化工原理課程設(shè)計(jì)---板式精餾塔的設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書</p><p><b>　　化工與制藥學(xué)院</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p>　　課題名稱：板式精餾塔的設(shè)計(jì) </p><p><b>　　專業(yè)班級(jí)： </b></p>&

2、lt;p><b>　　學(xué)生學(xué)號(hào)：</b></p><p><b>　　學(xué)生姓名： </b></p><p><b>　　學(xué)生成績(jī):</b></p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　課題工作時(shí)間：2012年6月18號(hào)

3、——2012年6月30號(hào) </p><p><b>　　化工與制藥學(xué)院</b></p><p>　　《課程設(shè)計(jì)》綜合成績(jī)?cè)u(píng)定表</p><p>　　指導(dǎo)教師簽名： 學(xué)科部主任簽名：</p><p>　　年 月 日

4、 年 月 日</p><p><b>　　化工與制藥學(xué)院</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　專業(yè) 班級(jí) 學(xué)生姓名 </p><p>　　發(fā)題時(shí)間： 2012 年 6

5、 月 18 日</p><p><b>　　課題名稱</b></p><p>　　板 式 精 餾 塔 的 設(shè) 計(jì)</p><p>　　課題條件（文獻(xiàn)資料、儀器設(shè)備、指導(dǎo)力量）</p><p>　　1 化工原理及化工原理課程設(shè)計(jì)相關(guān)資料</p><p>　　2 化學(xué)工程設(shè)備計(jì)算及繪圖

6、相關(guān)資料</p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)（包括設(shè)計(jì)、計(jì)算、論述、實(shí)驗(yàn)、應(yīng)繪圖紙等，只需簡(jiǎn)明列出大項(xiàng)目）</p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容</b></p><p>　?。?） 計(jì)算板式精餾塔的實(shí)際板數(shù)（包括理論板的求取，板效率的計(jì)算等）</p><p>　?。?） 塔板的設(shè)計(jì)（包括板上的布局，孔的設(shè)計(jì)等）<

7、;/p><p>　?。?） 塔板流體力學(xué)的核算（壓力降，負(fù)荷性能圖等）</p><p><b>　?。?） 塔附件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2 繪圖要求</b></p><p>　　設(shè)備裝備圖（1號(hào)圖紙）和畫工藝流程圖，圖紙規(guī)格2#圖紙，制圖時(shí)必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。</p>&

8、lt;p><b>　　設(shè)計(jì)所需技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)應(yīng)滿足精餾原理及塔設(shè)備相應(yīng)技術(shù)要求。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書內(nèi)容</b></p><p>　　(1) 目錄(2) 設(shè)計(jì)題目(3) 流程示意圖(4) 流程和方案的說(shuō)明及論證(5) 設(shè)計(jì)結(jié)果概要（主要設(shè)備尺寸，各種物料量和操作狀態(tài)，能

9、耗指標(biāo)，設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的主要操作參數(shù)及附屬設(shè)備的規(guī)格型號(hào)及數(shù)量）(6) 設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明</p><p>　　(7) 對(duì)設(shè)計(jì)的評(píng)述及有關(guān)問(wèn)題的分析討論(8) 參考文獻(xiàn)目錄</p><p>　　進(jìn)度計(jì)劃（列出完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容、繪圖等具體起始日期）</p><p>　　1.查找資料，初步確定設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)內(nèi)容，5天。2.撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，2天，</p><p

10、>　　3　繪制工藝流程圖，2天　　4、論文答辯：1天</p><p>　　指導(dǎo)教師（簽名）： 2012 年 6 月 18 日 </p><p>　　學(xué)科部（教研室）主任（簽名）： 2012年 6 月 18 日</p><p>　　正戊烷-正己烷浮閥塔精餾塔設(shè)計(jì)</p><p><

11、b>　　【摘要】</b></p><p>　　化工生產(chǎn)常需進(jìn)行液體混合物的分離以達(dá)到提純或回收有用組分的目的，精餾是利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝達(dá)到輕重組分分離的方法。精餾操作在化工、石油化工、輕工等工業(yè)生產(chǎn)中中占有重要的地位。為此，掌握氣液相平衡關(guān)系，熟悉各種塔型的操作特性，對(duì)選擇、設(shè)計(jì)和分析分離過(guò)程中的各種參數(shù)是非常重要的。</p><

12、;p>　　塔設(shè)備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備類型之一。本次設(shè)計(jì)的篩板塔是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備。此設(shè)計(jì)苯-甲苯物系的精餾問(wèn)題進(jìn)行分析、選取、計(jì)算、核算、繪圖等，是較完整的精餾設(shè)計(jì)過(guò)程，該設(shè)計(jì)方法被工程技術(shù)人員廣泛的采用。</p><p>　　精餾過(guò)程的實(shí)質(zhì)是利用混合物中各組分具有不同的揮發(fā)度。即在同一溫度下，各組分的飽和蒸汽壓不同這一性質(zhì)，使液相中的輕組分轉(zhuǎn)移到汽相中，汽相中的重組分轉(zhuǎn)移到液相中，從

13、而達(dá)到分離的目的。因此精餾塔操作彈性的好壞直接關(guān)系到石油化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　精餾設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)方案的選取，主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算——物料衡算、熱量衡算、工藝參數(shù)的選定、設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算，輔助設(shè)備的選型，工藝流程圖，主要設(shè)備的工藝條件圖等內(nèi)容。通過(guò)對(duì)精餾塔的運(yùn)算，可以得出精餾塔的各種設(shè)計(jì)如塔的工藝流程、生產(chǎn)操作條件及物性參數(shù)是合理的，換熱器和泵及各種接管尺寸是合理的，以保證精餾

14、過(guò)程的順利進(jìn)行并使效率盡可能的提高。</p><p>　　【關(guān)鍵字】 正戊烷 正己烷 精餾段 提餾段</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要4</b></p><p><b>　　第一章 概論7</b></p><p

15、>　　1.1 塔設(shè)備在化工生產(chǎn)中的作用和地位:7</p><p>　　1.2 塔設(shè)備的分類及一般構(gòu)造7</p><p>　　1.3 對(duì)塔設(shè)備的要求8</p><p>　　1.4 塔設(shè)備的發(fā)展及現(xiàn)狀:8</p><p>　　1.5 塔設(shè)備的用材8</p><p>　　1.6 板式塔的常用塔型及其選用8&

