化工原理课程设计(8)

盐城师范学院化工原理课程设计

4.4塔板主要工艺尺寸的计算 4.4.1溢流装置计算

因塔径D?0.6m，可选用单溢流弓形降液管，采用凹型受液盘。各项计算如下。

图（5）塔板溢流形式

（a）U型流 （b）单溢流 （c）双溢流

一.堰长lW

取lW?0.66D?0.66?0.6?0.396(m) 二.溢流堰高度hW

由hW?hL?h0W。选用平直堰，堰上液层高度h0W依下式计算，即

how近似取E=1，则 精馏段 how2.843600qv,L23?E() 1000lW2.843600?2.18?10-423??1()?0.0045(m) 10000.3962.843600?4.39?10-423?1()?0.0071(m) 提馏段 how?10000.396 取板上液层高度hL?0.05m，故

精馏段 hW?hL?h0W?0.05?0.0045?0.0455(m)

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提馏段 hW?hL?h0W?0.05?0.0071?0.0429(m) 三.弓形降液管宽度Wd和截面积Af 由

lW，得 ?0.66查图（6）

DAfW?0.0722，d?0.124 ATD

图（6）弓形降液管的宽度与面积

故 Af?0.0722AT?0.0722?0.2826?0.02040(m2) Wd?0.124D?0.124?0.6?0.0744(m) 依式θ?3600AfHT验算液体在降液管中停留时间 qv,L 精馏段 θ?3600AfHT0.02040?0.3??28.07(s)?＞5(s)? qv,L2.18?10?43600AfHT0.02040?0.3??13.94(s)?＞5(s)? ?4qv,L4.39?10 提馏段 θ? 故降液管设计合理。 四.降液管底隙高度ho

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图（7）降液管示意图 h0? 取u0?0.08m/s，则

qv,L

3600lWu0qv,L2.18?10?4 精馏段 h0???0.0069(m)

3600lWu00.396?0.08 hW?h0?0.0455?0.0069?0.0386(m)?＞0.006(m)?

qv,L4.39?10-4 提馏段 h0???0.01386(m)

3600lWu00.396?0.08 hW?h0?0.0429?0.01386?0.02904(m)?＞0.006(m)?

故降液管底隙高度设计合理。

4.4.2塔板布置及浮阀数目与排列

取阀孔动能因数F0?12，用式u0?F0求孔速u?，即 ρV 精馏段 u0?F012??10.44(m/s) ρV1.32F012??12.44(m/s) ρV0.93 提馏段 u0?依式N?qv,Vπ2d0u04求每层塔板上的浮阀数（其中阀孔直径d0?0.039m），即

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精馏段 N?qv,Vπ2d0u04?813.52/3600?19(个)

3.142?0.039?10.444 提馏段 N?qv,Vπ2d0u04?831.77/3600?16(个)

3.14?0.0392?12.444取边缘区宽度Wc?0.06m，破沫区宽度Ws?0.07m。

π2x??依式Aa?2?xR2?x2?Rsin?1()?计算塔板上的鼓泡区面积，即

180°R??D0.6?Wc??0.06?0.24(m) 22D0.6?(0.0744?0.07)?0.1556(m) x??(Wd?Ws)?22 R?π2x?? Aa?2?xR2?x2?Rsin?1()?

180°R??π0.1556?? ?2?0.1556?0.242-0.15562??0.242sin?1()?

180°0.24?? =0.1381（m）

浮阀排列方式采用等腰三角形叉排。取同一横排的孔心距为：，则可按下式估算排间距t′,即 t?75mm?0.075m? t′Aa0.1381??0.0969(m)?96.9(mm) Nt19?0.0752

考虑到塔的直径较小，必须采用分块式塔板。而各分块板的支撑与衔接也要占去一部分鼓泡区面积，因此排间距不宜采用97mm，而应小于此值，故取t′=65mm。

按t=75mm,t′=65mm以正三角形叉排方式作图，如图（8）所示 ：

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实际阀数为24。

按N=24重新核算孔速及阀孔动能因数： 精馏段： u0?qv,V813.52/3600??7.89(m/s) π2π2d0N?0.039?2444 F0?u0ρV?7.89?1.32?9.06

阀孔动能因数变化不大，仍在9~12范围内。

塔板开孔率=

u0.78??100％?9.90％ u07.89 提馏段： u0?qv,V831.77/3600??8.06(m/s) π2πd0N?0.0392?2444 F0?u0ρV?8.06?0.93?9.02

塔板开孔率=

40

u0.82??100％?9.09％ u09.02

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