精选优质文档-----倾情为你奉上2.3.3 提馏段参数的确定（1） 由91.175℃ 查乙醇水物系气液平衡数据： （内插法=0.0416 =0.2992（2）提馏段气相体积流量及的确定 （3）提馏段液相体积流率及的确定 2.3.4塔径的计算：（1）初选塔板间距 塔板间距的选定很重要，它与塔高、塔径、物系性质、分离效率、塔德操作弹性以及塔的安装、检修等有关，可参照下表选取经验数塔径0.3—0.50.5—0.80.8—1.61.6—2.42.4—4.0板间距200—300250—350300—450450—600400—600根据经验数据可选取塔板间距=450mm(2)塔径的计算初步计算塔径根据流量公式 ：----塔内的气相流量，----空塔气速，一般适宜的空塔气速为极限空塔气速的0.6~0.8倍，即，而 因物系液体表面张力，,由史密斯关联图查得故取板间距HT=0.45m,取上板液层高度hL=0.05m，则图中参数值为根据以上数据 取安全系数为0.6,则空塔气速为 ：故 塔径塔径圆整值 初步算出D后，应按化工机械标准圆整并核算实际的气速。
一般塔径在1m以内时，按100mm增值圆整塔径超过1m时，按200mm增值圆整常用的标准塔径为400、500、600、700、800、1000、1200、1400、1600、2000、2200mm等等所以圆整到圆整后D=1.8m，计算圆整后下的实际空塔气速：安全系数 ： 在0.6-0.8之间的范围内 2.3.5溢流装置与流体流型板式塔的溢流装置包括溢流堰，降液管及受液盘，本设计采用单流型具有弓形降液管塔板的溢流装置，单流型，液体流径较长，板面利用好，塔板结构简单，直径是在2.2m以下的塔径普遍采用此型而方形降液管能充分利用塔内空间，提供较大降液面积及两相分离空间1）.溢流堰 为维持塔板上一定高度的均匀流动液层，一般采用平直流堰（出口堰）（2）堰长lw 根据溢流形式及液体负荷决定堰长单溢流型塔板一般堰长lw=（0.6~0.8）D取堰长lw=0.6D=0.6×1800=1080mm=1.08m（3）出口堰高hw 式中：---塔板上液层高度，m ---堰上液层高度，m（3） 采用平直堰，堰上液层高度高可按 计算，式中： ---堰长，m ---塔内液体流量， ---液体收缩系数，可查得液体收缩系数图得=1.03所以： hw=0.05-0.0114=0.0386 m2.3.6 降液管（1）降液管宽度Wd和面积Af ，由弓型降液管的宽度与面积图查得：， 则Af=0.053×AT=0.1348m2 Wd=0.11D=0.198m按验算降液管内液体停留时间 停留时间>5s，故降液管尺寸可用(1) 降液管底隙高度 降液管底隙高度及降液管下端与塔板间的距离，以表示。
为了保证良好的液封又不致使阻力太大，一般可取降液管底隙处液体流速，所以取2.3.7塔板设计 塔板布置 塔板的板面一般分四部分，即：（1）开孔区 为布置筛孔，浮阀等部件的有交叉传质区，亦称鼓泡区塔板上的鼓泡面积 式中： ---开孔区面积，m2 取边缘区域宽度： X=0.632m R=0.86m将X ，R代入公式中的（2）溢流区溢流区面积 Af=0.1348 m2（3）安定区开孔区与溢流区之间的不开孔区域为安定区，其作用为使自降液管流出液体在塔板上均匀分布并防止液体夹带泡沫进入降液管宽度为 （4）无效区在靠近塔壁的塔板部分需要留出圈边缘区域或供支撑塔板的边梁之用，称之为无效区其宽度:2.3.8 浮阀塔的开孔率级阀孔排列（1）阀孔孔径孔径由所选浮阀的型号决定型浮阀使用得很普遍，已定为部颁标准F1型浮阀的孔径为39mm型浮阀的孔径为39mm2）塔板布置与浮阀数目及排列为确定浮阀数n，先要求得操作室阀孔气速浮阀全开时的阀孔气速为阀孔临界气速工业试验结果表明：浮阀临界动能因数一般为： ，在实际操作中，当条件是常压和加压操作时，取=，于是取=11=10.14m/s。
每层塔板上浮阀数浮阀排列方式采用等腰三角形叉排，取同一排的孔心距t=75mm=0.075m按t=75mm，h=100mm，以等腰三角形叉排方式作图，排得阀数210个按N=210重新核算孔速及阀孔动能因数 阀孔动能因数F0变化不大，符合要求塔板开孔率 在10%~14%之间，符合要求2.3.9塔板流体动力学验算塔板液体力学验算的目的是为了检验以上初算塔径及各项工艺尺寸的计算是否合理，塔板能否正常操作，验算项目如下：（1） 气相通过浮阀塔板的压强降气体通过浮阀塔板时的压强降为： 式中： ---气体通过每一层浮阀塔板的压强降，pa ---气体克服干板阻力所产生的压强降，pa ---气体克服板上充气液层的静压强所产生的压强降，pa ---气体克服液体表面张力所产生的压强降，pa习惯上，常把这些压强降折合成塔内液体的液柱高度表示，故上式可写成： ①干板阻力对于型重阀 u0=10.6m/s＞uoc （故阀以全开）故②板上充气液层阻力取充气系数ξ0=0.5 hI=ξ0hL=0.5×0.05=0.025m液柱③液体表面张力所造成的阻力：此阻力很小忽略不计。
