常減壓蒸餾工藝計算

1、本科畢業(yè)設(shè)計工藝計算題 目 年處理24萬噸焦油常減壓蒸餾車間初步設(shè)計院 （系 環(huán)化學(xué)院 班 級： 化工12-2 姓 名： 柴昶 學(xué) 號： 2012020836 指導(dǎo)教師： 張勁勇 教師職稱： 教授 2016年3月第4章 工藝計算4.1設(shè)備選擇要點4.1.1 圓筒管式爐（1）合理確定一段（對流段）和二段（輻射段）加熱面積比例，應(yīng)滿足正常條件下，二段焦油出口溫度400410時，一段焦油出口溫度在120130之間的要求。（2）蒸汽過熱管可設(shè)置預(yù)一段或二段，要合理確定加熱面積。當蒸氣量為焦油量的4%時，應(yīng)滿足加熱至400450的要求。（3）輻射管熱強度實際生產(chǎn)波動在1800026000千卡/米2

2、83;時，設(shè)計宜采用1800022000千卡/米2·時，對小型加熱爐，還可取低些。當選用光管時，對流段熱強度一般采用600010000千卡/米2·時。（4）保護層厚度宜大于200毫米，是散熱損失控制在3%以內(nèi)。（5）火嘴能力應(yīng)大于管式爐能力的1.251.3倍。火嘴與爐管凈距宜大于900毫米，以免火焰添燒爐管。（6）輻射管和遮蔽管宜采用耐熱鋼（如Cr5Mo等）。4.1.2餾分塔（1）根據(jù)不同塔徑確定塔板間距，見表4-1。表4-1 塔板間距塔徑（mm)80090010001200140016001800200022002400板距（mm)35035035035040040045

3、0450450450400400450450500500500500（2）進料層的閃蒸空間宜采用板距的2倍。（3）降液管截面宜按停留時間不低于5秒考慮。 （4）塔板層數(shù)應(yīng)結(jié)合流程種類、產(chǎn)品方案、切取制度及其他技術(shù)經(jīng)濟指標綜合確定。4.2物料衡算原始數(shù)據(jù)：年處理量 24萬t/a原料煤焦油所含水分 4%年工作日 330日，半年維修一次 每小時處理能力 w30303.03kg可按30303 kg計算表4-2 煤焦油餾分產(chǎn)率 % 餾分輕油酚油萘油洗油一蒽油二蒽油苊油瀝青產(chǎn)率0.51.51251753564.2.1整個流程的物料衡算表4-3 整個流程的物料衡算輸入 (kg/h)輸出 (kg/h)共計煤焦

4、油水分：1212.1無水煤焦油：29090.9 30303輕油： 29090.9×0.5%151.5酚油： 29090.9×1.5%454.5苊油： 29090.9×3%909.1 萘油： 29090.9×12%3636.4 洗油： 29090.9×5%1515.3 一蒽油： 29090.9×17% 5151.6 二蒽油： 29090.9×5%1515.3 瀝青： 29090.9×56%16969.7 從脫水塔蒸出的煤焦油的水分： 30303×4%1212.1 30303輸入物料量等于輸出物料量，故滿足物

5、料衡算的要求。 4.2.2主要設(shè)備的物料衡算 1.一段蒸發(fā)器輸入物料量：無水煤焦油 30303×(14%)29090.9 kg/h輸出物料量：輕油 29090.9×0.25%72.7kg/h焦油 29090.9×99.75%29018.2kg/h 共計 72.7+29018.229090.9 kg/h輸入物料量等于輸出物料量，故滿足物料衡算定律。2.二段蒸發(fā)器輸入物料量： 從一段蒸發(fā)器來的焦油量 29018.2 kg/h輸出物料量： 輕油 29090.9×0.25%72.7kg/h 餾分 29090.9×(10.25%0.25%)28945.4

6、kg/h 共計 72.7+28945.429018.2 kg/h輸入物料量等于輸出物料量，故滿足物料衡算定律。3.酚油塔輸入物料量： 來自二段蒸發(fā)器頂部的餾分 28945.4 kg/h輸出物料量： 酚油 29090.9×1.5%436.4kg/h 萘油 29090.9×12%3490.9kg/h 餾分蒸汽 29090.9×(10.5%12%1.5%)25018.2kg/h 共計 436.4+25018.2+3490.928945.4kg/h輸入物料量等于輸出物料量，故滿足物料衡算定律。4.餾分塔輸入物料量： 來自蒽塔的餾分蒸汽 25018.2 kg/h輸出物料量：

