化工原理課程設(shè)計(jì)---精餾塔的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1、引 言2</b></p><p>　　1．1塔設(shè)備的類型2</p><p>　　1．2板式塔的類型與選擇2</p><p>　　2、工藝流程說明6</p><p>　　2.1工藝流程圖6

2、</p><p>　　2.2工藝流程圖說明6</p><p>　　3、 塔的工藝計(jì)算7</p><p>　　3.1 物料恒算7</p><p>　　3.1.1 原料液及塔頂，塔底產(chǎn)品的摩爾分率7</p><p>　　3.1.2 平均分子量7</p><p>　　3.1.3 物料恒算8

3、</p><p>　　3.2理論板數(shù)的確定8</p><p>　　3.2.1 理論板數(shù)的確定8</p><p>　　3.2.2實(shí)際板數(shù)的確定10</p><p>　　3.3 塔徑及塔板有效高度的確定10</p><p>　　3.3.1操作參數(shù)及物性參數(shù)的確定10</p><p>　　3

4、.3.2 塔的工藝尺寸確定13</p><p>　　4、 塔板主要工藝尺寸計(jì)算14</p><p>　　4.1 塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定14</p><p>　　4.1.1 溢流裝置的計(jì)算14</p><p>　　4.1.2塔板布置15</p><p>　　4.2塔板流體力學(xué)驗(yàn)算16</p>&l

5、t;p>　　4.2.1氣體通過塔板壓降16</p><p>　　4.2.2液泛17</p><p>　　4.2.3霧沫夾帶18</p><p>　　4.2.4 漏液18</p><p>　　4.3 塔板負(fù)荷性能圖19</p><p>　　4.3.1霧末夾帶線19</p><p>

6、;　　4.3.2液泛線19</p><p>　　4.3.3液相負(fù)荷上限線20</p><p>　　4.3.4漏液線20</p><p>　　4.3.5液相負(fù)荷下限線20</p><p>　　4.4設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表21</p><p><b>　　5、結(jié)束語23</b></p>

7、<p><b>　　6、符號說明23</b></p><p><b>　　7、參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　8、附圖25</b></p><p><b>　　1、引 言</b></p><p><b>　

8、　1．1塔設(shè)備的類型</b></p><p>　　塔設(shè)備是化工、石油等工業(yè)中廣泛使用的重要生產(chǎn)設(shè)備。塔設(shè)備的基本功能在于提供氣、液兩相以充分接觸的機(jī)會，使質(zhì)、熱兩種傳遞過程能夠迅速有效地進(jìn)行；還要能使接觸之后的氣、液兩相及時(shí)分開，互不夾帶。因此，蒸餾和吸收操作可在同樣的設(shè)備中進(jìn)行。</p><p>　　根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，塔設(shè)備可分為板式塔與填料塔兩大類。</

9、p><p>　　板式塔內(nèi)沿塔高裝有若干層塔板(或稱塔盤)，液體靠重力作用由頂部逐板流向塔底，并在各塊板面上形成流動的液層；氣體則靠壓強(qiáng)差推動，由塔底向上依次穿過各塔板上的液層而流向塔頂。氣、液兩相在塔內(nèi)進(jìn)行逐級接觸，兩相的組成沿塔高呈階梯式變化。</p><p>　　填料塔內(nèi)裝有各種形式的固體填充物，即填料。液相由塔頂噴淋裝置分布于填料層上，靠重力作用沿填料表面流下；氣相則在壓強(qiáng)差推動下穿過填

10、料的間隙，由塔的一端流向另一端。氣、液在填料的潤濕表面上進(jìn)行接觸，其組成沿塔高連續(xù)地變化。</p><p>　　目前在工業(yè)生產(chǎn)中，當(dāng)處理量大時(shí)多采用板式塔，而當(dāng)處理量較小時(shí)多采用填料塔。蒸餾操作的規(guī)模往往較大，所需塔徑常達(dá)一米以上，故采用板式塔較多；吸收操作的規(guī)模一般較小，故采用填料塔較多。</p><p>　　1．2板式塔的類型與選擇</p><p>　　板式塔為

