工艺专业塔器水力学计算设计导则(3)

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式中：

VS

汽相流率 （ft3/S）

自上式得到汽相的极限负荷。一般都不会达到体系的极限负荷。 2.5.10 降液管内液相最大速度VDC

????L-?V??VDC（最大）??1-FG???2?L??1-FG=1.4??L-?V??L1?1.4??L-?V??L

14 (ft/S）

式中：

VDC（最大） FG σ

降液管中液相最大速度 （ft/S）

液相中分散相分率 表面张力 （mN/m)

液相在降液管中的速度不应超过按上式计算的最大速度，否则会导致上一塔板中的汽体穿过降液管而入下一塔板，而增加塔板上的汽相流量。

2.5.11 喷射液泛

为塔板间液体喷射而引起的液泛。一般中、低压系统液泛以此为主。

CBF??V??0.00518????L??V?0.04?HT?0.5?AF/AB?0.5?EXP?3.048/?d0?5.08????1?1/EXPA0.25L/l?0.1118?0.250.21???w??PC?当（L/lw)

?????

>35.76(m3/h)时，应乘上修正项如下：

EXP｛-0.32(Af/AT)-0.2．(1-(35.76/(L/lw)))1.44]

式中：

CBF ?V ?L HT AF AB do

喷射液泛下以鼓泡面积为基准的能力因子 (m/s) 汽相密度 （kg/m3) 液相密度 （kg/m3) 塔板间距 （mm） 喷射液泛下自由面积（m2） 鼓泡面积 （m2） 筛孔径 （mm）

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APC L lw Af AT

孔面积百分数 液相流率 （m3/h） 堰长 （m） 降液管面积 （m2） 塔面积 （m2）

又 CBF=VBF?V/(?L-?V) (m/s) 式中：

VBF

基于鼓泡面积的汽相速度 （m/s）

对于每一塔段，应满足下列要求：

喷射液泛下能力因子或汽相速度?安全系数

最大设计负荷下能力因子或汽相速度安全系数取决于工艺设计要求和体系的性质。一般为1.2～1.5。低压和真空系统常取较大值。对于矿物油吸收塔、解吸塔和重度起泡沫的系统亦取较大值。

2.5.12 雾沫夹带

为汽相通过塔板时将板上液体带入上一塔板，这将影响塔板效率。夹带量较大时，会造成大量液体循环而致液泛。除了体系性质以外，还与塔板间距，汽速和板上泡沫层高度等有关。当筛孔径在12mm以上时，雾沫夹带量增加较快。正常设计下筛孔塔的雾沫夹带量不算太大。雾沫夹带量将控制筛板塔的操作上限。

CBE/CBF =1.0+{0.305·(?V/(?L-?V))- 0.2/ [31+(20 (L/lW)0.2 )] ·log(ENT/VFLD)/CBF} 式中： CBE CBF ?V ?L L lW ENT

雾沫夹带条件下基于鼓泡面积的能力因子 （m/s） 喷射液泛下基于鼓泡面积的能力因子 （m/s）

汽相密度 （kg/m3） 液相密度 （kg/m3） 液相流率 （m3/h） 堰长 （m）

雾沫夹带速率 （kg/h）

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VFLD

喷射液泛条件下的汽相流率 （kg/h）

VFLD=3600 CBF AB ?V (?L-?V)0.5 (kg/h)

CBE?VBE?V/(?L-?V) (m/s)

式中：

AB VBE

鼓泡面积 （m2）

雾沫夹带条件下基于鼓泡面积的汽相速度 （m/s）

2.5.13 压降△p

筛板塔的每板压降为干板压降和当量清液高度之和。 △p =273.4Φ1 S5 Wo2 ?V/?L+2.36 FW (V/lw)2/3 +S6 hw mm液柱 式中：

S5 Wo ?V ?L V lW hw S6 Φ1

干板压降系数，查阅《FRI塔板设计手册》 孔速 (m/s)

汽相密度 （kg/m3） 液相密度 （kg/m3） 液相流率 （m3/h） 堰长

（m）

（mm）

堰高

堰高系数，查阅《FRI塔板设计手册》 校正系数

??S9hL?Φ1?exp??