7、一蒽油 29090.9×17%4945.5kg/h二蒽油 29090.9×5%1454.5kg/h 瀝青 29090.9×56%=16290.9kg/h 洗油 29090.9×5%1454.5kg/h 苊油 29090.9×3%872.7 kg/h 共計 4945.5+1454.5+16290.9+1454.5+872.725018.2kg/h輸入物料量等于輸出物料量，故滿足物料衡算定律。 4.3主要設(shè)備計算 4.3.1管式爐已知條件： 焦油溫度 一段入口 85 一段出口 125 二段入口 110 二段出口 405過熱蒸汽出口 450 焦油含水

8、量 一段，按焦油量的3%計 30303×3%909.1kg/h 二段，按焦油量的0.3%計 30303×0.3%91kg/h 過熱蒸汽量，按焦油量的4%計 30303×4%1212.1 kg/h 經(jīng)管式爐一段后輕油蒸發(fā)量，按無水煤焦油的0.25%計72.8 kg/h一段焦油加熱加熱焦油耗熱量： Q13030396%(i125i85)29090.9(197.4121.8) 2199272kJ/h 式中 197.4原料煤焦油125時的熱焓，kJ/kg； 121.8原料煤焦油85時的熱焓，kJ/kg。加熱及蒸發(fā)一段焦油水分耗熱量（按二段焦油含水量為零計）：Q2909.1

9、(q125q85)909.1(2722.02357)2150039.7kJ/h 式中 2722.02水蒸氣125時的熱焓，kJ/kg； 357水85時的熱焓，kJ/kg。蒸發(fā)輕油耗熱量：Q372.8396.928894.3kJ/h式中 57.6輕油蒸發(fā)量，kg/h396.9輕油汽化熱，kJ/kg一段焦油加熱總耗熱量：Q1Q2 Q32199272+2150039+28894.3=4378205.3kJ/h過熱蒸汽加熱量加熱蒸汽耗熱量： Q41212.1 (3385.62771.6)744229.4 kJ/h式中 3385.66kg/cm2（表壓）飽和水蒸氣過熱至450時熱焓：kJ/kg； 277

10、1.66kg/cm2（表壓）飽和水蒸氣熱焓：kJ/kg。二段洗油加熱加熱焦油耗熱量：Q5(29090.072.8)(966168)23156443.8kJ/h式中 966焦油380（即一次蒸發(fā)溫度）時熱焓，kJ/kg； 168焦油110，kJ/kg。加熱二段焦油中水分耗熱量：Q691256740.1kJ/h式中 3285405水蒸氣熱焓，kJ/kg；463.68110水蒸氣熱焓，kJ/kg。二段焦油總耗熱量：Q5 Q623413183.9kJ/h管式爐有效熱負荷QQ1Q2Q3Q4Q5Q628535619.6kJ/h加熱焦油單位耗熱量：941.7 kJ/kg熱負荷比例：一段熱負荷 15.3%過熱

11、蒸汽熱負荷 2.6%二段熱負荷 82%耗煤氣量設(shè)管式爐熱效率為75%，則耗煤氣量為：=2156.9Nm3/h式中 17640煤氣熱值，kJ/ m3每噸焦油耗煤氣量為： =71.2 Nm3選用有效負荷為6270MJ/h(350萬千卡/時)的標準圓筒式管式爐兩臺。 350萬千卡時的管式爐規(guī)格性能見表4-4 4.3.2一段蒸發(fā)器已知條件：塔頂溫度 105 塔頂壓力（絕對壓力） 1.01kg/cm3塔頂出來的物料 輕油 72.7kg/h 水分 909.1-91= 818.1kg/h汽相負荷：m3/s設(shè)空塔氣速為0.2 m/s，則蒸發(fā)器直徑為：m 故選用Dg1600mm的一段蒸發(fā)器一臺。表4-4 350

12、萬千卡/時焦油蒸餾圓筒管式爐規(guī)格性能項 目公稱能力項 目公稱能力熱負荷分布，萬千卡/時熱強度，千卡/米2時輻射段280.3輻射段18200對流段59.7對流段8270過熱蒸汽段12.2過熱蒸汽段8820加熱面積，米2設(shè)備重量，噸輻射段154.3金屬49對流段72保溫材料40過熱蒸汽段14 4.3.3二段蒸發(fā)器已知條件：直接汽量，按焦油量的1%計算 303.03 kg/h焦油含水量，按焦油量的0.3%計算 91kg/h小計 394.03kg/h塔頂壓力（絕對壓力） 1.35 kg/cm3塔頂溫度 370氣相負荷 = 1.14m3/s式中 72.7、454.5、3636.4、1515.3、909.