16、lt;/p><p>　　1.6.1 泡罩塔9</p><p>　　1.6.2 篩板塔9</p><p>　　1.6.3 浮閥塔9</p><p>　　1.7 塔型選擇一般原則9</p><p>　　1.7.1 與物性有關(guān)的因素9</p><p>　　1.7.2 與操作條件有關(guān)的因素9&l

17、t;/p><p>　　1.7.3 其他因素11</p><p>　　1.8 板式塔的強(qiáng)化12</p><p>　　第二章 塔板計(jì)算13</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)與條件13</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算13</p><p>　　2.2.1 設(shè)計(jì)方案的確定13</p

18、><p>　　2.2.2 精餾塔的物料衡算13</p><p>　　2.2.3 塔板數(shù)的確定14</p><p>　　第三章 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算19</p><p>　　3.1 操作壓力19</p><p>　　3.2 操作溫度19</p><p>　　3.3 平均摩爾質(zhì)

19、量19</p><p>　　3.4 平均密度20</p><p>　　3.5 液相平均表面張力23</p><p>　　3.6 液相平均黏度25</p><p>　　3.7物性數(shù)據(jù)總匯27</p><p>　　第四章 精餾塔的塔體、塔板工藝尺寸計(jì)算28</p><p>　　4.1 塔

20、徑的計(jì)算28</p><p>　　4.2 精餾塔高度的計(jì)算28</p><p>　　4.3 溢流裝置計(jì)算30</p><p>　　4.4 塔板布置33</p><p>　　第五章 塔板流體力學(xué)驗(yàn)算36</p><p>　　5.1塔板壓降36</p><p>　　5.2 液泛計(jì)算36

21、</p><p>　　5.3 霧沫夾帶37</p><p>　　第六章 塔板負(fù)荷性能圖38</p><p><b>　　6.1漏液線38</b></p><p>　　6.2液沫夾帶線38</p><p>　　6.3 液相負(fù)荷下限線39</p><p>　　6.4

22、液相負(fù)荷上限線39</p><p><b>　　6.5液泛線39</b></p><p>　　6.6 塔板負(fù)荷性能圖40</p><p>　　6.7 計(jì)算結(jié)果匯總表41</p><p>　　結(jié)束語(yǔ)┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈43</p><p&

23、gt;　　參考文獻(xiàn)┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈43</p><p><b>　　第一章 概論</b></p><p>　　1.1 塔設(shè)備在化工生產(chǎn)中的作用和地位</p><p>　　塔設(shè)備是石油、化工生產(chǎn)中廣泛使用的重要生產(chǎn)設(shè)備，在石油、化工、輕工等生產(chǎn)過(guò)程中，塔設(shè)備主要用于氣、液兩相直接接觸

24、進(jìn)行傳質(zhì)傳熱的過(guò)程，如精餾、吸收、萃取、解吸等，這些過(guò)程大多是在塔設(shè)備中進(jìn)行的。塔設(shè)備可以為傳質(zhì)過(guò)程創(chuàng)造適宜的外界條件，除了維持一定的壓強(qiáng)、溫度、規(guī)定的氣、液流量等工藝條件外，還可以從結(jié)構(gòu)上保證氣、液有充分的接觸時(shí)間、接觸空間和接觸面積，以達(dá)到相際之間比較理想的傳質(zhì)和傳熱效果</p><p>　　1.2 塔設(shè)備的分類及一般構(gòu)造</p><p>　　隨著時(shí)代的發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣型式的塔，

25、而且不斷有新的塔型出現(xiàn)。雖然塔型眾多，但根據(jù)塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通常將塔分為板式塔和填料塔兩大類。</p><p><b>　　一、板式塔</b></p><p>　　板式塔是在塔內(nèi)裝有多層塔板（盤），傳熱傳質(zhì)過(guò)程基本上在每層塔板上進(jìn)行，塔板形狀、塔板結(jié)構(gòu)或塔板上氣液兩相得表現(xiàn)，就成了命名這些塔的依據(jù)，諸如篩板塔、柵板塔、舌形板塔、斜孔板塔、泡罩塔、浮閥塔等。下面簡(jiǎn)單介紹一下

26、幾種常用的板式塔性能。</p><p><b>　　（1）篩板塔</b></p><p>　　篩板塔是一種有降液管、板形結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的板式塔，孔徑一般為4 ~8mm，制造方便，處理量較大，清洗、更換、修理均較容易，但操作范圍較小，適用于清潔的物料，以免堵塞。</p><p><b>　?。?）浮閥塔</b></p>

27、;<p>　　生產(chǎn)能力大，操作彈性大，分離效率高，霧沫夾帶少，液面梯度較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，是新發(fā)展的一種塔。</p><p><b>　?。?）泡罩塔</b></p><p>　　泡罩塔是工業(yè)上使用最早的一種板式塔，氣-液接觸由充分的保證，操作彈性大，但其分離效率不高，金屬消耗量大且加工較復(fù)雜，應(yīng)用逐漸減少。</p><p><

28、b>　　二、填料塔</b></p><p>　　填料塔是一個(gè)圓筒柱體，塔內(nèi)裝載一層或多層填料，氣相由下而上、液相由上而下接觸，傳熱和傳質(zhì)主要在填料表面上進(jìn)行，因此，填料的選擇是填料塔的關(guān)鍵。填料的種類很多，填料塔的命名也以填料的名稱為依據(jù)，如常用的金屬鮑爾填料塔、波網(wǎng)填料塔。</p><p>　　填料塔制造方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于采用耐腐蝕材料，特別適用于塔徑較小的情況，使用

29、金屬材料省，一次投料較少，塔高相對(duì)較低。</p><p>　　1.3 對(duì)塔設(shè)備的要求</p><p>　　在設(shè)計(jì)中選擇塔型，必須綜合考慮各種因素，并遵循以下基本原則。</p><p>　?、僖獫M足工藝要求，分離效率高；</p><p>　　②生產(chǎn)能力大，有足夠的操作彈性；</p><p>　?、圻\(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高，操作、維

30、修方便，少出故障；</p><p>　　④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，造價(jià)較低；</p><p><b>　?、菟航敌　?lt;/b></p><p>　　1.4 塔設(shè)備的發(fā)展及現(xiàn)狀</p><p>　　在化工、煉油和石油化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中,塔設(shè)備作為分離過(guò)程工藝設(shè)備,在蒸餾、精餾、萃取、吸收和解吸等傳質(zhì)單元操作中有著重要的地位。據(jù)統(tǒng)

