化工原理課程設(shè)計(jì)苯甲苯的分離(篩板塔)

1、化工原理課程設(shè)計(jì)板式精餾塔的設(shè)計(jì) 姓名 單素民 班級(jí) 1114071 學(xué)號(hào) 111407102 指導(dǎo)老師 劉麗華河南城建學(xué)院序言化工原理課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用化工原理課程和有關(guān)先修課程（物理化學(xué)，化工制圖等）所學(xué)知識(shí)，完成一個(gè)單元設(shè)備設(shè)計(jì)為主的一次性實(shí)踐教學(xué)，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，在整個(gè)教學(xué)中起著培養(yǎng)學(xué)生能力的重要作用。通過課程設(shè)計(jì)，要求更加熟悉工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握化工單元操作設(shè)計(jì)的主要程序及方法，鍛煉和提高學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)和技能的能力，問題分析能力，思考問題能力，計(jì)算能力等。 精餾是分離液體混合物（含可液化的氣體混合物）最常用的一種單元操作，在化工，煉油，石油化工等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。精

2、餾過程在能量劑驅(qū)動(dòng)下（有時(shí)加質(zhì)量劑），使氣液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各組分的揮發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。根據(jù)生產(chǎn)上的不同要求，精餾操作可以是連續(xù)的或間歇的，有些特殊的物系還可采用衡沸精餾或萃取精餾等特殊方法進(jìn)行分離。本設(shè)計(jì)的題目是苯-甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)，即需設(shè)計(jì)一個(gè)精餾塔用來分離易揮發(fā)的苯和不易揮發(fā)的甲苯，采用連續(xù)操作方式，需設(shè)計(jì)一板式塔將其分離。目錄一、化工原理課程設(shè)計(jì)任書3二、設(shè)計(jì)計(jì)算31.設(shè)計(jì)方案的確定32.精餾塔的物料衡算33.塔板數(shù)的確定44.精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 85.精

3、餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 106.塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 117.篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算138.塔板負(fù)荷性能圖159.接管尺寸確定30二、個(gè)人總結(jié) 32三、參考書目33（一）化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書板式精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 設(shè)計(jì)題目： 設(shè)計(jì)分離苯甲苯連續(xù)精餾篩板塔二、設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件1、 設(shè)計(jì)任務(wù)：物料處理量： 7萬噸年進(jìn)料組成 ： 37 苯，苯-甲苯常溫混合溶液 （質(zhì)量分率，下同）分離要求：塔頂產(chǎn)品組成苯 95 塔底產(chǎn)品組成苯 6% 2、 操作條件平均操作壓力 ： 101.3 kPa 平均操作溫度：94回流比： 自 選 單板壓降： =0.9 kPa工時(shí)： 年開工時(shí)數(shù)7200小時(shí) 化工原理課程設(shè)計(jì)三

4、、設(shè)計(jì)方法和步驟：1、設(shè)計(jì)方案簡介 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書所提供的條件和要求，通過對(duì)現(xiàn)有資料的分析對(duì)比，選定適宜的流程方案和設(shè)備類型，初步確定工藝流程。對(duì)選定的工藝流程，主要設(shè)備的形式進(jìn)行簡要的論述。2、主要設(shè)備工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù) （2）工藝流程的選擇 （3）做全塔的物料衡算 （4）確定操作條件 （5）確定回流比 （6）理論板數(shù)與實(shí)際板數(shù) （7）確定冷凝器與再沸器的熱負(fù)荷 （8）初估冷凝器與再沸器的傳熱面積 （9）塔徑計(jì)算及板間距確定 （10）堰及降液管的設(shè)計(jì) （11）塔板布置及篩板塔的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) （12）塔的水力學(xué)計(jì)算 （13）塔板的負(fù)荷性能圖（14）塔盤結(jié)構(gòu)（15）塔高（16）

