【正文】 L1nmix????（1）對于塔頂： ,(0985).03FLALBLmtC??????????? （2）對于進料板： ,.7082(32)29FLALBLt? ? ? （3）對于塔底： ,(1095).3NmWLLLmtC????????????? （4）精餾段平均表面張力： ?提餾段平均表面張力： ??? 精餾塔體工藝尺寸的計算 塔徑的計算（1）精餾段的氣液體積流率為 ???????3111.. ?? ? （由式 ）maxLVuC???? ()C??由史密斯關(guān)聯(lián)圖查取，圖的橫坐標為20C1 12 .()().458hLV??取板間距 HT= 板上液層高度 hL= HT hL= =查得史密斯關(guān)聯(lián)圖到 ?吉林化工學院化工原理課程設(shè)計１３()7()7LC????. .msu??取安全系數(shù)為 ，則空塔速度為 ???塔徑 按標準塔徑圓整為 ??? ?（2）提餾段氣液相體積流率計算 ,2 ???????,2 ?? ? 其中的 查史密斯關(guān)聯(lián)圖，()L??式 中 由 計 算 20C1 1273689.()???取板間距 HT= 板上液層高度 hL= HT hL= =查史密斯關(guān)聯(lián)圖得到 ?()()5L?????取安全系數(shù)為 ，則空塔速度為 1ax0..????塔徑 按標準塔徑圓整為 ??? .6mD?根據(jù)上述精餾段和提留段塔徑的計算，可知全塔塔徑為 截面積 2 ???實際空塔氣速 ,? 精餾段塔和塔板主要工藝尺寸計算 精餾塔有效高度的計算 精 餾 段 有 效 高 度 為 1((14)????TN)H 提 餾 段 有 效 高 度 為 26在進料板上方開一個小孔，氣高度為 吉林化工學院化工原理課程設(shè)計１４故精餾塔的有效高度為 ??? 溢流裝置計算因 ，可采用單溢流弓型降液管，采用凹形受液盤，不設(shè)進口堰，各項計算如下：?（1）溢流堰長 ??(2) 溢流堰高度 hWLOh?選平直堰，堰上液高度為 ，近似取 E=1，O2 2333 ().841() ml???????取板上清液層高度 故 60Lh?..6WLOh?(3)弓形降液管的寬度 與降液管的面積dfA由 查弓型降液管圖 得 W d/D=，A f/AT=?故 .???計算液體在降液管中停留時間，136..? ? 故降液管設(shè)計合理。（4）降液管底隙高度 h0取液體通過降液管底隙的流速 ，???依下式計算降液管底隙高度 ???????故降液管底隙高度設(shè)計合理。選用凹形受液盤 深度 39。0whm 塔板布置（1）塔般的分塊因 ，故塔板采用分塊式。由文獻（一）查表 53 得，塔板分為 4 塊。80mD?（2）邊緣區(qū)寬度確定 取 。 cW???（3）開孔區(qū)面積計算 221(in)8a xAxrr??????? 其中：吉林化工學院化工原理課程設(shè)計１５??(0237.)???????..6Cr故 [()].048aA????????（4）篩孔數(shù) n 與開孔率 φ本設(shè)計所處理的物系無腐蝕性，可選用 碳鋼板，取篩孔直徑 。.m??md?篩孔按正三角形排列，取 孔中心距為 351td??取篩孔的孔徑 d 0=5mm塔板上篩孔數(shù)目為 ????塔板開孔區(qū)的開孔率 φ 220..97().97()%?開孔率在 515%范圍內(nèi)，符合要求。氣體通過篩孔的氣速 ???? 篩板的流體力學驗算 塔板壓降（1）干板阻力 計算： 干板阻力 ，由 查文獻（1）中圖 510 得 chch??C0=液柱2 201..().5()().4m7VcLuC????（2）氣流穿過板上液層的阻力 hl計算 ??1/21/.()aVFukg?????查文獻（1）中 511，得 。 6?故 液柱??.?（3）液體表面張力的阻力 計算?液體表面張力所產(chǎn)生的阻力液柱???????吉林化工學院化工原理課程設(shè)計１６氣體通過每層塔板的液柱高度 ?????氣體通過每層塔板的壓降為（設(shè)計允許值）.?????（4）液面落差 對于篩板塔液面落差很小，但本例的塔徑和液流量均不大，故可忽略。 液沫夾帶量 ev 的驗算塔板上鼓泡層的高度 ???kg 液/kg 氣 kg6 ()()0195avTfueHh?????液/kg 氣∴e v在本設(shè)計中在允許范圍內(nèi)，精餾段在設(shè)計負荷下不會發(fā)生過量液沫夾帶。 漏液的驗算對篩板塔，漏夜點氣速為 0,min04.(.)).095/2LVuCh ms????????? 實際孔速 00,?篩板的穩(wěn)定性系數(shù) ,i13..569K???該值大于 ，符合設(shè)計要求。故本設(shè)計中精餾段在設(shè)計負荷下無明顯漏液。 