31、計(jì),在整個(gè)化工工藝設(shè)備總投資中塔設(shè)備所占的比重,在化肥廠中約為21%,石油煉廠中約為20一25%,石油化工廠中約占10。若就單元裝置而論,塔設(shè)備所占比重往往更大,例如在成套苯蒸餾裝置中,塔設(shè)備所占比重竟高達(dá)75.7%。此外,蒸餾用塔的能量耗費(fèi)巨大,也是眾所周知的。故塔設(shè)備對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、成本乃至能源消耗都有著至關(guān)重要的影響。因而強(qiáng)化塔設(shè)備來(lái)強(qiáng)化生產(chǎn)操作是生產(chǎn)、設(shè)計(jì)人員十分關(guān)心的課題。</p><p>　　1.5

32、 塔設(shè)備的用材</p><p>　　（1）塔體：鋼材，有色金屬或非金屬耐腐蝕材料，鋼殼襯砌襯、涂非金屬材料。</p><p>　?。?）塔板：鋼為主，陶瓷、鑄鐵為輔。</p><p>　?。?）填料：瓷、鋼、鋁、石墨、尼龍、聚丙烯塑料。</p><p>　　（4）裙座：一般為炭鋼。</p><p>　　1.6 板式

33、塔的常用塔型及其選用</p><p>　　板式塔是分級(jí)接觸型氣液傳質(zhì)設(shè)備，種類繁多。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外實(shí)際使用的情況，主要塔型是篩板塔、浮閥塔及泡罩塔。</p><p>　　1.6.1 泡罩塔</p><p>　　泡罩塔盤是工業(yè)上應(yīng)用最早的塔盤之一，在塔盤板上開許多圓孔，每個(gè)孔上焊接一個(gè)短管，稱為升氣管，管上再罩一個(gè)“帽子“，稱為泡罩，泡罩周圍開有許多條形空孔。工作時(shí)

34、，液體由上層塔盤經(jīng)降液管流入下層塔盤，然后橫向流過(guò)塔盤板、流入再下一層塔盤；氣體從下一層塔盤上升進(jìn)入升氣管，通過(guò)環(huán)行通道再經(jīng)泡罩的條形孔流散到液體中。泡罩塔盤具有如下特點(diǎn)：（1）氣、液兩相接觸充分，傳質(zhì)面積大，因此塔盤效率高。（2）操作彈性大，在負(fù)荷變動(dòng)較大時(shí)，仍能保持較高的效率。（3）具有較高的生產(chǎn)能力，適用于大型生產(chǎn)。（4）不易堵塞，介質(zhì)適用范圍廣。（5）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，安裝維護(hù)麻煩；氣相壓降較大，但若在?；蚣訅合虏僮?，這并不是主

35、要問(wèn)題。</p><p>　　1.6.2 篩板塔</p><p>　　篩板塔是在塔盤板上開許多小孔，操作時(shí)液體從上層塔盤的降液管流入，橫向流過(guò)篩板后，越過(guò)溢流堰經(jīng)降液管導(dǎo)入下層塔盤；氣體則自下而上穿過(guò)篩孔，分散成氣泡通過(guò)液層，在此過(guò)程中進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱。由于通過(guò)篩孔的氣體有動(dòng)能，故一般情況下液體不會(huì)從篩孔大量泄漏。篩板塔盤的小孔直徑是一個(gè)重要參數(shù)，小則氣流分布較均勻，操作較穩(wěn)定，但加工困難

36、，容易堵塞。目前工業(yè)篩板塔常用孔徑為3～8mm。篩板開孔的面積總和與開孔區(qū)面積之比稱為開孔率，是另一個(gè)重要參數(shù)。在同樣的空塔速度下，開孔率大則孔速小，易產(chǎn)生漏液，降低效率，但霧沫夾帶也減少；開孔率過(guò)小，塔盤阻力大，易造成大的霧沫夾帶和液泛，限制塔的生產(chǎn)能力。通常開孔率在5～15%。篩孔一般按正三角形排列，孔間距與孔徑之比通常為2.5～5。篩板塔具有如下的特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，便于檢修，成本低。（2）塔盤壓降小。（3）處理量大，

37、可比泡罩塔提高20~40%。（4）塔盤效率比泡罩塔提高15%，但比浮閥塔盤稍低。（5）彈性較小，篩孔容易堵塞。</p><p>　　1.6.3 浮閥塔</p><p>　　浮閥塔是在塔盤板上開許多圓孔，每一個(gè)孔上裝一個(gè)帶三條腿可上下浮動(dòng)的閥。浮閥是保證氣液接觸的元件，浮閥的形式主要有F-1型、V-4型、A型和十字架型等，最常用的是F-1型。</p><p>　　F

38、-1型浮閥有輕重兩種，輕閥厚1.5mm、重25g，閥輕慣性小，振動(dòng)頻率高，關(guān)閥時(shí)滯后嚴(yán)重，在低氣速下有嚴(yán)重漏液，宜用在處理量大并要求壓降小（如減壓蒸餾）的場(chǎng)合。重閥厚2mm、重33g，關(guān)閉迅速，需較高氣速才能吹開，故可以減少漏液、增加效率，但壓降稍大些，一般采用重閥。</p><p>　　操作時(shí)氣流自下而上吹起浮閥，從浮閥周邊水平地吹入塔盤上的液層；液體由上層塔盤經(jīng)降液管流入下層塔盤，再橫流過(guò)塔盤與氣相接觸傳質(zhì)后

39、，經(jīng)溢流堰入降液管，流入下一層塔盤。綜上所述，盤式浮閥塔盤具有如下特點(diǎn)：</p><p>　　處理量較大，比泡罩塔提高20～40%，這是因?yàn)闅饬魉絿姵觯瑴p少了霧沫夾帶，以及浮閥塔盤可以具有較大的開孔率的緣故。</p><p>　　操作彈性比泡罩塔要大。</p><p>　　分離效率較高，比泡罩塔高15%左右。因?yàn)樗P上沒(méi)有復(fù)雜的障礙物，所以液面落差小，塔盤上的氣流

40、比較均勻。</p><p>　　壓降較低，因?yàn)闅怏w通道比泡罩塔簡(jiǎn)單得多，因此可用于減壓蒸餾。</p><p>　　塔盤的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，易于制造。</p><p>　　浮閥塔不宜用于易結(jié)垢、結(jié)焦的介質(zhì)系統(tǒng)，因垢和焦會(huì)妨礙浮閥起落的靈活性。</p><p>　　表1 各類塔板性能比較</p><p>　　注：0―不好；1―