5、精餾塔接管尺寸計(jì)算3、典型輔助設(shè)備選型與計(jì)算（略） 包括典型輔助設(shè)備（換熱器及流體輸送機(jī)械）的主要工藝尺寸計(jì)算和設(shè)備型號(hào)規(guī)格的選定。4、設(shè)計(jì)結(jié)果匯總5、工藝流程圖及精餾塔工藝條件圖6、設(shè)計(jì)評(píng)述四、參考資料化工原理課程設(shè)計(jì)天津大學(xué)化工原理教研室，柴誠敬 劉國維 李阿娜 編；化工原理（第三版）化學(xué)工業(yè)出版社，譚天恩 竇梅 周明華 等編；化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)化學(xué)工業(yè)出版社，賀匡國編；化學(xué)工程手冊(cè)上卷 化學(xué)工業(yè)出版社，化工部第六設(shè)計(jì)院編；常用化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì) 華東理工出版社。二、設(shè)計(jì)計(jì)算1.設(shè)計(jì)方案的選定及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集 本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯一甲苯混合物。由于對(duì)物料沒有特殊的要求，可以在常壓下操

6、作。對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送人精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，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)品冷卻器冷卻后送至儲(chǔ)罐。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔底設(shè)置再沸器采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。其中由于蒸餾過程的原理是多次進(jìn)行部分汽化和冷凝，熱效率比較低，但塔頂冷凝器放出的熱量很多，但其能量品位較低，不能直接用于塔釜的熱源，在本次設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)把其熱量作為低溫?zé)嵩串a(chǎn)生低壓蒸汽作為原料預(yù)熱器的熱源之一，充分利用了能量。 塔板的類型為篩板塔精餾，篩板塔塔板上開有許多

7、均布的篩孔，孔徑一般為38mm，篩孔在塔板上作正三角形排列。篩板塔也是傳質(zhì)過程常用的塔設(shè)備，它的主要優(yōu)點(diǎn)有： () 結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡單，易于加工，造價(jià)約為泡罩塔的60，為浮閥塔的80左右。 () 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加1015。 () 塔板效率高，比泡罩塔高15左右。 () 壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低30左右。 篩板塔的缺點(diǎn)是： () 塔板安裝的水平度要求較高，否則氣液接觸不勻。 () 操作彈性較小(約23)。() 小孔篩板容易堵塞。 下圖是板式塔的簡略圖表1 苯和甲苯的物理性質(zhì)項(xiàng)目分子式分子量M沸點(diǎn)（）臨界溫度tC（）臨界壓強(qiáng)PC（kPa）苯A甲苯BC6H6C6H5CH378

8、.1192.1380.1110.6288.5318.576833.44107.7表2 苯和甲苯的飽和蒸汽壓溫度80.1859095100105110.6,kPa，kPa101.3340.0116.946.0135.554.0155.763.3179.274.3204.286.0240.0表3 常溫下苯甲苯氣液平衡數(shù)據(jù)（2：例11附表2）溫度80.1859095100105110.6液相中苯的摩爾分率汽相中苯的摩爾分率1.0001.0000.7800.9000.5810.7770.4120.6300.2580.4560.1300.26200表4 純組分的表面張力(1：附錄圖7)溫度8090100

9、110120苯，mN/m甲苯，Mn/m21.221.72020.618.819.517.518.416.217.3表5 組分的液相密度(1：附錄圖8)溫度()8090100110120苯,kg/甲苯,kg/814809805801791791778780763768表6 液體粘度（1：）溫度()8090100110120苯（mP.s）甲苯（mP.s）0.3080.3110.2790.2860.2550.2640.2330.2540.2150.228表7常壓下苯甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù)溫度t液相中苯的摩爾分率x氣相中苯的摩爾分率y110.560.000.00109.911.002.50108.793.

10、007.11107.615.0011.2105.0510.020.8102.7915.029.4100.7520.037.298.8425.044.297.1330.050.795.5835.056.694.0940.061.992.6945.066.791.4050.071.390.1155.075.580.8060.079.187.6365.082.586.5270.085.785.4475.088.584.4080.091.283.3385.093.682.2590.095.981.1195.098.080.6697.098.880.2199.099.6180.01100.0100.02

