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1、精馏塔主要工艺尺寸计算一、塔径D1、精馏段塔径初选板间距Ht二0.40m，取板上液层高度h厶二0.06m，故H - h 二 0.40 - 0.06 二 0.34m ；TL(L ”SVSP、L八P丿V12 =x0.920.0015 ( 877.8 I 2.30 丿丄2 二 0.0319查Smith关联图得C20;依C = C20120 丿0.2校正物系表面张力为21.45mN / m时的C20120 丿0.2=0.071 x(21.45 j R丿0.2=0.07202.30=1.405m / SJp -Pnwnx i8778 一 2.30u = C l a = 0.0720xmaxPV可取安全系
2、数为，则u 二 0.60u二 0.60 x 1.405 二 0.843m / smax故D=“警=?m=口和按标准，塔径圆整为12m,则空塔气速。2、提馏段塔径初选板间距Ht - 040m ,取板上液层高度hL = 0.06m ,故H - h 二 0.40 - 0.06 二 0.34m ；TL(L SVSP L八P丿V12 =x0.410.0017 (960.0I 2.70 丿二 0.0782査Smith关联图 得C20；依C = C20 J 20 丿0.2校正物系表面张力为19.92mN/m时的C，即20120 丿0.2=0.068 x(19.92 h丿0.2= 0.0679U = C： P
3、l _Pmaxh960.0 2.70l 4 = 0.0679 x= 1.279m / sp2.70V可取安全系数为，则 u = 0.60u= 0.60 x 1.279 = 0.767m / smax故d =严=兀u、兀 X 0.767= 0.825m按标准，塔径圆整为l0m,则空塔气速。为统一精馏段和提馏段塔径，取为。二、溢流装置 采用单溢流,弓形降液管，平行受液盘及平行溢流堰，不设进口堰。各项计算如下1、精馏段溢流装置计算(1)、溢流堰长lw取堰长l为，即wl =X =w( 2)、出口堰高 hWh = h hW L OW3600 x 0.0015由 l /D = 0.792/1.2 = 0.
4、66 , L /1 2.5 = 9.7mWh W0.792 2.5查流体收缩系数计算图知hOW2.84 (L E h1000 ( l 丿竺 X 1.03 X 严015 X 3600)210000.792= 0.011m故 h = 0.06 0.011 = 0.049m w、降液管的宽度匕与降液管的面积Af由 l / D = 0.66查弓形降液管的宽度与面积图得 wW /D = 0.124 ， A / A = 0.0722，故 df TW =0.124D=0.124X1.2=0.149md兀兀A 二 0.0722 x D2 二 0.0722 xx 1.22 二 0.0816m2f44由下式计算液
5、体在降液管中停留时间以检验降液管面积，即AHf_TLs0.0816 x 0.400.0015二 21.76s () 5s,符合要求)(4)、降液管底隙高度ho取液体通过降液管底隙的流速u = 0.08m / soLsl x uwo0.00150.729 x 0.08二 0.024m2、提馏段溢流装置计算(1)、溢流堰长lw取堰长l为，即wl =x =w( 2)、出口堰高 hWh = h hW L OW由 l /D = 0.792/1.2 = 0.66 , L / 2.5 = 3600 x 0.0017 = 11.0mWh W0.7922.5査流体收缩系数计算图，知E= 1.03,how竺e10
6、00竺 x 1.03 x (00017 x 3600)310000.792= 0.011m故 h = 0.06 0.011 = 0.049 m(3)、降液管的宽度W与降液管的面积A df由 l / D = 0.66查弓形降液管的宽度与面积图得W /D = 0.124 ， A / A = 0.0722，故 df TW =0.124D=0.124x1.2=0.149md兀兀A 二 0.0722 x D2 二 0.0722 xx 1.22 二 0.0816m2f44由下式计算液体在降液管中停留时间以检验降液管面积，即AHf_TLs0.0816 x 0.400.0017=13.34s () 5s,符合
7、要求)(4)、降液管底隙高度ho取液体通过降液管底隙的流速u = 0.08m / soLsl x uwo0.00170.792 x 0.08二 0.027m、塔板布置1、精馏段塔板布置(1)、取边缘区宽度W = 0055m,安定区宽度W = 0.065m,cs2)、开孔区面积=2 xR 2 - x 2 + 叫 sin -1 -180 R二2 妣.5452 -。3862 +盖x 5452 sin -1需5其中,D1.2R 二-W 二 -0.055 二 0.545m2 c 2x = -(W + W )= 12 -(0.149 + 0.065)= 0.3862 d s 22、提馏段塔板布置(1)、取