41、尚好；2―合適；3―較滿意；4―很好；5―最好。</p><p>　　1.7 塔型選擇一般原則</p><p>　　塔型的合理選擇是做好塔設(shè)備設(shè)計(jì)的首要環(huán)節(jié)。選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素有：物料性質(zhì)、操作條件、塔設(shè)備的性能，以及塔設(shè)備的制造、安裝、運(yùn)轉(zhuǎn)和維修等。</p><p>　　1.7.1 與物性有關(guān)的因素</p><p>　?。?） 易起泡的

42、物系，如處理量不大時(shí)，以選用填料塔為宜。因?yàn)樘盍夏苁古菽屏?，在板式塔中則易引起液泛。</p><p>　?。?） 具有腐蝕性的介質(zhì)，可選用填料塔。如必須用板式塔，宜選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜的篩板塔盤、穿流式塔盤或舌形塔盤，以便及時(shí)更換。</p><p>　?。?） 具有熱敏性的物料須減壓操作，以防過(guò)熱引起分解或聚合，故應(yīng)選用壓力降較小的塔型。如可采用裝填規(guī)整填料的散堆填料等，當(dāng)要求真空度較

43、低時(shí)，也可用篩板塔和浮閥塔。</p><p>　?。?） 黏性較大的物系，可以選用大尺寸填料。板式塔的傳質(zhì)效率較差。</p><p>　?。?） 含有懸浮物的物料，應(yīng)選擇液流通道較大的塔型，以板式塔為宜?？蛇x用泡罩塔、浮閥塔、柵板塔、舌形塔和孔徑較大的篩板塔等。不宜使用填料。</p><p>　?。?） 操作過(guò)程中有熱效應(yīng)的系統(tǒng)，用板式塔為宜。因塔盤上積有液層，可在

44、其中安放換熱管，進(jìn)行有效的加熱或冷卻。</p><p>　　1.7.2 與操作條件有關(guān)的因素</p><p>　　（1） 若氣相傳質(zhì)阻力大（即氣相控制系統(tǒng)，如低黏度液體的蒸餾，空氣增濕等），宜采用填料塔，因填料層中氣相呈湍流，液相為膜狀流。反之，受液相控制的系統(tǒng)（如水洗二氧化碳），宜采用板式塔，因?yàn)榘迨剿幸合喑释牧?，用氣體在液層中鼓泡。</p><p>　?。?

45、） 大的液體負(fù)荷，可選用填料塔，若用板式塔時(shí)，宜選用氣液并流的塔型（如噴射型塔盤）或選用板上液流阻力較小的塔型（如篩板和浮閥）。此外，導(dǎo)向篩板塔盤和多降液管篩板塔盤都能承受較大的液體負(fù)荷。</p><p>　?。?） 低的液體負(fù)荷，一般不宜采用填料塔。因?yàn)樘盍纤笠欢康膰娏苊芏?，但網(wǎng)體填料能用于低液體負(fù)荷的場(chǎng)合。</p><p>　?。?） 液氣比波動(dòng)的適應(yīng)性，板式塔優(yōu)于填料塔，故當(dāng)液

46、氣比波動(dòng)較大時(shí)宜用板式塔。</p><p>　　1.7.3 其他因素</p><p>　?。?） 對(duì)于多數(shù)情況，塔徑小于800mm時(shí)，不宜采用板式塔，宜用填料塔。對(duì)于大塔徑，對(duì)加壓或常壓操作過(guò)程，應(yīng)優(yōu)先選用板式塔；對(duì)減壓操作過(guò)程，宜采用新型填料。</p><p>　?。?） 一般填料塔比板式塔重。</p><p>　?。?） 大塔以板式塔造

47、價(jià)較廉。因填料價(jià)格約與塔體的容積成正比，板式塔按單位面積計(jì)算的價(jià)格，隨塔徑增大而減小。</p><p>　　1.8 板式塔的強(qiáng)化</p><p>　　板式塔產(chǎn)生、發(fā)展的過(guò)程，實(shí)際上就體現(xiàn)了塔設(shè)備的強(qiáng)化途徑?？蓪迨剿陌l(fā)展劃分為三個(gè)時(shí)期，由于當(dāng)時(shí)的主觀要求和客觀條件所決定，各個(gè)時(shí)期的發(fā)展有所側(cè)重。</p><p>　　（1）從板式塔的產(chǎn)生到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束 這

48、階段的板式塔主要用來(lái)煉油，典型設(shè)備是泡罩塔。由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)于操作的水平不高，人們希望板式塔有較大的操作彈性，且操作方便，而這正是泡罩塔的特點(diǎn)。篩板塔雖然具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、處理能力大等優(yōu)點(diǎn)，但因缺乏設(shè)計(jì)資料和難于操作管理而較少采用。</p><p>　　（2）從第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束至20世紀(jì)50年代末 在煉油工業(yè)繼續(xù)發(fā)展的同時(shí)，以三大合成為中心的化學(xué)工業(yè)開始有了較大的發(fā)展。這一階段由于處理量的擴(kuò)大和多方面的要求，

49、泡罩塔已不甚適應(yīng)。篩板塔則逐漸為人們所接受，技術(shù)上有較大的進(jìn)展。同時(shí)，為了適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的要求，對(duì)原有的板式塔提出了造價(jià)低、處理能力大、能保持高的效率和大的操作彈性等方面的要求，因而相繼出現(xiàn)了S形塔盤、條形泡罩塔盤等泡罩型新塔盤，結(jié)合泡罩、篩板的優(yōu)點(diǎn)而創(chuàng)制的各種浮閥塔盤，以及一些噴射型、穿流型的塔盤。這些塔型與泡罩塔相比，都有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜、處理能力較大的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　（3）20世紀(jì)60年代至今

50、 從60年代起，開始出現(xiàn)生產(chǎn)裝置的大型化，所以也要求塔設(shè)備向大型化方向發(fā)展。與此同時(shí)，塔設(shè)備的廣泛應(yīng)用，又提出了高壓、真空、大的液體負(fù)荷、高彈性比等許多特殊要求，迫使板式塔以強(qiáng)化設(shè)備的生產(chǎn)能力為中心，向高效率、大通量方向發(fā)展，因而各種新型塔板不斷出現(xiàn)。常用塔型如篩板、浮閥、泡罩塔盤的設(shè)計(jì)方法也日趨完善，建立了系列、標(biāo)準(zhǔn)，并采用電子計(jì)算技術(shù)，使設(shè)計(jì)快速化和最優(yōu)化。還應(yīng)指出，節(jié)約能源也日益成為板式塔發(fā)展中必須考慮的問(wèn)題。</p>