11、 精餾塔的物料衡算(1) 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 苯的摩爾質(zhì)量 甲苯的摩爾質(zhì)量 （2）原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 （3）物料衡算 原料處理量總物料衡算 121.54=DW苯物料衡算 121.540.4090.957D0.070 W聯(lián)立解得 D42.99 kmolhW=69.55 kmolh式中 F-原料液流量 D-塔頂產(chǎn)品量 W-塔底產(chǎn)品量3 塔板數(shù)的確定 （1）理論板層數(shù)NT的求取 苯一甲苯屬理想物系，可采用圖解法求理論板層數(shù)。 由手冊(cè)查得苯一甲苯物系的氣液平衡數(shù)據(jù)，繪出x y圖，見下圖求最小回流比及操作回流比。 采用作圖法求最小回流比。在上圖中對(duì)角線上，自點(diǎn)e（0.40

12、9,0.409）作垂線ef即為進(jìn)料線(q線)，該線與平衡線的交點(diǎn)坐標(biāo)為 0.567 , 0.346故最小回流比為取操作回流比為求精餾塔的氣、液相負(fù)荷 (泡點(diǎn)進(jìn)料：q=1)求操作線方程 精餾段操作線方程為提餾段操作線方程為（2）逐板法求理論板又根據(jù) 可解得=2.475 相平衡方程 = 0.957 =0.901 0.696 因?yàn)?精餾段理論板 n=5 所以提留段理論板 n=4全塔效率的計(jì)算（查表得各組分黏度=0.269，=0.277）捷算法求理論板數(shù) 由公式 代入 Y=0.488由精餾段實(shí)際板層數(shù)5/0.52=9.610,提餾段實(shí)際板層數(shù)4/0.52=7.698進(jìn)料板在第11塊板4 精餾塔的工藝條

13、件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 （1）操作壓力計(jì)算 塔頂操作壓力 93.2 kPa塔底操作壓力=109.4 kPa每層塔板壓降 P0.9 kPa進(jìn)料板壓力93.20.910102.2kPa精餾段平均壓力 P m （93.2102.2）297.7 kPa提餾段平均壓力P m =（109.4+102.2）/2 =105.8 kPa（2）操作溫度計(jì)算 依據(jù)操作壓力，由泡點(diǎn)方程通過試差法計(jì)算出泡點(diǎn)溫度，其中苯、甲苯的飽和蒸氣壓由 安托尼方程計(jì)算，計(jì)算過程略。計(jì)算結(jié)果如下： 塔頂溫度82.7進(jìn)料板溫度94.2 塔底溫度=105.1精餾段平均溫度=（ 82.794.2）/2 = 88.5提餾段平均溫度=（94.2

14、+105.1）/2 =99.7（3）平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由xD=y1=0.957,代入相平衡方程得x1=0.901進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由上面理論板的算法，得0.622， 0.399塔底平均摩爾質(zhì)量計(jì)算由xw=0.070,由相平衡方程，得yw=0.157精餾段平均摩爾質(zhì)量 提餾段平均摩爾質(zhì)量（4）平均密度計(jì)算 氣相平均密度計(jì)算 由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，精餾段的平均氣相密度即 提餾段的平均氣相密度液相平均密度計(jì)算 液相平均密度依下式計(jì)算，即 塔頂液相平均密度的計(jì)算 由tD82.7，查手冊(cè)得 塔頂液相的質(zhì)量分率 進(jìn)料板液相平均密度的計(jì)算 由tF94.25.3，查手冊(cè)得 進(jìn)料板

15、液相的質(zhì)量分率 塔底液相平均密度的計(jì)算 由tw105.1，查手冊(cè)得 塔底液相的質(zhì)量分率 精餾段液相平均密度為 提餾段液相平均密度為(5) 液體平均表面張力計(jì)算 液相平均表面張力依下式計(jì)算，即 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算 由 tD82.7，查手冊(cè)得 A=20.94mN/m B=21.39 mN/mLDm=0.95720.94+(1-0.957)21.39=20.98 mN/m進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算 由tF94.2，查手冊(cè)得 A=19.36 m N/m B=20.21 m N/mLFm=0.40919.36+0.59120.21=19.86 mN/m塔底液相平均表面張力的計(jì)算 由 tD105