13、1、5151.6、1515.3、394.03分別是輕油、酚油、萘油、苊油、一蒽油、二蒽油等餾分產(chǎn)量及水氣量，kg/h；105、120、133、170、189、209、18分別是輕油、酚油餾分、萘油混合餾分、苊油餾分、一蒽油餾分、二蒽油餾分及水氣的分子量。采用空塔氣速為0.2 m/s，則蒸發(fā)器直徑為：D=2.69m故選用Dg2800mm的二段蒸發(fā)器一臺。 4.3.4酚油塔 酚油塔采用酚油進行回流。已知條件： 從二段蒸發(fā)器來的直接蒸汽量 377.2kg/h 塔頂壓力（絕對壓力） 1.25 kg/cm3 塔頂溫度 257 回流量 30303=4545.5kg/h 回流溫度 85 酚油餾分汽化熱 32

14、1.3 kJ/kg 酚油餾分平均比熱 085 1.512 kJ/kg· 0257 1.932 kJ/kg·蒸發(fā)回流所需要的熱量：Q=4545.5×=3463234.63 kJ/h內(nèi)回流量：=10778.8kg/h塔頂汽相負荷：=1.62m3/s=5834.9m3/h汽相重度：=4.18kg/m3液相重度：0.89=890 kg/m3式中 0.00008計算系數(shù)；1.08苊油餾分20時的比重。液相負荷：=0.00336m3/s空塔氣速： =0.728m/s 式中 CO系數(shù)，根據(jù)不同板間距求得（當板間距是400mm時，求得CO =0.0521）。適宜空塔氣速按0.7W

15、max m/s計算塔徑：D=2.01m表4-5 2200 酚油塔的規(guī)格與技術(shù)特性項 目規(guī) 格項 目規(guī) 格 高度， 重量，t 塔板層數(shù) 精餾段 提餾段 泡罩形式 泡罩個數(shù) 泡罩齒縫高度， 每層塔板齒縫面積 降液管截面積，1600042.33624195條形10250.2750.022板距，毫米餾分側(cè)線的踏板編號（由下往上）萘油酚油操作重量，t45016、18塔頂58 4.3.5餾分塔 已知條件： 直接蒸汽量 從二段蒸發(fā)器來的 377.2kg/h進入餾分塔的，按焦油量的1.7%計 494.5kg/h小計 871.7 kg/h塔頂壓力（絕對壓力） <26.6KPa塔頂溫度 105冷回流量 30

16、30312121.2kg/h回流溫度 30 洗油餾分汽化熱 395.2 kJ/kg 洗油餾分平均比熱 0110 1.882kJ/kg· 030 1.673kJ/kg·蒸發(fā)回流所需要的熱量：內(nèi)回流量： 塔頂汽相負荷：汽相重度：kg/m3液相重度：0.812=812 kg/m3式中 0.00008計算系數(shù)；0.88輕油餾分20時的比重。液相負荷：=0.00569m3/s空塔氣速： =0.852m/s 式中系數(shù)，根據(jù)不同板間距求得（當板間距是450mm時，求得=0.05）。適宜空塔氣速按0.7Wmax m/s計算塔徑：D=2.12m=2120mm按設(shè)備系列，故選用Dg=2200m

17、m的餾分塔，表4-6 Dg2200毫米餾分塔規(guī)格項目規(guī)格項目高度，毫米29000板距，毫米450重量，噸49.065二蒽油34塔板層數(shù)47苊油7精餾段42洗油塔頂提餾段5一蒽油25 4.3.6一段輕油冷凝冷卻器已知條件： 物料量 輕油 72.7kg/h水蒸氣（按一段蒸發(fā)器底焦油含水量為零計） 909.1kg/h 物料溫度 入口 105 出口 30 輕油平均比熱 1.974kJ/kg·冷凝階段放出的熱量：kJ/h式中 2250.36水蒸氣汽化熱； 396.9輕油汽化熱。冷卻階段放出的熱量：=297129.73kJ/h熱量小計：Q=Qa+Qb=2371786.64kJ/h冷卻水（入口25