11、逐級接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備。在一個(gè)圓筒形的殼體內(nèi)裝有若干層按一定間距放置的水平塔板，塔板上開有很多篩孔，每層塔板靠塔壁處設(shè)有降液管。氣液兩相在塔板內(nèi)進(jìn)行逐級接觸，兩相的組成沿塔高呈階梯式變化。板式塔的空塔氣速很高，因而生產(chǎn)能力較大，塔板效率穩(wěn)定，造價(jià)低，檢修、清理方便。</p><p>　　按照塔內(nèi)氣液流動的方式，可將塔板分為錯流塔板與逆流塔板兩類。</p><p>　　錯流塔板：塔內(nèi)氣液兩相

12、成錯流流動，即流體橫向流過塔板，而氣體垂直穿過液層，但對整個(gè)塔來說，兩相基本上成逆流流動。錯流塔板降液管的設(shè)置方式及堰高可以控制板上液體流徑與液層厚度，以期獲得較高的效率。但是降液管占去一部分塔板面積，影響塔的生產(chǎn)能力；而且，流體橫過塔板時(shí)要克服各種阻力，因而使板上液層出現(xiàn)位差，此位差稱之為液面落差。液面落差大時(shí)，能引起板上氣體分布不均，降低分離效率。錯流塔板廣泛用于蒸餾、吸收等傳質(zhì)操作中。</p><p>　　

13、逆流塔板亦稱穿流板，板間不設(shè)降液管，氣液兩相同時(shí)由板上孔道逆向穿流而過。柵板、淋降篩板等都屬于逆流塔板。這種塔板結(jié)構(gòu)雖簡單，板面利用率也高，但需要較高的氣速才能維持板上液層，操作范圍較小，分離效率也低，工業(yè)上應(yīng)用較少。</p><p>　　錯流塔板又可分為一下幾種：</p><p><b>　　一、泡罩塔</b></p><p>　　塔板上設(shè)有

14、許多供蒸氣通過的升氣管，其上覆以鐘形泡罩，升氣管與泡罩之間形成環(huán)形通道。泡罩周邊開有很多稱為齒縫的長孔，齒縫全部浸在板上液體中形成液封。操作時(shí)，氣體沿升氣管上升，經(jīng)升氣管與泡罩間的環(huán)隙，通過齒縫被分散成許多細(xì)小的氣泡，氣泡穿過液層使之成為泡沫層，以加大兩相間的接觸面積。流體由上層塔板降液管流到下層塔板的一側(cè)，橫過板上的泡罩后，開始分離所夾帶的氣泡，再越過溢流堰進(jìn)入另一側(cè)降液管，在管中氣、液進(jìn)一步分離，分離出的蒸氣返回塔板上方究竟，流體流

15、到下層塔板。一般小塔采用圓形降液管，大塔采用弓形降液管。泡罩塔已有一百多年歷史，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)能力較低、壓強(qiáng)降等特點(diǎn)，已較少采用，然而因它有操作穩(wěn)定、技術(shù)比較成熟、對臟物料不敏感等優(yōu)點(diǎn)，故目前仍有采用。如圖。</p><p><b>　　圖1-1泡罩式塔板</b></p><p><b>　　二、篩板塔</b></p><

16、;p>　　篩孔塔板簡稱篩板，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在帶有降液管的塔板上開有很多均勻的小孔。液體流程與泡罩塔相同，蒸氣通過篩孔將板上液體吹成泡沫。篩板上沒有突起的氣液接觸元件，因此板上液面落差很小，一般可以忽略不計(jì)，只有在塔徑較大或液體流量較高時(shí)才考慮液面落差的影響。</p><p>　　根據(jù)孔徑的大小分為小孔徑篩板（孔徑為3-8mm）和大孔徑篩板（孔徑為10-25mm）兩類。工業(yè)應(yīng)用中以小孔徑篩板為主，大孔徑篩板多用于