51、<p>　　板式塔強(qiáng)化的具體途徑是改進(jìn)流體動(dòng)力學(xué)因素，以提高設(shè)備的通過(guò)能力和改善相間的接觸狀況，同時(shí)又充分利用氣液兩相之間的熱力學(xué)因素，以提高設(shè)備的傳質(zhì)速率與分離效率。</p><p>　　從塔盤的流體力學(xué)來(lái)看，隨著氣速的增大，氣液兩相接觸時(shí)的操作狀態(tài)是：鼓泡-泡沫-噴射，依次過(guò)渡。一定的操作狀態(tài)都要求相應(yīng)的塔盤結(jié)構(gòu)。同時(shí)，結(jié)構(gòu)的改變又為解決生產(chǎn)能力與分離效率之間的矛盾創(chuàng)造了有利條件。例如噴射型塔盤

52、的生產(chǎn)能力一般都比泡罩塔盤、浮閥塔盤為大，且壓力降也低。事實(shí)上每種塔盤結(jié)構(gòu)都可以歷經(jīng)從鼓泡到噴射的過(guò)渡，問(wèn)題在于什么是最好的操作狀態(tài)，由設(shè)計(jì)操作參數(shù)所決定的。</p><p><b>　　第二章 塔板計(jì)算</b></p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)和條件</p><p>　　表2 設(shè)計(jì)任務(wù)和條件</p><p>

53、　　每年實(shí)際生產(chǎn)天數(shù)：330天（一年中有一個(gè)月檢修）</p><p>　　精餾塔塔頂壓強(qiáng)：4kpa</p><p><b>　　進(jìn)料狀態(tài)：泡點(diǎn)進(jìn)料</b></p><p>　　回流比：1.954Rmin</p><p>　　單板壓降：?p=0.7kpa</p><p>　　塔效率：ET（精餾段）=

54、0.557 ET（提餾段）=0.560</p><p>　　當(dāng)?shù)卮髿鈮海?01.315kpa</p><p><b>　　廠 址：湖北武漢</b></p><p><b>　　2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　2.2.1 設(shè)計(jì)方案的確定</p><p>

55、;　　本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離正戊烷和正己烷混合物。對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采用常壓下的連續(xù)精餾裝置。本設(shè)計(jì)采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料夜通過(guò)預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送入儲(chǔ)罐。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，操作回流比取最小回流比的1.5倍。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。</p><p>　　2.2.2 精餾塔的物

56、料衡算</p><p>　　1．原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù)</p><p>　　正戊烷的摩爾質(zhì)量 MA=72kg/kmol</p><p>　　正己烷的摩爾質(zhì)量 MB=86kg/kmol</p><p>　　2. 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量</p><p>　　MF=0.443×7

57、2+（1-0.443）×86=79.798 kg/kmol</p><p>　　MD=0.958×72+（1-0.958）×86=72.588 kg/kmol</p><p>　　MW=0.0356×72+（1-0.0356）×86=85.502 kg/kmol</p><p><b>　　3．物料衡算&l

58、t;/b></p><p>　　原料處理量=139.24kmol/h</p><p>　　全塔物料衡算……………………………</p><p><b>　　…………</b></p><p>　　聯(lián)立解得 D=61.499kmol/h W=77.741kmol/h</p><p>　　

59、2.2.3 塔板數(shù)的確定</p><p>　　1.相對(duì)揮發(fā)度α的確定</p><p>　　用內(nèi)插法求tF、tD、tw</p><p>　　(55-50)/(0.31-0.45)=( tF-55)/(0.443-0.31) tF=50.250C</p><p>　　(40-36.1)/(0.93-1)=(40- tD)/(0.93-0.

60、985) tD=38.440C</p><p>　　(68.7-65)/(0-0.07)=( tw -68.7)/(0.0356-0) tw=66.820C</p><p>　　精餾段平均溫度 （tF+ tD）/2=43.630C</p><p>　　精餾段平均溫度 (tF+ tw)/2=58.540C</p><p>　　全塔平均溫度

61、 （+）/2=51.0850C</p><p>　　用內(nèi)插法求yF、x1、yW</p><p>　?。?5-50）/(0.567-0.704)=(55-50.25)/(0.567-yF) yF=0.697</p><p>　　(40-36.1)/(0.82-1)=(40-38.44)/(0.82- x1) x1=0.892</p><p>　

62、　(68.7-65)/(0-0.18)=(68.7-66.82)/(0- yW) yW=0.0915</p><p>　　由xF=0.443 yF=0.697 得 αF=2.892</p><p>　　由x1=0.892 y1=0.958 得 αD=2.762</p><p>　　由 xW=0.0356 yW=0.0915 得 αW=2.728</p>

63、<p>　　精餾段的平均相對(duì)揮發(fā)度 （αF+αD）/2=2.827</p><p>　　提留段的平均相對(duì)揮發(fā)度 （αF+αW）/2=2.810</p><p><b>　　2.R的確定</b></p><p>　　泡點(diǎn)進(jìn)料 q=1 則xq=xF=xe</p><p>　　全塔平均相對(duì)揮發(fā)度α=（+）/2=2

64、.819</p><p>　　由氣液平衡方程 y=αx/1+(α-1)x 得 ye=0.692</p><p>　　那么，最小回流比的確定：Rmin/(Rmin+1)=(xD-ye)/(xD-xe)</p><p>　　得 Rmin=(xD-ye)/(ye-xe)=1.068</p><p>　　由正戊烷—正己烷物系的氣液平衡數(shù)據(jù)，繪出

65、x-y圖，在全回流的情況下求出最少理論塔板數(shù)Nmin，如圖1</p><p>　　表3 正戊烷-正己烷的相平衡數(shù)據(jù)</p><p>　　圖1 最小理論塔板數(shù)Nmin=5.9761</p><p>　　由吉利蘭關(guān)聯(lián)圖與回流比與理論板數(shù)的關(guān)系圖選取回流比，如圖2</p><p>　　圖2 Ropt=1.954Rmin</p>

66、<p>　　3、求精餾塔的氣、液相負(fù)荷</p><p><b>　　4、操作線方程</b></p><p>　　精餾段操作線方程為 =0.661x+0.324</p><p>　　提留段操作線方程為 =1.428x-0.0152</p><p>　　5、圖解法求理論板層數(shù) 如圖3</p>&l