16、.1，查手冊(cè)得 A=19.10 mN/m B=19.48 mN/mLwm=0.0719.10+(1-0.07)19.48=19.45mN/m精餾段液相平均表面張力為 Lm=（20.98+19.86）/2=20.42 mN/m提餾段液相平均表面張力為 Lm=（19.86+19.48）/2=19.85 mN/m(6) 液體平均粘度計(jì)算 液相平均粘度依下式計(jì)算，即 lgLm=xilgi塔頂液相平均粘度的計(jì)算 由tD82.7，查手冊(cè)得 A=0.300 mPas B=0.304 mPaslgLDm=0.957lg(0.300)+ (1-0.95)lg(0.304)解出LDm=0.300 mPas進(jìn)料板液

17、相平均粘度的計(jì)算 由tF94.2，查手冊(cè)得 A=0.269 mPas B=0.277 mPaslg LFm=0.409lg(0.269)+ (1-0.409)lg(0.277)解出LFm=0.274 mPas塔底液相平均粘度的計(jì)算 由tw105.1，查手冊(cè)得 A=0.244 mPas B=0.213 mPaslgLwm=0.07lg(0.244)+ (1-0.07)lg(0.213)解出Lwm=0.215 mPas精餾段液相平均粘度為 Lm=(0.300+0.27)/2=0.287 mPas提餾段液相平均粘度為 Lm=(0.300+0.215)/2=0.258 mPas（7） 氣液負(fù)荷計(jì)算 精

18、餾段： 提餾段： 5 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 (1) 塔徑的計(jì)算塔板間距HT的選定很重要，它與塔高、塔徑、物系性質(zhì)、分離效率、塔的操作彈性，以及塔的安裝、檢修等都有關(guān)。可參照下表所示經(jīng)驗(yàn)關(guān)系選取。表7 板間距與塔徑關(guān)系塔徑DT，m0.30.50.50.80.81.61.62.42.44.0板間距HT，mm200300250350300450350600400600 對(duì)精餾段：初選板間距，取板上液層高度，故；查教材P131圖 得C20=0.071；依式校正物系表面張力為時(shí)可取安全系數(shù)為0.8，則（安全系數(shù)0.60.8），故按標(biāo)準(zhǔn),塔徑圓整為1.6m,則空塔氣速0.820m/s。對(duì)提餾段：初選板

19、間距，取板上液層高度，故；查2：圖38得C20=0.106；依式校正物系表面張力為時(shí)可取安全系數(shù)為0.8，則（安全系數(shù)0.60.8），故按標(biāo)準(zhǔn),塔徑圓整為1.2m,則空塔氣速0.820m/s。 將精餾段和提溜段相比較可以知道二者的塔徑不一致，根據(jù)塔徑的選擇規(guī)定，對(duì)于相差不大的二塔徑取二者中較大的，因此在設(shè)計(jì)塔的時(shí)候塔徑取1.6m6 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算(1) 溢流裝置計(jì)算 因塔徑D1.6m，可選用單溢流弓形降液管，采用平行受液盤。對(duì)精餾段各項(xiàng)計(jì)算如下： a)溢流堰長：單溢流去lW=（0.60.8）D，取堰長為0.66D=0.661.6=1.056mb)出口堰高：由，查2：圖311，知E=1.

20、042,依式可得故c)降液管的寬度與降液管的面積：由查（2：圖313）得，故，利用(2：式310)計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間以檢驗(yàn)降液管面積，即（大于5s，符合要求）d)降液管底隙高度：取液體通過降液管底隙的流速（0.07-0.25）依(2：式311)：符合（）e)受液盤 采用平行形受液盤，不設(shè)進(jìn)堰口，深度為60mm 同理可以算出提溜段a)溢流堰長：單溢流去lW=（0.60.8）D，取堰長為0.66D=0.81.6=1.056mb)出口堰高：由查2：圖311，知E=1.02,依式可得故c)降液管的寬度與降液管的面積：由查（2：圖313）得，故， 利用(2：式310)計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間以