17、某些特殊場合（如分離粘度大，易結(jié)焦的物系）。</p><p>　　篩板的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低；板上液面落差小，氣體壓降低，生產(chǎn)能力較大；氣體分散均勻，傳質(zhì)效率高。其缺點(diǎn)是篩孔易堵塞，不宜處理易結(jié)焦，粘度大的物料。</p><p>　　盡管篩板傳質(zhì)效率高，但若設(shè)計(jì)和操作不當(dāng)，易產(chǎn)生漏夜，使得操作彈性減小，傳質(zhì)效率下降，故過去工業(yè)上應(yīng)用較為謹(jǐn)慎。近年來，由于設(shè)計(jì)和控制水平的不斷提高，可使篩板

18、的操作非常精確，禰補(bǔ)了上述不足，故應(yīng)用日趨廣泛。在確保精確設(shè)計(jì)和采用先進(jìn)控制手段的前提下，設(shè)計(jì)中可大膽選用。</p><p><b>　　圖1-2 篩孔塔板</b></p><p><b>　　三、浮閥塔</b></p><p>　　浮閥塔是50年代開發(fā)的一種較好的塔，。在帶有降液管的塔板上開有若干直徑較大（標(biāo)準(zhǔn)孔徑為39

19、mm）的均布圓孔，孔上覆以可在一定范圍內(nèi)自由活動的浮閥。浮閥形式很多，常用的有F1型，V－4型，T型浮閥。</p><p>　　操作時(shí)，液相流程和前面介紹的泡罩塔一樣，氣相經(jīng)閥孔上升頂開閥片、穿過環(huán)形縫隙、再以水平方向吹入液層形成泡沫，隨著氣速的增減，浮閥能在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)穩(wěn)定操作。因此目前獲得較廣泛的應(yīng)用。</p><p><b>　　圖1-3 浮閥</b><

20、/p><p><b>　　四、噴射型塔板</b></p><p>　　篩板上氣體通過篩孔及液層后，夾帶著液滴垂直向上流動，并將部分液滴帶至上層塔板，這種現(xiàn)象稱為霧沫夾帶。霧沫夾帶的產(chǎn)生固然可增大氣液兩相的傳質(zhì)面積，但過量的霧沫夾帶造成液相在塔板間返混，進(jìn)而導(dǎo)致塔板效率嚴(yán)重下降。在浮閥塔板上，雖然氣相從閥片下方以水平方向噴出，但閥與閥間的氣流相互撞擊，匯成較大的向上氣流速度

21、，也造成嚴(yán)重的霧沫夾帶現(xiàn)象。此外，前述各類塔板上存在或低或高的液面落差，引起氣體分布不均，不利于提高分離效率。基于這些缺點(diǎn)，開發(fā)出若干種噴射型塔板，在這類塔板上，氣體噴出的方向與液體流動的方向一致或相反。充分利用氣體的動能來促進(jìn)兩相間的接觸，提高傳質(zhì)效果。氣體不必再通過較深的液層，因而壓強(qiáng)降顯著減小，且因霧沫夾帶量較小，故可采用較大的氣速。</p><p>　　近年來開發(fā)出噴射型塔板，大致有以下幾種類型：舌型塔板

22、，浮舌塔板，斜孔塔板 。</p><p><b>　　2工藝流程說明</b></p><p><b>　　2.1工藝流程圖</b></p><p>　　圖2-1 連續(xù)精餾塔操作流程</p><p>　　2.2工藝流程圖說明</p><p>　　精餾可分為間歇精餾和連

23、續(xù)精餾。</p><p>　　根據(jù)精餾原理可知，但有精餾塔還不能完成精餾操作，而必須同時(shí)有塔底再沸器和塔頂冷凝器，有時(shí)還要配有原料液預(yù)熱器、回流液泵等附屬設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)操作。再沸器的作用是提供一定量的上升蒸汽流，冷凝器的作用是提供塔頂液相產(chǎn)品及保證有適意的液相回流，因而使精餾能連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行.間歇精餾連續(xù)操作流程原料液一次加入塔釜中，而不是連續(xù)加入精餾塔中，間歇精餾只有精餾段而沒有提餾段，間歇精餾釜液濃度不斷