18、，出口40）用量t/h冷卻段水溫升高至： 對數(shù)平均溫度差：油汽， 105冷卻水， 65 78.12 5冷凝段：冷卻段：需要換熱面積F：K1=150kcal/m2·h·，即630kJ/m2·h；K2= 100 kcal/m2· h·，即420 kJ/m2·h·冷凝段：m2冷卻段：m272.71m2故選用的1×75m2冷凝冷卻器 4.3.7二段輕油冷凝冷卻器已知條件： 物料量輕油 72.7+11632=11704.7kg/h水蒸氣（按一段蒸發(fā)器底焦油含水量為零計） 909.1kg/h物料溫度入口 105出口 30輕油平

19、均比熱 30110 1.974kJ/kg·冷凝階段放出的熱量：kJ/h式中 2250.36水蒸氣汽化熱；396.9輕油汽化熱。冷卻階段放出的熱量：kJ/h熱量小計：Q=Qa+Qb=8710645.05 kJ/h冷卻水（入口25，出口40）用量t/h冷卻段水溫升高至： 對數(shù)平均溫度差：油汽， 105冷卻水， 65 76.5 5冷凝段：冷卻段：需要換熱面積F：K1=150kcal/m2· h·，即630kJ/ m2·h·；K2=100 kcal/m2·h·，即420 kJ/ m2·h·冷凝段：m2冷卻段：m2

20、150.1+183.5=333.6 m2 4.3.8萘油冷凝冷卻器已知條件：物料量 3636.4kg/h物料溫度入口 185出口 70物料比熱 2.1kJ/kg·物料放出熱量3636.4×2.1×(185-70)=878190.6kg/h對數(shù)平均溫度差=78.3換熱面積（取K=420 kJ/ m2·h·）m2冷卻水（入口32，出口45）用量t/h選用換熱面積為冷卻器一臺。 4.3.9洗油冷凝冷卻器已知條件：物料量 1515.3kg/h物料溫度入口 185出口 70物料比熱 2.1kJ/kg·物料放出熱量 1515.3×2.1

21、×(185-70)=365944.95kg/h對數(shù)平均溫度差 =78.3換熱面積（取K=420 kJ/ m2·h·） m2冷卻水（入口32，出口45）用量 t/h選用換熱面積為 浸沒式冷卻器一臺。第5章 主要設(shè)備的計算及選型5.1塔板數(shù)的計算 將全塔分為三段，每段取三個組分HK，MK，LK 為計算方便，同時考慮到萘在焦油中的特殊地位，餾分塔的三段分配組成及平均相對分子質(zhì)量分別如下表：表5-1 餾分塔三段分配組成LKMKHK段分布組分相對分子質(zhì)量組分相對分子質(zhì)量組分相對分子質(zhì)量上段洗油餾分135苊油餾分170蒽油192苊油餾分側(cè)線以上部分中段洗油+苊油餾分146蒽油

22、192甲基苯的同分異構(gòu)體201兩側(cè)線之間下段洗+蒽+苊油餾分177蒽油192瀝青212蒽油餾分側(cè)線至加料板之間表5-2 質(zhì)量流量流入/（kg/h)流出萘含量占無水焦油百分數(shù)組分質(zhì)量流量/（kg/h)25018.2洗油餾分1454.55.5%×5%苊油餾分872.73%×11%蒽油餾分640022%×20%瀝青餾分16290.95.5%×5%表5-3 摩爾流量組分相對分子質(zhì)量kmol/L摩爾分數(shù)/%洗油餾分1351454.5/135=10.828.58苊油餾分170872.7/170=5.134.07蒽油餾分1926400/192=33.3326.43瀝青

23、餾分21216290.9/212=76.8460.92總計126.12100洗油餾分+苊油 輕油+酚油+萘油餾分 5.1.1 下段的計算表5-4 下段物料衡算流入流出質(zhì)量流率（kg/h)25018.2塔頂8727.3塔底16290.9摩爾流率（kmol/h)126.12塔頂49.28塔底76.84瀝青中，萘的含量取為瀝青質(zhì)量10%，萘為輕組分（LK），記為組分A。根據(jù)瀝青的主要成分，取苊為重組分（HK），記為組分B，含量為洗油量的10%。進料中萘的含量取為進料的23%，苊的含量取為無水焦油的3%。則質(zhì)量守恒：萘：25018.2×23%=10%×16290.9+×8