21、檢驗(yàn)降液管面積，即（大于5s，符合要求）d)降液管底隙高度：取液體通過降液管底隙的流速（0.07-0.25）依(2：式311)：符合（）(2) 塔板布置 精餾段塔板的分塊 因D800mm，故塔板采用分塊式。查表3-7得，塔極分為4塊。對(duì)精餾段：a)取邊緣區(qū)寬度Wc=0.05m(3050mm),安定區(qū)寬度，（當(dāng)D1.5m時(shí)，Ws=6075mmb)依(2：式318)：計(jì)算開空區(qū)面積，c)篩孔數(shù)與開孔率：取篩空的孔徑為，正三角形排列，一般碳的板厚為,取，故孔中心距篩 孔數(shù)個(gè)， 則（在515范圍內(nèi)） 則每層板上的開孔面積為氣體通過篩孔的氣速為 提餾段：a)取邊緣區(qū)寬度Wc=0.05m(3050mm),

22、安定區(qū)寬度，（當(dāng)D1.5m時(shí)，Ws=6075mmb)依(2：式318)：計(jì)算開空區(qū)面積， c)篩孔數(shù)與開孔率：取篩空的孔徑為，正三角形排列，一般碳的板厚為,取，故孔中心距篩孔數(shù)個(gè)， 則（在515范圍內(nèi)） 則每層板上的開孔面積為氣體通過篩孔的氣速為7 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 塔板的流體力學(xué)計(jì)算，目的在于驗(yàn)算預(yù)選的塔板參數(shù)是否能維持塔的正常操作，以便決定對(duì)有關(guān)塔板參數(shù)進(jìn)行必要的調(diào)整，最后還要作出塔板負(fù)荷性能圖。(1) 氣體通過篩板壓強(qiáng)相當(dāng)?shù)囊褐叨扔?jì)算 精餾段：a)干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋阂溃楦珊Y孔的流量系數(shù)圖得，C0=0.78由式b)氣體穿過板上液層壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋海?由與關(guān)聯(lián)圖查得板上液層充

23、氣系數(shù)=0.61，依式c)克服液體表面張力壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋阂朗?，故則單板壓強(qiáng)：(2) 液面落差 對(duì)于篩板塔，液面落差很小，且本例的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。 (3) 霧沫夾帶故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)發(fā)生過量霧沫夾帶。(4) 漏液由式篩板的穩(wěn)定性系數(shù)，故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)產(chǎn)生過量漏液。(5) 液泛為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清液層高度依式， 而H=0.073+0.037+0.001=0.11m取，則故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)發(fā)生液泛。根據(jù)以上塔板的各項(xiàng)液體力學(xué)驗(yàn)算，可認(rèn)為精餾段塔徑及各項(xiàng)工藝尺寸是適合的。提溜段：a)干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋阂?，查干篩孔的流量系數(shù)圖得，C0=0.78

24、由式b)氣體穿過板上液層壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋海?由與關(guān)聯(lián)圖查得板上液層充氣系數(shù)=0.65，依式c)克服液體表面張力壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋阂朗剑?故則單板壓強(qiáng)：(2) 液面落差 對(duì)于篩板塔，液面落差很小，且本例的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。 (3) 液沫夾帶故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)發(fā)生過量霧沫夾帶。(4) 漏液由式篩板的穩(wěn)定性系數(shù)，故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)產(chǎn)生過量漏液。(5) 液泛為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清液層高度依式， 而H=0.098m取，則故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)發(fā)生液泛。根據(jù)以上塔板的各項(xiàng)液體力學(xué)驗(yàn)算，可認(rèn)為精餾段塔徑及各項(xiàng)工藝尺寸是適合的。8 塔板負(fù)荷性能圖 精餾段：(1) 漏

25、液線 由 ，得 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs值，計(jì)算結(jié)果列于表3-19。 表3-19Ls /(m3/s) 0.0010.0020.030.004Vs /(m3/s)0.690.720.740.76由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線。 (2) 霧沫夾帶線 以 ev0.1kg液/kg氣為限，求 Vs-Ls關(guān)系如下： 由 聯(lián)立以上幾式，整理得在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs值，計(jì)算結(jié)果列于表3-20。 表3-20Ls /(m3/s) 0.0010.0020.0030.004Vs /(m3/s)13.1111.849.458.88由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線2。 (3) 液相負(fù)荷