24、地變化，產(chǎn)品組成也逐漸降低。</p><p>　　典型的連續(xù)精餾流程如上圖1所示。由圖可見，原料液經(jīng)預(yù)熱器加熱到指定溫度后，送入精餾塔的進(jìn)料板，在進(jìn)料板上與自塔上部下降的回流液體匯合后，逐板逆流，最后流入塔底再沸器中。在每層板上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞過程。操作時(shí)，連續(xù)地從再沸器取出部分液體作為塔底產(chǎn)品（釜?dú)堃海?，部分液體氣化，產(chǎn)生上升蒸汽，依次通過各層塔板。塔頂蒸汽進(jìn)入冷凝器中被全部冷凝，

25、并將部分冷凝液用泵送回塔頂作為回流液體，其余部分經(jīng)冷卻器后被送出作為塔頂產(chǎn)品（餾出液）。有時(shí)在塔底安裝蛇管，以代替圖1中的再沸器，塔頂回流液也可借重力作用直接流入塔內(nèi)而省去回流液泵。</p><p><b>　　3. 塔的工藝計(jì)算</b></p><p><b>　　3.1 物料恒算</b></p><p>　　3.1.1

26、 原料液及塔頂，塔底產(chǎn)品的摩爾分率</p><p><b>　　甲醇的摩爾質(zhì)量：</b></p><p><b>　　水的摩爾質(zhì)量： </b></p><p>　　3.1.2 平均分子量</p><p>　　原料液的平均摩爾質(zhì)量：</p><p>　　塔頂產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量：

27、</p><p>　　塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量：</p><p>　　3.1.3 物料恒算</p><p><b>　　原料液處理量：</b></p><p><b>　　總物料恒算：</b></p><p><b>　　甲醇物料恒算：</b></p

28、><p>　　代入數(shù)據(jù)解方程得： </p><p>　　3.2理論板數(shù)的確定</p><p>　　3.2.1 理論板數(shù)的確定</p><p>　　理論板是指離開這種板的氣液兩相互成平衡，并且塔板上的液相組成也看作是均勻的。然而由于塔板上氣液間接觸面積和接觸時(shí)間的限制，理論板根本不存在，它僅是衡量實(shí)際板分離效率的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。</p>

29、<p>　　確定理論板數(shù)常用的方法有計(jì)算法和圖解法等。逐板計(jì)算法是依據(jù)平衡方程和操作線方程，通過作圖得出理論板數(shù)。</p><p>　　由于甲醇-水系統(tǒng)比較容易分離，故選用圖解法簡便的確定理論板數(shù)。</p><p>　?。?）進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q的確定</p><p>　　根據(jù)t-x-y圖查得的溫度 ℃ 如圖（詳圖見附圖1）</p><

30、p><b>　　則 ℃</b></p><p>　　查得該溫度下的甲醇和水的比熱和汽化潛熱如下</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　(2) 最小回流比及操作回流比R </p><

31、p>　　采用做圖法求最小回流比。在附圖1中x-y圖中定出點(diǎn)A（0.2894,0.2894） 。以點(diǎn)A為原點(diǎn)做q線方程。該線與平衡線交點(diǎn)坐標(biāo)為 。</p><p><b>　　故最小回流比</b></p><p><b>　　操作回流比</b></p><p>　　（3）. 圖解法求理論板數(shù)</p>&l

32、t;p><b>　　精餾段操作線方程：</b></p><p><b>　　圖解法求步驟：</b></p><p>　　（1）在x-y圖上做平衡線和對角線；</p><p>　?。?）過點(diǎn)B(0.8661，0.8661)和點(diǎn)C（0 0.418）做精餾段操作線方程，交q線方程于點(diǎn)D。</p><p&