24、727.3 解得=47.2%苊：3%×29090.9=16290.9×10%+×8727.3 解得=8.66%表5-5 關(guān)鍵組分萘（LK） A M=128苊 （HK） B M=154進料kg/hkmol/hw%mol%kg/hkmol/hw%mol%4119.2832.1823%27.89%806.45.243%6.88%出料塔頂3463.6827.0655.23%54.40%120.960.783.25%2.64%塔底655.365.1210%11.34%685.444.4610%9.43%進料板溫度220，塔頂溫度199，塔底溫度230根據(jù)飽和蒸汽壓計算 萘：

25、 lgP= 苊： lgP=完全理想體系 計算結(jié)果如下表5-6 相對揮發(fā)度萘苊塔頂483.89106.334.554.22進料板795.06191.654.15塔底990.64249.373.97由于假設(shè)誤差太大則理論板數(shù)取為3塊，塔板效率取0.3，則實際板數(shù)為進料板位置的確定1.11解得x=5.2取為6故進料板為從下向上數(shù)第6塊板 5.1.2 中段的計算 相當于在塔底進料，只有精餾段表5-7 中段物料衡算流入流出質(zhì)量流率（kg/h)8727.3塔頂2327.3塔底6400摩爾流率（kmol/h)49.27塔頂15.94塔底33.33選取甲酚為LK記為C，萘為HK記為D。進料中：甲酚的含量為無水

26、焦油的0.6%，萘的含量為進料的25%出料中：塔頂甲酚的含量占出料的20%，塔底萘的含量占出料的7%質(zhì)量守恒： 甲酚： 解得=4.54%萘： 解得=2.37%表5-8 關(guān)鍵組分甲酚（LK) C M=108萘 （HK） M=128進料kg/hkmol/hw%mol%kg/hkmol/hw%mol%645.125.974.33%5.11%1954.5115.2752.5%51.73%出料塔頂505.214.6720%21.83%7.010.0541.11%1.01%塔底139.911.31.13%1.34%1947.515.2263%62.98%塔頂溫度165，塔底溫度200，假設(shè)進料板190間位

27、甲酚： lgP=7.15904萘： lgP=計算結(jié)果如下：表5-9 相對揮發(fā)度甲酚萘塔頂256.5192.61.331.40進料板545.1374.61.42塔底716.54961.44所以圓整為21塊，塔板效率取為0.3，則實際塔板數(shù)為假設(shè)的進料處 8.15取理論板數(shù)9，實際板數(shù)為8/0.3=26，取為26（包括下一段的第一塊塔板）由于中段無提留段，所以實際中段的塔板為26塊即 5.1.3 上段的計算表5-10 上段物料流入流出質(zhì)量流率（kg/h)2327.3塔頂1454.5塔底872.8摩爾流率（kmol/h)15.94塔頂10.77塔底5.17選取苯為LK，記為E，甲酚為HK，記為F進料

28、中：苯的含量占無水焦油的0.15%；甲酚的含量為進料的20%出料中：塔頂甲酚的含量5%，取為2%；塔底苯的含量占出料的2%質(zhì)量守恒：苯: 解得=41.7%甲酚：20%×2327.3=2%×1454.5+×872.8 解得=23.15%表5-11 關(guān)鍵組分苯（LK) E M=98甲酚（HK） F M=108進料kg/hkmol/hw%mol%kg/hkmol/hw%mol%43.630.456.38%7.66%1163.610.7720%21.76%出料塔頂31.980.3231.36%33.71%17.90.172%2.01%塔底11.650.132%2.46%1

29、145.710.623.15%25.71%塔頂溫度105，塔底溫度165，假設(shè)進料板140苯的飽和蒸汽壓數(shù)據(jù)可以直接查取間位甲酚： lgP=7.15904 計算結(jié)果如下：表5-12 相對揮發(fā)度苯甲酚塔頂207.123.88.75.0進料板474.3107.04.43塔底782256.53.05所以理論板數(shù)取為4，塔板效率設(shè)為0.3，則實際塔板數(shù)為4/0.3=13.3，取為14進料位置的確定： 實際板數(shù)為2.12/0.3=6.87，取為7，即 5.1.4 總塔板數(shù)的計算 所以餾分塔的總塔板數(shù)塊5.2塔的工藝參數(shù) 5.2.1塔徑 D=2.2m 則塔板面積 AT=0.785×D2=0.78