67、t;p><b>　　圖3 理論板數(shù)N</b></p><p>　　精餾段理論塔板數(shù)： 4.428</p><p>　　提餾段理論塔板數(shù)： 5.007</p><p>　　總理論塔板數(shù)： 9.435</p><p><b>　　6、黏度的計(jì)算</b></p><p&g

68、t;　　精餾段平均溫度 （tF+ tD）/2=43.630C</p><p>　　精餾段平均溫度 (tF+ tw)/2=58.540C</p><p>　　由各組分黏度與溫度的關(guān)系表，內(nèi)插求出各塔段黏度（其中，設(shè)正戊烷為組分A，正己烷為組分B）</p><p>　　表4 各組分的粘度與溫度的關(guān)系</p><p><b>　　

69、精餾段的平均黏度</b></p><p>　　（-40）/(μA-0.199)=(60-40)/(0.172-0.199) μA=0.194</p><p>　　(-40)/( μB-0.255)=(60-40)/(0.217-0.255) μB=0.248</p><p><b>　　提餾段的平均黏度</b></p>

70、;<p>　　（-60）/(μA‘-0.172)=(40-60)/(0.199-0.172) μA‘=0.174</p><p>　　(-60)/( μB‘-0.217)=(40-60)/(0.255-0.217) μB’=0.220</p><p>　　用內(nèi)插法求精餾段、提餾段的平均液相組成</p><p>　　精餾段 （-45）/(-0.62)

71、=(40-45)/(0.82-0.62) =0.675</p><p>　　提餾段 （ -60）/(-0.18)=(55-60)/(0.31-0.18) =0.185</p><p>　　精餾段液相平均黏度 </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=-0.678</b&g

72、t;</p><p><b>　　得 =0.210</b></p><p>　　提餾段液相平均黏度 </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=-0.676</b></p><p><b>　　得 =0.211<

73、;/b></p><p><b>　　7、塔效率的計(jì)算</b></p><p>　　精餾段塔效率： ET=0.49(αμL)-0.245</p><p>　　=(2.8270.210)-0.245</p><p><b>　　=0.557</b></p><p>　　提

74、餾段塔效率： ET‘=0.49(αμL)-0.245</p><p>　　=(2.8100.211)-0.245</p><p><b>　　=0.560</b></p><p>　　8、實(shí)際塔板數(shù)的計(jì)算</p><p>　　精餾段實(shí)際塔板數(shù) NP（精）=4.428/0.557=7.950≈8</p>&l

75、t;p>　　提餾段實(shí)際塔板數(shù) NP（提）=（5.007-1）/0.560=7.155≈8</p><p>　　全塔實(shí)際塔板數(shù) NP= NP（精）+ NP（提）=8+8=16 </p><p>　　第三章 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算</p><p><b>　　3.1 操作壓力</b></p><p>

76、;　　塔頂操作壓力 </p><p>　　每層塔板壓降 </p><p>　　進(jìn)料板壓降 </p><p>　　塔底壓降 </p><p>　　精餾段平均壓降 =(105.315+110.915)/2=108.115 kPa</p><p>　　提餾段平均壓降

77、 </p><p><b>　　3.2 操作溫度</b></p><p>　　塔頂溫度：38.44℃</p><p>　　加料板溫度：50.25℃</p><p>　　塔釜溫度：66.82℃</p><p>　　精餾段平均溫度：43.63℃</p><p>　　提餾段

78、平均溫度：58.54℃</p><p>　　全塔平均溫度：58.54℃</p><p>　　3.3 平均摩爾質(zhì)量</p><p><b>　　塔頂：</b></p><p>　　y1=xD=0.958 x1=0.892</p><p>　　MVDm=0.958×72+（1-0.958

79、）×86=72.588kg/kmol</p><p>　　MLDm=0.892×72+（1-0.892）×86=73.512kg/kmol</p><p><b>　　進(jìn)料板：</b></p><p>　　XF=0.443 yF=0.697</p><p>　　MVFm=0.697

80、5;72+（1-0.697）×86=76.242kg/kmol</p><p>　　MLFm=0.443×72+（1-0.443）×86=79.798 kg/kmol</p><p>　　塔釜：xw=0.0356 yw=0.0915</p><p>　　MVWm=0.0915×72+（1-0.0915）×86=84.

81、719kg/kmol</p><p>　　MLWm=0.0356×72+（1-0.0356）×86=85.502kg/kmol</p><p>　　精餾段氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量：</p><p>　　MVm=(72.588+76.242)/2=74.415 kg/kmol</p><p>　　MLm=(73.512+79

82、.298)/2=76.655 kg/kmol</p><p>　　提餾段氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量：</p><p>　　MVm‘=(84.719+76.242)/2=80.481 kg/kmol</p><p>　　MLm‘=(85.502+79.798)/2=82.650 kg/kmol</p><p><b>　　3.4 平均

83、密度</b></p><p>　?。?）氣相平均密度 由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，即</p><p>　　精餾段：ρVm=3.055kg/m3</p><p>　　提餾段：ρVm‘=3.319kg/m3</p><p>　　全塔氣相平均密度： =（ρVm+ρVm‘）/2=3.187 kg/m3</p><p&

84、gt;　　塔頂：ρD=2.951 kg/m3</p><p>　　加料板：ρF=3.145 kg/m3</p><p>　　塔釜：ρW=3.492kg/m3</p><p>　　（2）液相平均密度 液相平均密度計(jì)算公式：</p><p>　　表5 各組分的液相密度與溫度的關(guān)系</p><p><b>

85、　　由上表信息作圖得：</b></p><p>　　圖4 正戊烷密度與溫度的關(guān)系</p><p>　　圖5 正己烷密度與溫度的關(guān)系</p><p><b>　　塔頂：</b></p><p><b>　　℃</b></p><p><b>　　由

86、圖4、5可得：</b></p><p><b>　　塔頂液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)：</b></p><p><b>　　塔頂液相平均密度：</b></p><p><b>　　進(jìn)料板： </b></p><p><b>　　tF=50.25℃</b><

87、;/p><p><b>　　由圖4、5可得：</b></p><p>　　進(jìn)料板液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)：</p><p><b>　　塔釜：</b></p><p><b>　　tW=66.82℃</b></p><p><b>　　由圖4、5可得：<

88、/b></p><p><b>　　塔釜液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)：</b></p><p>　　精餾段液相平均密度：</p><p>　　ρLm=（+）=（611.193+614.909）/2=613.051 kg/m3</p><p>　　提餾段液相平均密度：</p><p>　　ρLm‘=（+）=（