33、gt;　?。?）連接點(diǎn)D和點(diǎn)E（0.0171,0.0171）得到提餾段操作線；</p><p>　?。?）從B點(diǎn)開始在平衡線和操作線之間畫階梯</p><p><b>　　求得（不包括塔釜）</b></p><p>　　自塔頂往下第四塊板為進(jìn)料板。</p><p><b>　?。?）全塔效率</b>

34、</p><p>　　在t-x-y圖（附圖1）查得 </p><p><b>　　全塔平均溫度 </b></p><p>　　該溫度下的甲醇和水的黏度為：</p><p>　　3.2.2實(shí)際板數(shù)的確定</p><p>　　精餾段實(shí)際板數(shù) 塊</p><p>　　提餾

35、段實(shí)際板數(shù) 塊</p><p>　　3.3 塔徑及塔板有效高度的確定</p><p>　　3.3.1操作參數(shù)及物性參數(shù)的確定</p><p><b>　?。?）操作壓強(qiáng)</b></p><p><b>　　塔頂壓強(qiáng) </b></p><p><b>　　進(jìn)料板

36、壓強(qiáng) </b></p><p><b>　　塔底壓強(qiáng) </b></p><p>　　精餾段的平均操作壓強(qiáng) </p><p>　　提餾段的平均操作壓強(qiáng) </p><p><b>　?。?）平均溫度</b></p><p>　　在t-x-y圖（附圖1）上查得

37、℃，則：</p><p>　　精餾段平均溫度 ℃</p><p>　　提餾段平均溫度 ℃</p><p><b>　?。?）平均分子量</b></p><p>　　在x-y圖（附圖1）中讀的f點(diǎn)坐標(biāo) 則</p><p>　　進(jìn)料處氣相平均分子量 </p><p>

38、;　　進(jìn)料處液相平均分子量 </p><p>　　塔頂?shù)谝粔K板的組成為 查得</p><p>　　塔頂氣相平均分子量 </p><p>　　塔頂液相平均分子量 </p><p>　　塔釜組成為 查得 則</p><p>　　塔底氣相平均分子量 </p><p>　　塔底液相平均分子

39、量 </p><p>　　精餾段氣相平均分子量 =</p><p>　　精餾段液相平均分子量 </p><p>　　提餾段氣相平均分子量 </p><p>　　提餾段液相平均分子量 </p><p><b>　?。?）平均密度</b></p><p>　　查得附圖1中進(jìn)料板

40、溫度℃時(shí) 則</p><p><b>　　解得 </b></p><p>　　查得 ℃時(shí) </p><p><b>　　解得 </b></p><p>　　查得℃時(shí) </p><p><b>　　解得 <

41、;/b></p><p><b>　?。?）表面張力</b></p><p>　　查得℃時(shí) </p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　查得℃時(shí) </p><p><b>　　所以 </b><

42、;/p><p>　　查得℃時(shí) </p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　精餾段表面張力 </b></p><p><b>　　提餾段表面張力 </b></p><p><b>　?。?）液體黏度&l

43、t;/b></p><p>　　查得℃時(shí) 則</p><p>　　查得 ℃時(shí) 則</p><p>　　查得℃時(shí) </p><p><b>　　精餾段液體黏度</b></p><p><b>　　提餾段液體黏度</b>

44、;</p><p>　?。?）氣相負(fù)荷的計(jì)算</p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　提餾段：</b></p><p>　　所以 取較大的氣體流量和液體流量 </p><p>　　3.3.2 塔的工藝尺寸確定</p><

45、;p><b>　?。?）塔徑計(jì)算</b></p><p>　　求塔徑需求出空塔氣速</p><p>　　安全系數(shù) </p><p>　　式中C可由史密斯關(guān)聯(lián)圖查出。圖中橫坐標(biāo)的數(shù)值為：</p><p>　　取板間距 取板上液層高度</p><p><b

46、>　　則圖中參數(shù)值為 </b></p><p>　　查得 物系表面張力 需要校正</p><p>　　取安全系數(shù)為0.8，則空塔系數(shù)為</p><p><b>　　塔徑</b></p><p>　　按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整為 D=1.8m</p><p><b>　　則塔

