工艺专业塔器水力学计算设计导则(4)

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等所占的面积。

·塔截面积。

百分孔面积为开孔面积与鼓泡面积比值的百分数。当其值增大，允许汽速也增大，但增大到20%以上时，会影响效率。故一般取15～25%。

孔间距不希望大于75mm。

筛孔径一般取12mm以下。对污垢系统可取大些。

波纹板的波纹一般为正弦曲线型。波高为13～38mm，波长为38～64mm。可根据液体负荷大小来选定波高。对于液体负荷大于20m3/m2h，采用浅波；而液体负荷大于82 m3/m2h时，用深波。

2.6.8 初估塔径Dt

近似塔截面积Ab由下式估算：

Ab= [VL+1.3(LL)]max (S.F.)

J1J2J3

（ft2）

Dt = 0.3048

Ab 0.785 (m)

式中：

Dt VL

塔 径 （m)

汽相负荷因子 （ft3/S） 液相流率 （ft3/S） 安全系数

开孔面积与孔径参数，查阅《FRI塔板设计手册》中图 板间距参数，查阅《FRI塔板设计手册》中图 体系参数，查阅《FRI塔板设计手册》中图

LL S.F. J1 J2

J3

当安全系数取1.0时，求取值为设计负荷下，液泛时的塔径。一般安全系数取1.2～1.3。

往往采用最大负荷来估算塔径。 2.6.9 液泛

从波峰间的低谷处穿过汽体，使塔板上液体向上喷射或飞溅。当汽速增加时，喷射加强，使部分雾滴带入上一块塔板。一旦汽速高于导致喷射流高度等于板间距的汽速时，即发生液泛现象。

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在恒定汽液比下，液泛汽相负荷因子计算如下式：

R?(VL)液泛?????J1J2J3?Ab

?R?13.?R?VS?v(?L-?v)LS

(ft3/S）

式中： Vs Ls γv γL Ab

汽相流率 （ ft3/S） 液相流率 （ft3/S）

汽相密度 （1b/ft3） 液相密度 （1b/ft3）

鼓泡面积 （ft2）

同上

（VL）液泛J1·J2·J3

（Vs）液泛??v(?L-?v)

（ft3/S）

处理粘度较大的液体或高泡沫系统的塔易于液泛，需要注意。 2.6.10 体系液泛

为体系的极限处理能力，计算如下：

（VL）极限=0.73·AT (1-F) (σ/?L-?V)1/4 － 1.4LL

（ft3/S）

1-FG=1.4??L-?V??L1?1.4??L-?V??L

式中：

VL LL AT

汽相负荷因子 （ft3/S） 液相流率 （ft3/S）

塔截面积 （ft2）

液相密度 （lb/ft3） 汽相密度 （lb/ft3） 表面张力 （mN/m)

(VL)极限γL γv σ

（VS）极限??v(?L-?v)

（ft3/S）

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2.6.11 压降 干板压降如下式： △p干=J5Wo2γ式中：

J5

v /γL

（英寸热液柱）

干板压降系数，查阅《FRI塔板设计手册》中图，它与百

分孔面积，孔径与板厚的比值，汽体物流进口侧的开孔边

缘情况有关（如锐边和光滑边）。

Wo

孔速 （ft/S）

汽相密度 （lb/ft3） 液相密度 （lb/ft3）

γv γ

L

对于一定的开孔率，随孔径与板厚比值的增大而干板压降增大，当孔径与板厚的比值不变时，随开孔率减小而干板压降增大。

总压降△p计算如下： 当Wo2(γ

v /γL) <0.7

时

（英寸热液柱）

△p = (J5+J6)Wo2γv/γL 当Wo2(γ

v /γL)>0.7

时

（英寸热液柱）

△p=(0.67)(J5+J6)(Wo2γv/γL+0.35) 式中：

J6= Q= 4.6+6.1(t-do) 2/30.5+Q Vs?v/?LLs

式中：

Vs Ls J6 t d0

汽相流率 （ft3/S） 液相流率 （ft3/S）

压降系数 孔间距 （inch）

孔径 （inch）

当Q <2.0时，上式算得的压降值太小，因此仅Q=2.0时才使用上式。 2.6.12 板上清液层高度hL

板上清液层高度为汽液相流率、密度、开孔面积、孔径、孔间距及塔板厚

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度的函数，它与△p有密切的关系。

清液层高度计算如下：

?Q2/3+1??Q2/3-1? hL=△p－J5? W02?V?2/3??2/3???Q??Q?2L?

（英寸）

式中符号同上式。

当Q =1.0时，平均的清液层高度将等于塔压降，说明Q近于1.0时，穿流塔板将停止有效操作。

2.7 斜孔塔板

2.7.1 斜孔塔板系清华大学在七十年代开发的一种带降液管的斜筛孔型板。近年来在石化工业旧装置改造方面的应用日趋广泛。

2.7.2 斜孔塔板属于汽液并流的结构型式，板上的斜孔按一定方向排布，每排斜孔的开口方向一致，并与液流方向呈垂直，但相邻两排斜孔的孔口方向相反，起到汽流互相牵制的作用。它避免液体在流动方向上被不断加速，所以板上液层低，具有压降低，雾沫夹带量小，处理能力大等优点。虽然液层较低，还保持有一定的塔板效率。适用于大直径塔和真空系统。

2.7.3 单溢流型式的降液管与普通板式塔相似，而多溢流型式的降液管则不同。为适应高的液体负荷，多溢流型式降液管的结构为自封型，它悬挂于塔板下的汽相空间，降液管底部开有孔口作为液体流出降液管而入下一塔板。相邻两板的降液管呈90°角交叉，这样可增加板面利用率。但液体流程会短些，可设法弥补。

2.7.4 斜孔和排列

斜孔形状如倒扣的簸箕。有开型（K型）和闭型（B型）二种，一般用开型结构。开型为斜孔前端和两侧都开口，而闭型仅在前端开口。汽流自开孔处喷射而出。斜边与平面呈一夹角。对于大直径塔，一般孔长取20mm，孔高平均为5mm左右。开孔面积为144mm2。也有例外。

通常斜孔间距为22mm左右，排间距为30mm左右，并根据水力学计算情况而作调整。

2.7.5 对于一般弓形降液管，带溢流型式的结构，其降液管部分的计算和设计类同于浮阀塔等板式塔。

2.7.6 根据液体负荷的大小来选定液流型式。如一般液流强度为5～

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25m3/m.h时，采用单溢流，当液流强度大于40m3/m.h时，采用双溢流或多溢流型式。其他情况酌情处理，同时要考虑到塔径等其他因素的影响。

2.7.7 为保持塔板上的液面，与其他板式塔一样，要设置堰，但堰高一般较低些。以维持塔板上低液层的需要。

2.7.8 由于斜孔塔板的雾沫夹带量较小，因此可采用较小的塔板间距，对于塔板数较多的场合是比较有利的。有时也以增加塔板数来满足效率的要求。但要注意，对于某些降液管控制的系统，是以降液管液位为主的，太小的塔板间距是不适宜的。

2.7.9 压降

汽流通过斜孔板的压降△p，可分为干板压降△p两项，计算如下：

w02?V?△p干=?? （m液柱） 2g?L干

和有效液层压降△p

有效

△p有效=0.5（hw+how) (m液柱） △p=△p干+△p有效 式中：

wo

孔速 （m/s） 汽相密度 (kg/m3) 液相密度 （kg/m3) 阻力系数 堰高 （m） …… 此处隐藏：1331字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……