30、5×2.22=3.8m2 空塔氣速 5.2.2塔高 根據(jù)經(jīng)驗頂部空間一般取1.21.5m，故取h1=1.5m，底部空間h2=1.5m。有效塔高人孔所在板間距增至800mm，塔板間取5個人孔，裙座取3.3m，所以有效塔高 H0=0.45×46+(0.8-0.45)×5=22.45m塔高：H=22.45+1.5+1.5+3.3=28.75m故塔高取29m。 5.2.3圓泡罩塔盤的設(shè)計泡罩尺寸的選擇泡罩尺寸選取100mm需要泡罩個數(shù)m選擇圓形泡罩，齒縫為矩形型，根據(jù)下式得出泡罩個數(shù)：Vm=式中 Vm滿負荷所取Vm=2.13Vs m每層塔板上泡罩的個數(shù)； F4每個泡罩的齒

31、縫總面積； h齒縫的高度。根據(jù)經(jīng)驗得出一下數(shù)據(jù)：F4=5m2h=0.032m所以：91個需要的鼓泡面積鼓泡中的中心距滿足：t=(1.251.5)D ； t-D=2575mm根據(jù)本課題取 t=1.4D=140mm t-D=40mm 符合條件。按正三角形排列，每個泡罩所占的正六角行鼓泡面積ab(mm2)為：ab=0.866t2=0.866mm2整個塔盤鼓泡面積Aa(m2)為：Aa=mab=1.477m2 5.2.4板面布置選定流行由液相負荷Ls=0.00569 m3/s=20.5m3/h估采用單流型。取堰長Lw為塔徑的0.66倍，即堰長為：Lw=0.66×2.2=1.45m塔截面積為：A

32、T=3.8m2單型塔板系列選定降液管面積Af與塔截面積AT之比以及弓形降液管寬度Wd與塔徑D之比分別為： 故可以知：Af=0.0721×3.8=0.274m2Wd=0.124×2.2=0.273m降液管內(nèi)停留時間應(yīng)保證液體在降液管內(nèi)的停留時間大于35s，才能保證液體所夾帶氣體的釋出。故所夾帶氣體可以釋出。降液管尺寸可用。泡罩排列泡罩按正三角形排列，在鼓泡區(qū)工排列91個：鼓泡區(qū)面積占的百分比為： (規(guī)定在50%80%之間)降液管面積占的百分比為： % (規(guī)定在10%20%之間)邊緣面積占的百分比為： 1-63%-14.4%=22.6% (規(guī)定在20%50%之間)故滿足塔盤分配

33、要求。齒縫開度hs根據(jù)經(jīng)驗可知： 當最低氣體負荷時，最小齒縫開度h0mm 當正常氣體負荷時，hs 當最大氣體負荷時，hs=h=0.032本設(shè)計是在正常負荷下操作 即 hsmm堰上液溢流高度how采用平流堰，可用下式計算：How=式中 E液體收縮系數(shù)；一般取1 Lw堰長，m。當h所以： How=0.02堰高hw及降液管底距下層塔板的距離h0根據(jù)常壓操作壓力，初步選定動液封：hds=40mm=0.04m靜液封：hss=hds-how=0.04-0.02=0.02m堰高hw可按下式計算：hw=hT+hss+hr+h式中 hT泡罩下縫至塔板的間距，m hr泡罩帽緣圈高度，m h齒縫的高度，m hss靜

34、液封，m對于直徑是100mm的泡罩，查得經(jīng)驗數(shù)據(jù)，hT=15mm，hr=3mm。則hw=15+20+3+32=70mm故選定堰高hw=70mm降液管底部液封為20mm，則降液管底與下層塔板的距離應(yīng)為： h0=0.07-0.02=0.05m液面梯度液面流過板面梯度與液流量（以表示）堰高hw及泡罩底緣塔板的距離hT有關(guān)，也可按查得=9.32由于此值較小，可忽略不計。動液封hdshds=how+hss+0.01+0.03=0.04mm 5.2.5塔板壓降蒸汽通過塔板時可按下式計算壓降：hp=hL+hc+hs式中 hp塔板壓降，m液柱； hs齒縫局部阻力，m液柱； hc泡罩局部阻力（包括升氣管回轉(zhuǎn)通道