47、截面積 </b></p><p><b>　　實(shí)際空塔系數(shù) </b></p><p>　?。?）塔的有效高度計(jì)算</p><p>　　實(shí)際塔板數(shù) N=7+9=16塊</p><p><b>　　進(jìn)料板數(shù) </b></p><p><b&g

48、t;　　進(jìn)料板間距 </b></p><p>　　人孔數(shù) </p><p>　　人孔直徑 d=0.8m</p><p><b>　　人孔處板間距 </b></p><p><b>　　塔頂空間 </b></p><p><b&

49、gt;　　塔底空間 </b></p><p>　　所以，塔的有效高度：</p><p>　　4 塔板主要工藝尺寸計(jì)算</p><p>　　4.1 塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定</p><p>　　4.1.1 溢流裝置的計(jì)算</p><p>　　因塔徑D=1.8m 可選用單溢流弓形降液管。不設(shè)進(jìn)口堰。計(jì)算如

50、下：</p><p><b>　　堰長</b></p><p><b>　　溢流堰高度 </b></p><p>　　選用平直堰，堰上液層高度</p><p><b>　　近似E=1，則</b></p><p><b>　　取 故 &l

51、t;/b></p><p>　　弓形降液管寬度和截面積</p><p>　　由 查得 </p><p>　　驗(yàn)算降液管內(nèi)停留時(shí)間：</p><p>　　精餾段內(nèi)停留時(shí)間為39.33，大于5秒，故降壓管可使用。</p><p>　　液體在降液管設(shè)計(jì)合理</p><p><b&

52、gt;　　降液管底隙高度</b></p><p>　　取降液管底隙的流速 則</p><p>　　所以降液管底隙高度合理</p><p><b>　　4.1.2塔板布置</b></p><p><b>　　取閥孔動能因子</b></p><p><b

53、>　　孔速 </b></p><p>　　每層塔板上浮閥數(shù)（閥孔直徑）</p><p><b>　　塊</b></p><p>　?。?）塔板上的鼓泡區(qū)面積（取邊緣區(qū)寬度，泡沫區(qū)寬度）</p><p>　?。?）排列方式采用等腰三角形叉排，取同一橫排的孔心距， 則可按下式估算排間距：</p&g

54、t;<p>　　考慮到塔的直徑較大，必須采用分塊式塔板，而各分塊的支撐與平衡也要占去一部分鼓泡區(qū)面積，因此排間距不宜采用21mm，而應(yīng)小于此值，故取=20mm 按t=21mm，=20mm以等腰三角形叉排方式作圖。見（附圖2），排得閥孔數(shù)為156個(gè)。按N=156重新核算孔速及閥孔動能因數(shù)：</p><p>　　閥孔動能因數(shù)變化不大，仍在9—12范圍為內(nèi)。</p><p><

55、;b>　　塔板開孔率=</b></p><p>　　4.2塔板流體力學(xué)驗(yàn)算</p><p>　　4.2.1氣體通過塔板壓降</p><p><b>　?。?）干板阻力計(jì)算</b></p><p>　　因?yàn)楣士捎?jì)算干板阻力</p><p><b>　　液柱</b&g

56、t;</p><p>　　（2）氣體通過液層的阻力的計(jì)算</p><p>　　本設(shè)備分離甲醇和水的混合物，即液相為碳?xì)浠衔铮扇〕錃庀禂?shù)為 </p><p><b>　　故 液柱</b></p><p>　?。?）液體表面張力的阻力計(jì)算</p><p>　　因?yàn)榇俗枇苄?，可忽略不?jì)。

57、</p><p>　　氣體通過每層塔板的液柱高度：</p><p>　　氣體通過每層塔板的壓降：</p><p><b>　　4.2.2液泛</b></p><p>　　為了防治淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求降液管中清液層高度 有</p><p>　　氣體通過塔板的壓強(qiáng)降所相當(dāng)?shù)囊褐叨?</p&