89、612.147+614.909）/2=613.528kg/m3</p><p><b>　　全塔液相平均密度：</b></p><p>　　ρ =（ρLm+ρLm‘）/2=(613.051+613.528)/2=613.290 kg/m3</p><p>　　3.5 液相平均表面張力</p><p>　　液相平均表面張

90、力計(jì)算公式： σLm=</p><p>　　表6 各組分的表面張力與溫度的關(guān)系</p><p><b>　　由以上信息作圖得：</b></p><p>　　圖6 正戊烷表面張力與溫度的關(guān)系</p><p>　　圖7 正己烷表面張力與溫度的關(guān)系</p><p>　?、偎斠合嗥骄砻?/p>

91、張力：</p><p><b>　　塔頂溫度：℃</b></p><p><b>　　由圖6、7可得：</b></p><p>　　= 14.025（ ） =16.213（）</p><p>　　=14.025×0.892+16.213×0.108=14.261（

92、）</p><p>　?、谶M(jìn)料板液相平均表面張力：</p><p><b>　　進(jìn)料板溫度：℃</b></p><p>　　=12.783（） =15.066（）</p><p>　　=12.783×0.443+15.066×0.557=14.055（）</p><p&

93、gt;　?、鬯合嗥骄砻鎻埩Γ?lt;/p><p><b>　　塔釜溫度：℃</b></p><p>　　=11.075（） =13.482（）</p><p>　　=11.075×0.0356+13.482×0.9644=13.396（）</p><p>　　④精餾段液相平均表面張力：&

94、lt;/p><p>　　=（14.261+14.055）/2=14.158（）</p><p>　　提餾段液相平均表面張力：</p><p>　　‘=（14.055+13.396）/2=13.726（）</p><p>　　全塔液相平均表面張力：</p><p>　　=（+‘）/2=(14.158+13.726)/2=13

95、.942（）</p><p>　　3.6 液相平均黏度</p><p>　　液相平均黏度計(jì)算公式：</p><p>　　表7 各組分的粘度與溫度的關(guān)系</p><p>　　圖8 正戊烷黏度與溫度的關(guān)系</p><p>　　圖9 正己烷黏度與溫度的關(guān)系</p><p>　?、偎斠合嗥?/p>

96、均黏度：</p><p><b>　　塔頂溫度：℃</b></p><p><b>　　由圖8、9可得：</b></p><p><b>　　得</b></p><p>　?、谶M(jìn)料板液相平均黏度：</p><p><b>　　進(jìn)料板溫度：℃&l

97、t;/b></p><p><b>　　由圖8、9可得：</b></p><p><b>　　得</b></p><p>　?、鬯合嗥骄ざ龋?lt;/p><p><b>　　塔釜溫度：℃</b></p><p><b>　　由圖8、9可

98、得：</b></p><p><b>　　得</b></p><p>　　④精餾段液相平均黏度：</p><p>　?、萏狃s段液相平均黏度：</p><p>　?、奕合嗥骄ざ龋?lt;/p><p>　　3.7 物性數(shù)據(jù)匯總</p><p>　　表8 物性數(shù)

99、據(jù)匯總</p><p>　　第四章 精餾塔的塔體工藝尺寸</p><p>　　4.1 塔徑的計(jì)算</p><p>　　最大空塔氣速和空塔氣速 </p><p><b>　　最大空塔氣速</b></p><p><b>　　空塔氣速 </b></p>&l

100、t;p>　　精餾段的氣、液相體積流率為</p><p>　　提餾段的氣、液相體積流率為</p><p>　　C由公式求取，其中的C20由史密斯關(guān)聯(lián)圖查取，圖中橫坐標(biāo)為：</p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　提餾段：</b></p><p

101、>　　取板間距HT=0.45m，板上液層高度hL=0.05m，則</p><p>　　HT-hL=0.45-0.05=0.4m</p><p>　　圖10 史密斯關(guān)聯(lián)圖</p><p><b>　　查斯密斯關(guān)聯(lián)圖，得</b></p><p>　　精餾段：C20=0.084 提餾段:C20=0.078</

102、p><p>　　精餾段負(fù)荷系數(shù)C（精）</p><p>　　取安全系數(shù)為0.6，則空塔氣速為</p><p>　　u=0.6umax=0.6×1.108=0.665m/s</p><p>　　提餾段負(fù)荷系數(shù)C（提）</p><p>　　取安全系數(shù)為0.7，則空塔氣速為</p><p>　　

103、u=0.7umax=0.7×0.980=0.686m/s</p><p><b>　　(2)塔徑</b></p><p><b>　　精餾段：</b></p><p>　　按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后后為</p><p><b>　　D=1.5m</b></p>&

104、lt;p>　　塔截面積為 </p><p>　　實(shí)際空塔氣速為 </p><p>　　校核 / umax=0.696/1.108=0.628 （在0.6~0.8區(qū)間，符合要求）</p><p><b>　　提餾段：</b></p><p>　　按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后后為</p><

105、;p><b>　　D=1.5m</b></p><p>　　塔截面積為 </p><p>　　實(shí)際空塔氣速為 </p><p>　　校核 / umax=0.693/0.980=0.707 （在0.6~0.8區(qū)間，符合要求）</p><p>　　4.2精餾塔高度計(jì)算</p><

106、;p><b>　　塔高H：</b></p><p>　　人孔數(shù)，3個(gè)，高0.45m；</p><p>　　人孔數(shù)板間距，0.5m；</p><p>　　進(jìn)料板處板間距，0.9m；</p><p>　　塔釜與最下一塊板間距，2.4m；</p><p><b>　　裙座高，4.8m；&

107、lt;/b></p><p>　　故 H=1.3+0.45+0.5+0.5+0.9+2.4+4.8=15.7m</p><p>　　4.3 溢流裝置計(jì)算</p><p>　　因塔徑D=1.5m，可選取單溢流弓形降液管，采用凹型受液盤。各項(xiàng)計(jì)算如下：</p><p>　?。?）堰長(zhǎng)（一般取為（0.6~0.8）D）</p>

108、<p>　　精餾段 取 =0.7D=0.7×1.5=1.05m</p><p>　　提餾段 取 =0.7D=0.7×1.5=1.05m</p><p>　?。?）溢流堰高度 </p><p>　　溢流堰高度計(jì)算公式：</p><p>　　選用平直堰，堰上液層高度h0w依下式計(jì)算，即</p>

