . 0 3 6 8 58 0 4 . 4 6c Luh ?? ? ? ? ? (2)板上充氣液層阻力 本設(shè)備分離的甲醇和水混合液，即液相為碳?xì)浠衔铮扇〕錃庀禂?shù) ?? ，已知板上液層高度 ,?Lh 所以依式 Ll hh 0?? mhl ??? (3)計(jì)算液體表面張力所造成的阻力 由于采用浮閥塔板，克服鼓泡時液體表面張力的阻力很小，所以可忽略不計(jì)。因此，氣流經(jīng)一層，浮閥塔板的壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨葹? 0 .0 3 6 8 5 0 .0 3 0 .0 6 6 8 5phm? ? ? 換算成單板壓降 0 . 0 6 6 8 5 8 0 4 . 4 6 9 . 8 1 5 2 7 . 5 6f p LP h g P a?? ? ? ? ? ?(設(shè)計(jì)允許值 ) 淹塔 為了防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要控制降液管中清液層高度 ()d T wH H h?? ? dH 可用 d p l dH h h h? ? ? 計(jì)算 濱州學(xué)院化學(xué)與化工系化工原理課程設(shè)計(jì) 18 (1)氣體通過塔板的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨?ph 前面已經(jīng)算出 ph ? (2)液體通過降液管的壓頭損失 因不設(shè)進(jìn)口堰，所以可用式 d woL s 0 . 0 0 0 3 6h = 0 . 1 5 3 0 . 1 5 3 ml h 0 . 5 6 0 . 0 2 8 5 7?? ?2（ ） （ ） = （ 3） 板上液層高度 前面已經(jīng)選定液層高度為 Lh = 這樣 0 .0 6 4 0 .0 6 0 .0