因此，与气体流经一层浮阀塔板的压强降所相当的液柱高为故 hp=0.042+0.025=0.067m (2)液泛为了使液体能由上层塔板稳定的流入下层塔板，降液管必须维持一定高度的液柱降液管内的清液及高度Hd用来克服相邻两塔板的压强降板上液层阻力和液体流过降液管的阻力为了防止液泛发生，应保证降液管中当量清液层高度不超过上层塔板的出口堰，为此，应使Hd≤φ(HT+hw) Hd=hp+hl+hd①气体通过塔板的压强降所相当的液体高度hp，前已算hp=0.067m②液体通过降液管的压头损失，因不设进口堰故③板上液层高度，前已选定hl=0.05m则Hd=0.067+0.025+0.=0.09266m取φ=0.3 又已选定HT=0.45m，hw=0.0386m，则φ(HT+hw)=0.3×（0.45+0.0386）=0.147m可见 Hd＜φ(HT+hw),符合防止淹塔的要求(3)雾沫夹带通常，用操作时的空塔气速与发生液泛时的空塔气速的比值作为估算雾沫夹带的指标，此比值称为泛点率在下列泛点率数值范围内，一般可保证雾沫夹带达到规定指标，即ev＜0.1 kg液/kg气大塔 泛点率<80%直径0.9 m以下的塔 泛点率<70%减压塔 泛点率<75%泛点率板上液体流经长度ZL=D-2Wd=1.8-2×0.198=1.404m板上液体面积Ab=AT-2Af=苯和甲苯按正常系统取物性系数K=1.0，由泛点负荷系数图查得CF=0.105泛点率或泛点率故泛点率50.97%泛点率在80％以下，故知雾沫夹带量能满足ev＜0.1 kg液/kg气的要求（4）漏液验算取阀孔动能因数作为控制漏液流量的操作下限。
此时漏液量接近10% 2.4塔板的负荷性能图当塔板的各项结构参数均已确定后，应将极限条件下—的关系标绘在直角坐标系中，从而得到塔板的适宜气液相操作范围，此即塔板的负荷性能图负荷性能图由以下五条线组成1) 雾沫夹带上限线当气相负荷超过此线时，雾沫夹带量将过大，使效率严重下降，塔板适宜操作区应在雾沫夹带线以下对常压，塔径大于900mm的大塔，泛点率=80%为其雾沫夹带上限，则：依据泛点率整理得 (2)液泛线指降液管内泡沫层允许达到最大值时的—关系塔板的适宜操作区应在此线以下，否则将会发生液泛使塔不能正常操作 φ(HT+hw)= 时，由上式确定液泛线，忽略hσ项，液泛线方程为的曲线方程其中， 整理得：（3）液体负荷上限线当降液管尺寸一定时，若液体流量超过某一限度使液体在降液管的停留时间过短，则其中气泡来不及释放就被带入下一层塔板，造成气相返混，降低塔板效率要求液体在降液管内的停留时间θ>3～5取θ=5s计算，则 (4)漏夜线——气相负荷下限线对于F1型重阀，当5～6时，泄漏量接近10%为确定气相负荷下限的依据当5时，(5) 液相负荷下限线为保证板上液流分布均匀，提高气液接触效果，取堰上液层上高度how=0.006m作为液相负荷下限由于 可以推导出=（6）塔的操作弹性在塔的操作液气比下，做出操作线OP（操作点与坐标原点的连线），OP与负荷性能图交点的气相负荷max与min之比称为操作弹性 操作弹性=max/min=3.5 在3-4之间 符合要求三．设计结果一览表序号项目符号单位计算结果精馏段提馏段1平均温度tm℃81.591.1752平均压力Pmkpa108.8117.553平均流量气相Vsm3/s2.89932.89934液相Lsm3/s0.002310.002315实际塔板数Np块3436塔的有效高度Zm3.60 5.60 7塔径Dm1．8 1.88板间距Hm0.450.459塔板溢流形式单流型单流型10空塔气速um/s1.291.2911溢流装置溢流管形式弓形弓形12溢流堰长度Lwm1.081.0813溢流堰高度hwm0.03860.038614板上液层高度hLm0.050.0515堰上液层高度howm0.01140.011416安定区宽度Wsm0.070.0717开孔区到塔壁距离Wcm0.040.0418开孔区面积Aam21.9581.95819阀孔直径dm0.0390.03920浮阀数个n个23923921阀孔气速u0m/s10.1410.1422阀孔动能因数F。