?135.6?hL?当 lw/D≥0.72时，S9=1.197

lw/D<0.72时，S9 = 6.025 lw/D-3.141 D hL FW

塔径 （m）

当量清液高度 （mm） 收缩系数

当lw/D≥0.72时，FW=1.0

lW/D<0.72时，FW = EXP［-2.353(lW /D-0.72)] 2.5.14 泄漏

泄漏为筛板塔的操作下限。当汽速低于泄漏点时，液体开始自筛孔中泄漏。

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泄漏与干板压降、板上清液层高度及表面张力等有关。

Wo = 4.32×10-7(μL)0.045(μV)-0.55(γL-γV)1.17 (γv)-0.55 (σ.g)-0.125(Ao/AB)0.52 (hL)0.32

(do)-0.26 (h’W)0.45(tt)0.25(g)0.875 (m/s) 式中： Wo μL μv γL γv σ g

漏液点时的孔速 （m/s) 液相粘度 (kg/s.m) 汽相粘度 (kg/s.m) 液相密度 (kg/m3) 汽相密度 (kg/m3)

表面张力 （N/m) 重力加速度 (m/s2) 孔面积（m2) 鼓泡面积 （m2)

漏液点时当量清液高度 (mm) 孔径 （mm）

Ao AB hL do h’w

修正堰高 （mm）

h’w = (50.8+3hw)/[(hw/25.4)+2]

板厚 （mm）

tt

漏液点计算方法很多，各有差异。上法算得到的结果可取作操作下限。但此法算得到的结果如稍有漏液，亦仍可操作，也即可允许存在10%以下的漏液。

2.6 穿流塔板

2.6.1 穿流塔板亦称双流板，它不设降液管，塔板上开有筛孔或栅缝，汽液二相由此同时逆流通过。它结构简单，为板式塔中最简易的一种塔板，加工安装方便，工程中应用也日趋广泛。

2.6.2 穿流塔板因为没有降液管，所以处理能力大。除结构简单和价廉外，它由于开孔率大而压降小，适用于压降受限制的场合。另外它由于汽液冲洗筛孔，故耐污垢方面较好，不易堵塞和易清洗。当然它在负荷弹性和传质效率方面不及浮阀和筛板塔，但由于其雾沫夹带量小，塔板间距可较小，可以多增设几块塔板来弥补其某些缺点。

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2.6.3 穿流塔板由于不具降液管，所以汽液二相均通过筛孔，在汽速低时，液体经筛孔淋洒而下，塔板上没有明显的液位，此时效率和压降都很低。当汽液负荷增加时，塔板持液量随之增加，塔板上建立起脉动式密封液层。随着汽体负荷的增加，塔板持液量继续增加而达液泛，此时效率亦达到最大。其负荷弹性差于其他具降液管的板式塔。尤其在低负荷时，往往可通过调节回流比来保持负荷，以维持效率。过去人们仅将穿流塔用于凉水塔或热水塔，以及洗涤等方面，蒸馏方面用得相对较少，近年来也有新的发展。如S.W.公司1954年开发的波纹板塔，即将塔板压成波纹状，增加了负荷弹性，在乙烯装置主要分离系统中得到了应用。

2.6.4 波纹塔板(Ripple Tray)是在平穿流板的基础上发展起来的，即将开有筛孔的平板压成波纹状，上下二板安装时交错90°，可以起到液体再分布的作用，板上的筛孔多数具有倾斜角度，因而增强了湍流程度。在波峰处汽流通过多些，波谷处液流量大些。它比平板具有较大的传质效率。波纹有助于适应液体和汽体负荷的变化，使操作稳定，并增加塔板的刚性。

2.6.5 随着石化工业的发展，装置能力增大，分离塔的塔径亦增大，对于穿流塔板则要求注意其水平度及液体初始分布的均匀性。一般设置液体进料管式分布器。

2.6.6 FRI对穿流 …… 此处隐藏：1649字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……