58、gt;<p>　　液體通過降液管的壓頭損失 即 </p><p><b>　　液柱</b></p><p>　?。?）板上液層高度 即：</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　取 ，又已選定 ，</p><p><b&g

59、t;　　則 </b></p><p>　　可見，，符合防止淹塔的要求。</p><p><b>　　4.2.3霧沫夾帶</b></p><p><b>　　計(jì)算泛點(diǎn)率，即</b></p><p><b>　　泛點(diǎn)率</b></p><p>

60、;<b>　　及 泛點(diǎn)率</b></p><p><b>　　板上液體流徑長度：</b></p><p><b>　　板上液流面積：</b></p><p>　　取 由圖查得泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)</p><p><b>　　所以 泛點(diǎn)率</b></p>

61、;<p><b>　　泛點(diǎn)率</b></p><p>　　兩者都滿足在80%以下，故可知霧沫夾帶量能夠滿足的要求。</p><p><b>　　在允許范圍內(nèi)。</b></p><p><b>　　4.2.4 漏液</b></p><p>　　對于型浮閥，漏夜點(diǎn)氣速

62、計(jì)算式為</p><p><b>　　實(shí)際孔速 </b></p><p><b>　　穩(wěn)定系數(shù)為 </b></p><p>　　故本設(shè)計(jì)無明顯漏夜現(xiàn)象。</p><p>　　4.3 塔板負(fù)荷性能圖</p><p>　　4.3.1霧末夾帶線</p><p&

63、gt;　　即：泛點(diǎn)率 按泛點(diǎn)率=80%計(jì)算如下：</p><p><b>　　整理得：</b></p><p>　　由上式知霧末夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值 依據(jù)上式計(jì)算出值，計(jì)算結(jié)果列于下表，據(jù)此，可以做出霧末夾帶線（1）</p><p><b>　　4.3.2液泛線</b></p>&l

64、t;p>　　由上式確定液泛線。忽略式中</p><p>　　而與又有如下關(guān)系，即：</p><p>　　式中閥孔數(shù)N與孔徑亦為定值。因此，可將上式簡化成與的如下關(guān)系式：</p><p><b>　　整理得：</b></p><p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，已上式計(jì)算出值列于下表</p><

65、p>　　根據(jù)表中數(shù)據(jù)做出液泛線（2）</p><p>　　4.3.3液相負(fù)荷上限線</p><p>　　液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時(shí)間不低于。</p><p>　　所以液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間</p><p>　　以作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，則：</p><p>　　求出上限液體流量值（常數(shù)），在

66、圖上，液相負(fù)荷上限為與氣體流量無關(guān)的豎直線。即液相負(fù)荷上限線（3）</p><p><b>　　4.3.4漏液線</b></p><p>　　對于型浮閥，依計(jì)算，則：，又知 </p><p><b>　　則得：</b></p><p>　　以作為規(guī)定氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn) ，則：</p>

67、<p>　　據(jù)此做出與液體流量無關(guān)的水平漏液線（4）</p><p>　　4.3.5液相負(fù)荷下限線</p><p>　　取堰上液層高度作為液相負(fù)荷下限條件。以此作出液相負(fù)荷下限線，該線為與氣相流量的豎直線。即液相負(fù)荷下限線（5）</p><p><b>　　取 E=1，則</b></p><p>　　根據(jù)表

68、中數(shù)據(jù)及式（3）（4）（5）可分作出塔板負(fù)荷性能圖上（1）（2）（3）（4）（5）共五條線。見（附圖3）</p><p>　　由塔板負(fù)荷性能圖（附圖3）可以看出：</p><p>　　任務(wù)規(guī)定的氣，液負(fù)荷下的操作點(diǎn)P（設(shè)計(jì)點(diǎn)），處在適宜操作區(qū)的適中位置。</p><p>　　塔板的氣相負(fù)荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制。</p><p&g