26、下限線 對(duì)于平直堰，取堰上液層高度hOW0.006m作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。由式3-21得 據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3。 (4) 液相負(fù)荷上限線 以4s作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限 據(jù)此可作出與氣體流量元關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線0.0474。 (5) 液泛線 令 由聯(lián)立得忽略h，將hOW與Ls，hd與Ls，hc與Vs的關(guān)系式代人上式，并整理得 式中：將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入整理，得在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs值，計(jì)算結(jié)果列于表3-22。 表3-22Ls /(m3/s) 0.0010.0020.030.004Vs /(m3/s)3.263.183.113.04由上表

27、數(shù)據(jù)即可作出液泛線5。 根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負(fù)荷性能圖，如圖所示。 圖3-23 精餾段篩板負(fù)荷性能圖 在負(fù)荷性能圖上，作出操作點(diǎn)P，連接OP，即作出操作線。由圖可看出，該篩板的操作上限為液泛控制，下限為漏液控制。由上圖查得 Vs,max=1.064 m3/s Vs,min=0.324 m3/s故操作彈性為 Vs,max / Vs,min=3.381所設(shè)計(jì)篩板的主要結(jié)果匯總于表3-23。 提餾段(1) 漏液線 由 ，得在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs值，計(jì)算結(jié)果列于表3-19。 表3-19Ls /(m3/s) 0.0010.0020.0030.004Vs /(m3/s)

28、0.360.380.390.40由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線。 (2) 液沫夾帶線 以 ev0.1kg液/kg氣為限，求 Vs-Ls關(guān)系如下： 由 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs值，計(jì)算結(jié)果列于表3-20。 表3-20Ls /(m3/s) 0.0010.0020.0030.004Vs /(m3/s)1.771661.571.49由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線2。 (3) 液相負(fù)荷下限線 對(duì)于平直堰，取堰上液層高度hOW0.006m作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。由式3-21得 據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3。 (4) 液相負(fù)荷上限線 以4s作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限 據(jù)此

29、可作出與氣體流量元關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線0.0474。 (5) 液泛線 令 由聯(lián)立得忽略h，將hOW與Ls，hd與Ls，hc與Vs的關(guān)系式代人上式，并整理得 將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入整理，得在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs值，計(jì)算結(jié)果列于表3-22。 表3-22Ls /(m3/s) 0.0010.0020.0030.004Vs /(m3/s)5.935.675.435.13由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線5。 根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負(fù)荷性能圖，如圖所示。 所設(shè)計(jì)篩板的主要結(jié)果匯總于表。 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表項(xiàng)目符號(hào)單位計(jì)算數(shù)據(jù)精餾段提留段各段平均壓強(qiáng)PmkPa97.7109.4各段平均溫度t

30、m88.599.7平均流量氣相VSm3/s1.6061.37液相LSm3/s0.00370.0075實(shí)際塔板數(shù)N塊108板間距HTm0.400.40塔的有效高度Zm4.03.2塔徑Dm1.61.6空塔氣速um/s0.8200.651塔板液流形式單流型單流型溢流管型式弓形弓形堰長lwm1.0561.056堰高h(yuǎn)wm0.0430.034溢流堰寬度Wdm0.1240.243管底與受業(yè)盤距離hom0.03550.0292板上清液層高度hLm0.060.06孔徑domm5.05.0孔間距tmm15.015.0孔數(shù)n個(gè)75515729開孔面積m21.4671.113篩孔氣速uom/s10.8512.19塔

31、板壓降hPkPa0.5930.421液體在降液管中停留時(shí)間s10.4514.94降液管內(nèi)清液層高度Hdm0.2460.124霧沫夾帶eVkg液/kg氣0.00057480.0074負(fù)荷上限霧沫夾帶控制霧沫夾帶控制負(fù)荷下限漏液控制漏液控制氣相最大負(fù)荷VSmaxm3/s氣相最小負(fù)荷VSminm3/s操作彈性9. 各接管尺寸的確定1 進(jìn)料管進(jìn)料體積流量取適宜的輸送速度，故經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管(YB231-64)，規(guī)格：實(shí)際管內(nèi)流速：2 釜?dú)堃撼隽瞎芨獨(dú)堃旱捏w積流量：取適宜的輸送速度，則 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管(YB231-64)，規(guī)格：實(shí)際管內(nèi)流速：3 回流液管回流液體積流量 利用液體的重力進(jìn)行回流，取適宜的回流速度，那么經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管(YB231-64