8、边缘区宽度W = 0O75m,安定区宽度W = 0.1m ,cs2)、开空区面积X R2 - x2 +兀R 2180xsin -1 0.764m2= 0.678m 2=2.351血5252 - 3512 + 盒 x 0-5252 Sin -10525其中,D 1.2R 二 -W 二 一 -0.075 二 0.525m2 c 2x = -（W + W ）= 12-（0.149 + 0.1）= 0.3512 d s 2四、筛孔数n与开孔率申1、精馏段取筛空的孔径为5mm，正三角形排列，一般碳的板厚为3mm,取t / = 3.0, 故孔中心距t = 3.0 x 5 = 15.0mm塔板上的筛孔数n
9、= 1158 X103 x A = 1158 X103 x 0.764 = 3932，t2a 15.02塔板上开孔区的开孔率9A=4% Aa0.907% = 10.1% （在515%范围内）（td上0每层板上的开孔面积A0 =9 -Aa 0.101x0.764 0.0772m2V 0.92气体通过筛孔的气速为u =- = 11-92m / So A 0.07720筛孔排列图见坐标纸，实排孔1015X4-35X2=3990,经校核，满足筛板的稳定性系 数要求。2、提馏段取筛空的孔径为5mm，正三角形排列，一般碳的板厚为3mm,取t / 3.0, 故孔中心距t 3.0 x 5 15.0mm塔板上的
10、筛孔数n 1158 X103 x A 1158 X103 x 0.678 3490，t2a 18.02筛孔排列图见坐标纸，实排 3110，但经校核，筛板的稳定性系数不满足要求，故在适 当位置堵孔 1280，实开 1830。兀A n D2 1830 x 0.785 x (0.005)2 0.0359 m2O4则申0 % x 100% 5.3% (在 515%范围内)A 0.678aV 0.41气体通过筛孔的气速为u =十=11.42m / so A 0.03590五、塔的有效高度Z精馏段 Z = (N -1)H =(6- 1)X0.4 =2mpT提馏段 Z = (N 1) H =(6 1)x 0
11、.4 = 2mpT精馏段与进料板间的距离可以取，故塔的有效高度筛板的流体力学验算一、精馏段筛板的流体力学验算1气体通过筛板压强相当的液柱高度hph = h + h + hpcib(1)、干板压降相当的液柱高度hcdjG = 5/3 = 1.67，査干筛孔的流量系数图得，C0(uh = 0.051 fC丿0= 0.051 X(1192 0.84 丿877.8 丿= 0.0269 m、气体穿过板上液层压降相当的液柱高度hiu=aVs = 0.878m / sA A 1.130 0.0816Tf0.92F = u p = 0.878 x v 2.30 = 1.33a a V由充气系数&与F关联图查得
12、板上液层充气系数 =o aoh = h = (h + h ) = 0.62x0.06 = 0.0372mi o L o w ow(3)、克服液体表面张力压降相当的液柱高度Jh =丄PLgd04 x 21.45 x 10 -3877.8 x 9.81 x 0.005= 0.00199 m故 h = 0.0269 + 0.0372 + 0.00199 = 0.066mp单板压降 AP = h p g = 0.066x 877.8 x 9.81 = 568Pa 0.7kPaP p L二、提馏段筛板的流体力学验算 1、干板压降相当的液柱高度hcd/b = 5/3 = 1.67，査干筛孔的流量系数图得，
13、C02u 2 h = 0.051 iC丿(0二 0.051 x(11.42 (0.84 丿2 ( 2.70 )x 960.0 丿=0.0265m2、气体穿过板上液层压降相当的液柱高度hiu = s =041= 0.391m / sa A A1.130 0.0816Tf=0.391 x、.；2.70= 0.64V由充气系数s与F关联图查得板上液层充气系数so aoh = s h = s (h + h ) = 0.73 x 0.06 = 0.0438ml o L o w ow3、克服液体表面张力压降相当的液柱高度耳4b4 x19.92 x10-3h = 0.00169m,b p gd 960.0 x 9.81 x 0.005L0故 h = 0.0265 + 0.0438+0.00169 = 0.072mp单板压降AP = h p g =P p L0.072 x 960.0 x 9.81 = 678Pa 0.7 kPa二、雾沫夹带量e的验