35、及環(huán)形間隙），m液柱； hL有效液層阻力，m液柱。泡罩局部阻力hchc=0.025 m式中 阻力系數(shù)，直徑為100mm的泡罩取0.25 每個泡罩的升氣管截面積，（升氣管直徑取70mm，A=mm2）有效液層阻力hLhL=hds式中 沖氣系數(shù)； hds動液封，m液柱。沖氣系數(shù)為氣相動能因數(shù)Fb=式中 按液流面積Ab計算的氣速，m/s由Ab=AT-2Af，=可得： 1.43查得所以有效液層阻力hL=0.6m液柱所以塔板壓降為：hp=hL+hc+hs=0.02133+0.024+0.025=0.07033m液柱全塔壓降為：m液柱 5.2.6液冷情況按下式求出降液管內(nèi)的液面高度：Hd=hw+hd+hp+

36、 how式中 hd：液相流出降液管的阻力，m液柱m因液面梯度很小?？梢圆豢紤]，則降液管內(nèi)液面高度：Hd =0.07+0.02+0.00094+0.07033=0.16127m為了防止液泛現(xiàn)象，需滿足以下條件：HT+hw式中 泡沫層的相對比重，對于一般物系取0.5； HT塔板板間距，m則有HT2 Hd- hw即=0.25254所以不會發(fā)生液泛現(xiàn)象。 5.2.7鼓泡層高度hf用下式可以求得：hf=0.0432hf=0.0432×1.496+1.89×0.07-0.0406=0.156m鼓泡層頂部到上層塔板的距離S為：S=HT-hf=0.45-0.156=0.294m 5.2.8

37、排空時間T采用排液孔直徑d0=10mm排液孔面積Aw，一般可按每平方米塔截面積有13平方厘米的開孔面積計算。Aw=2.54cm2/m2需要的排液孔數(shù)：b= 取21個全塔積液總排空時間可按下式計算：T=1.5h 5.2.9塔板負荷性能圖霧沫夾帶線依公式：泛點率Vs （v /（ L-v ）1/2+1.36LsZL/KCFAd按泛點率為80計算如下：Vs5.4/（637.5-5.4）0.5+1.36Ls×2.2/(1.0×0.158×11.34)=0.80整理得：Vs15.4-32.26Ls液泛線 由aVs2b-cLs2-dLs2/3式中 a1.91×105v

38、/cN2=1.91×105×5.4/637.5×25322=0.00025 b HT+（0.5-1-0.35）×0.031 0.65×0.70+（0.5-1-0.35）×0.0310.44 c0.153/Lw2ho=0.153/2.722×0.082=3.25 d=(Ho)×E×0.667/Lw2/3 =(1+0.35)×1×0.667/2.722/3=0.122把a.b.c.d代入式中得0.00025Vs2=0.44-3.25Ls2-0.122Ls2/3液相負荷上限線：液體的最大流量

39、應(yīng)保證在降液管中停留時間不低于35，以Ø5s作為液體在降管中停留時間的下限（Ls）maxAfHT/50.99 ×0.7/5=0.139m2/s求出上限液體流量Ls值（常數(shù)）。在VsLs圖上液相負荷上限為與氣體流量Vs無關(guān)的豎直線漏液線：以Fo0v0.55作為規(guī)定氣體最小負荷的標準，則得：（Vs）mindo2N0/4=/4do2N×5/Pv0.5 =3.14/4×(0.039)2×2280×5/5.40.5=5.87m3/s據(jù)此做出與液體流量無關(guān)的水平漏液線（4）液相負荷下限線取堰上液層高度how0.006m作為液相負荷下限條件，依how的計算式算出Ls的下限值，即 how2.84/1000E3600(Ls)min/lw2/3=0.006取E1得據(jù)此可作出與氣相流量無關(guān)的豎直線圖5-1 塔板負荷性能圖1為霧沫夾帶線，2為液泛線，3為漏液線 4為液相負荷下限線 5為液相負荷上限線由塔板負荷性能圖可以看出:任務(wù)規(guī)定的氣、液負荷下的操作點播P（設(shè)計點），處在適宜操作區(qū)內(nèi)塔板的氣相負荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制按照固定的液氣比，由圖查出塔板的氣相負荷上限（Vs）max27.16m3/s氣相負限下限（Vs）min16.85m3/s操作彈性（Vs）