液泛驗算為防止降液管液泛的發(fā)生，應使降液管中清液層高度 )(WTdhH???甲醇—水物系屬一般物系，取 ，??().(46).23mTWHh???而 dpLd?板上不設(shè)進口堰，則液柱 ? ()dTWh??故在本設(shè)計中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象。 塔板負荷性能圖 漏液線由 0,min04.(.)LVuCh????吉林化工學院化工原理課程設(shè)計１７ 2,in 30 .84()10S hLwowwVLuhhEAl???? 得 {0563[61()].}??????則 3, sVL在操作范圍內(nèi)，任取幾個 Ls 值，依上式計算出 Vs 的值，計算結(jié)果見下表 31 表 31由上表數(shù)據(jù)可做出漏液線 1 液沫夾帶線取霧沫夾帶極限值 依式 ?液 氣 ()avTfueHh????式中 STfVuVA? .5()fwOWhh?Wh=即 sL??? 故 ??2. ssL? ssHh???6 .()0191a SvLTfuVehL????????????則 sV在操作范圍內(nèi)，任取幾個 Ls 值，依上式計算出 Vs 的值，計算結(jié)果見表 32： 表 32由上表數(shù)據(jù)即可做出液沫夾帶線 2 液相負荷下限線 對于平直堰，取堰上層高度 作為最小液體負荷標準。 ?Ls, Vs， Ls， Vs， 23,in0 0.([()]hLS WVCAl???吉林化工學院化工原理課程設(shè)計１８ 取 ().06sOWWLhEl?????? ,min0sL據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷下限線 3。 液相負荷上限線 取 作為液體在降液管中的停留時間的下限4??則 4fTsAHL?3,??據(jù)此可作出與氣體流量 VS無關(guān)的垂直線，液相負荷上限線 4。 液泛線令 ()dTWHh???由 11。PLdPcLWOhh???????； ； 聯(lián) 立 得 OWcd??（ 1） （ ）,OWcShV?S忽 略 ， 將 與 與 ， 與 的 關(guān) 系 式 代 入 上 式 ， 并 整 理 得22aVb????2/3L????2 ????????????????? ?.TWHh??????34=72 ().410(.)? ???????????????????2/3 2/故 即 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 Ls 值，依上式計算出 Vs 的值，計算結(jié)果見下表 33表表 33由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線 5 根據(jù)以上方程可作出篩板塔的負荷性能圖。精餾塔負荷性能圖見圖 3—1Ls， Vs， 吉林化工學院化工原理課程設(shè)計１９精 餾 段 篩 板 負 荷 性 能 圖012345670 Ls(m3/s)Vs(m3/s)系 列 1系 列 2系 列 3系 列 4系 列 5系 列 6圖 31，作出操作點，與原點連接，即為操作線。，按生產(chǎn)任務規(guī)定的氣相和液相流量所得到的操作點 P 在適宜操作區(qū)的適中位置，說明塔板設(shè)計合理。，所以塔板的氣相負荷上限由液沫夾帶控制，操作下限由漏液線控制。，從負荷性能圖中可查得氣相負荷上限 Vsmax= m3/s,氣相負荷下限 Vsmin= m3/s，所以可得故操作彈性為 ?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)計是合理的。 板式塔的結(jié)構(gòu) 塔體結(jié)構(gòu)板式塔內(nèi)部裝有塔板、降液管、各物流的進出口及人孔（手孔） 、基坐、除沫器等附屬裝置。除一般塔板按設(shè)計間距安裝外，其它處根據(jù)需要決定其間距。塔頂空間 塔頂空間指塔內(nèi)最上層塔板與塔頂?shù)拈g距。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，此段遠高于板間距，取 。塔底空間（1） 、塔底儲液空間依儲液量停留 3－5min 或更長時間而定。（2） 、塔底液面至下層塔板之間要有 的間距。人孔對于 的板式塔，為安裝、檢修的要求，每隔 8 層塔板設(shè)一人孔，本塔共mD10?開 3 個人孔。提餾段開 2 個人孔精餾段開 1 個。人孔處板間距為 800mm，直徑為500mm，其伸出塔體的筒長為 200mm。吉林化工學院化工原理課程設(shè)計２０塔高有效塔高 H =(n－n F－n P－1)H T+nFHF+nPHP+HP+HB