69、t;　　按照固定的氣液比，有本例附圖2查處塔板的氣液負(fù)荷上限,氣相負(fù)荷下限。</p><p>　　所以 操作彈性。</p><p>　　4.4設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表</p><p><b>　　5結(jié)束語</b></p><p>　　通過本次設(shè)計(jì)使我了解了精餾塔的構(gòu)造并且掌握了如何設(shè)計(jì)塔設(shè)備，這次課程設(shè)計(jì)使我了解了工程設(shè)計(jì)

70、的主要程序和方法，培養(yǎng)了我們分析和解決工程實(shí)際問題的能力。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)過程比較復(fù)雜，計(jì)算量也比較大，需要的參變量也較多，所以在計(jì)算過程中遇到許多困難，在前幾步的計(jì)算中，幾乎每步都要去查閱資料，并用到差值法找到設(shè)計(jì)中所需的物性參數(shù)值，還有許多取值都要求在一個(gè)大的范圍內(nèi)取一個(gè)值，如果取值不當(dāng)，會導(dǎo)致后面計(jì)算結(jié)果有較大的偏差，這時(shí)需要重新估算取值，最終達(dá)到設(shè)計(jì)要求，即P點(diǎn)在合適的位置。</p&g

71、t;<p>　　我在本次設(shè)計(jì)中鍛煉了自己的意志力和獨(dú)立解決問題的能力，更使我對蒸餾過程和精餾設(shè)備有了更進(jìn)一步的了解，使我對化工原理的工程設(shè)計(jì)方面知識又增加了許多，我在這次設(shè)計(jì)中，學(xué)到了許多，我相信這對我以后的學(xué)習(xí)、工作都有很大的幫助。能順利的完成本次設(shè)計(jì)，還應(yīng)多多感謝李鳳華老師的指導(dǎo)和幫助。</p><p>　　總的來說，相當(dāng)有收獲。當(dāng)然，本次設(shè)計(jì)存在很多不足之處，在此，多請老師批評、指正。本人無限

72、感激。</p><p><b>　　6 符號說明</b></p><p><b>　　（1）英文字母</b></p><p>　　Aa-----塔板開孔區(qū)面積，m2</p><p>　　Af-----降液管截面積，m2</p><p>　　AO-------每層塔板的開孔面積

73、，m2</p><p>　　At--------塔截面積, m2</p><p>　　C-----計(jì)算umax的負(fù)荷系數(shù),無因次</p><p>　　do-----篩孔直徑，mm</p><p>　　D-----塔徑，mm</p><p>　　D-----塔頂產(chǎn)品的流量，Kmol/h</p><p

74、>　　ev-----霧沫夾帶量，Kg液/Kg氣</p><p>　　E-----液流吸收系數(shù)，無因次</p><p>　　ET----全塔效率，無因次</p><p>　　F---------原料液流量, kmol/h</p><p>　　g-----重力加速度, m/s2</p><p>　　hd-----與液

75、體流過降液管時(shí)的壓強(qiáng)降相等的液注高度, m</p><p>　　hc-----與干板壓強(qiáng)降相等的液注高度, m</p><p>　　hl-----與板上液層阻力相當(dāng)?shù)囊鹤⒏叨? m</p><p>　　hL----板上液層高度，m</p><p>　　ho----降液管底隙高度，m </p><p>　　how-

76、--堰上液層高度，m </p><p>　　hp----與單板壓降相當(dāng)?shù)囊鹤⒏叨?，m</p><p>　　hw----出口堰高度，m</p><p><b>　?。?）希臘字母</b></p><p>　　-----粘度 mPas</p><p>　　-----密度

77、 kg/m3</p><p>　　-----表面張力 mN/m</p><p><b>　　-----開孔率</b></p><p><b>　?。?）下標(biāo)</b></p><p>　　Max----最大的 </p>

78、<p>　　Min----最小的</p><p>　　L------液相的</p><p>　　V------氣相的</p><p><b>　　7參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?］天津大學(xué)化工原理教研室編.化工原理（上冊）. 天津：天津大學(xué)出版社，2003</p><p>