109、<p><b>　　精餾段 </b></p><p><b>　　近似取E=1，則</b></p><p><b>　　取板上液層高度，故</b></p><p><b>　　提餾段 </b></p><p><b>　　近似

110、取E=1，則</b></p><p><b>　　取板上液層高度，故</b></p><p>　　降液管寬度及截面積 </p><p>　　圖11 和值與LW/D的關(guān)系</p><p><b>　　精餾段</b></p><p>　　由，查圖11 得： ，

111、</p><p><b>　　故：</b></p><p>　　依式驗(yàn)算液體在降液管中的停留時(shí)間，即</p><p><b>　　故降液管設(shè)計(jì)合理。</b></p><p>　　提餾段 由，查圖11 得： </p><p><b>　　故：</b>

112、;</p><p>　　依式驗(yàn)算液體在降液管中的停留時(shí)間，即</p><p>　?。?）降液管底隙高度 計(jì)算公式：</p><p><b>　　精餾段 取，則</b></p><p><b>　　符合要求</b></p><p>　　故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。</

113、p><p><b>　　提餾段 取</b></p><p><b>　　符合要求</b></p><p>　　4.4 塔板布置 </p><p>　　圖12 塔板的結(jié)構(gòu)參數(shù)</p><p><b>　　(1)塔板的分塊<

114、/b></p><p>　　因D800mm,故塔板采用分塊式.應(yīng)將塔盤分塊，保持有一塊通道板，兩塊弓形板， </p><p>　　其余為矩形板，分塊情況如下：</p><p>　　表9 塔徑與分塊數(shù)的關(guān)系</p><p>　　因此，塔板分為4塊.</p><p>　　(2)邊緣區(qū)寬度確定</p>

115、<p>　　取WS=WS'=0.08 m, WC=0.06 m</p><p><b>　?。?）閥孔氣速： </b></p><p>　　F0適宜取值范圍為9-12</p><p><b>　　閥孔數(shù) ：</b></p><p>　　d0為閥孔直徑且取0.039m</p&

116、gt;<p>　?。?）計(jì)算精餾段的理論閥孔數(shù)：</p><p>　　取F0=10.5 則</p><p>　　=10.5/ =6.007m/s</p><p><b>　　=1.229/( </b></p><p>　　實(shí)排孔數(shù) N0‘=166</p><p>　　則 =1.

117、229/(π/4×0.0392×166)=6.198m/s</p><p>　　F0=u0 =6.198× =10.833 （在9~12區(qū)間，符合要求）</p><p><b>　　計(jì)算提餾段閥孔數(shù)：</b></p><p>　　取F0=10.5 則</p><p>　　=10.5/ =

118、5.763m/s</p><p><b>　　=1.224/( </b></p><p>　　實(shí)排孔數(shù) N0‘=172</p><p>　　則 =1.224/(π/4×0.0392×172)=5.957m/s</p><p>　　F0=u0 =5.957× =10.853 （在9~12

119、區(qū)間，符合要求）</p><p><b>　?。?）開孔率</b></p><p><b>　　精餾段：</b></p><p>　　S孔=N0‘π/4d02=166×π/4×0.0392=0.198m2</p><p>　　S塔板面積=π/4D2=π/4×1.52=1

120、.767 m2</p><p>　　故開孔率 ?1= S孔/ S塔板面積=0.198/1.767=11.261% （在9~12%，符合要求）</p><p><b>　　提餾段：</b></p><p>　　S孔=N0‘π/4d02=172×π/4×0.0392=0.205m2</p><p>　

121、　S塔板面積=π/4D2=π/4×1.52=1.767 m2</p><p>　　故開孔率 ?2= S孔/ S塔板面積=0.205/1.767=11.628% （在9~12%，符合要求）</p><p>　　第五章 流體力學(xué)驗(yàn)算</p><p><b>　　5.1 塔板壓降</b></p><p>　

122、　1、氣體通過(guò)塔板的壓力降</p><p><b>　　精餾段：</b></p><p>　　壓力降 ?Pp=?Pc+?Pl+?Po</p><p><b>　　uoc= m/s</b></p><p><b>　　則hc= </b></p><p>

123、;<b>　　取ε0=0.5</b></p><p>　　hc=ε0hl=0.5×0.05=0.025m</p><p>　　則hp= hc+ hl+ h0（可忽略）=0.0771m</p><p>　　故?Pp=hpρLg=0.0771×613.051×9.81=463.698≤700Pa 符合要求</

124、p><p><b>　　提餾段：</b></p><p>　　壓力降 ?Pp=?Pc+?Pl+?Po</p><p><b>　　uoc= m/s</b></p><p><b>　　則hc= </b></p><p><b>　　取ε0=0.

125、5</b></p><p>　　hc=ε0hl=0.5×0.05=0.025m</p><p>　　則hp= hc+ hl+ h0（可忽略）=0.0772m</p><p>　　故?Pp=hpρLg=0.0772×613.528×9.81=464.460≤700Pa 符合要求</p><p>&l

126、t;b>　　5.2 液泛計(jì)算</b></p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　hd= </b></p><p>　　hp=0.0771m</p><p><b>　　hl=0.05m</b></p><p&

127、gt;　　則 Hd= hd+ hp+ hl=0.0771+0.05+0.001526=0.128628m</p><p>　　?(HT+hw)=0.5×(0.45+0.0333)=0.24165</p><p>　　即 Hd≤?(HT+hw) 成立，即不發(fā)生液泛</p><p><b>　　提餾段：</b></p>&

128、lt;p><b>　　hd= </b></p><p>　　hp=0.0772m</p><p><b>　　hl=0.05m</b></p><p>　　則 Hd= hd+ hp+ hl=0.0772+0.05+0.001532=0.128732m</p><p>　　?(HT+hw)=0

129、.5×(0.45+0.0206)=0.2353</p><p>　　即 Hd≤?(HT+hw) 成立，即不發(fā)生液泛</p><p><b>　　5.3 霧沫夾帶</b></p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　F= </b><

130、/p><p>　　ZL=D-2Wd=1.5-2×0.228=1.044m</p><p>　　Ab=AT-2Af=1.767-2×0.166=1.435m2</p><p>　　取K=1，查表得CF=0.126</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　F1=

131、=51.4%<80% 符合要求</p><p><b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　F= </b></p><p>　　ZL=D-2Wd=1.5-2×0.228=1.044m</p><p>　　Ab=AT-2Af=1.767-2×0.166=1