乙醇-水溶液精馏课程设计(7)

Fo1??u0c1*1.115?11.11

阀孔动能因子变化不大，仍在9—13范围内

N*4/?d0919*0.0392 塔板开孔率????20.7%

4/?D22.62

(2)提留段

取阀孔动能因子F0=12. 则孔速u02?2F0?V2??120.65?14.89

每层塔板上浮阀数目为N?VS2?/4d02u0213.19?742个 20.785*0.039*14.89 按t=120mm ,

估算排间距t??Aa2.19??25mm Nt742*0.120取t=120mm , t??150mm以顺排方式作图，排得阀数817个

按N=817 开孔面积：

A02??4d0N?0.785*0.0392*817?0.975m22

重新核算孔速及阀孔动能因子 u0c2?

13.19?13.52m/s 20.785*0.039*817Fo2??uoc2*0.65?10.9

阀孔动能因子变化不大，仍在9—13范围内

N*4/?d0817*0.0392 塔板开孔率????18.4% 224/?D2.6

24.2 筛板的流体力学验算

4.2.1气相通过浮阀塔板的压降

气体通过塔板时，需克服塔板本身的干板阻力、板上充气液层的阻力及液体表面张力造成的阻力，这些阻力即形成了塔板的压降。气体通过塔板的压降△Pp可由

hp?hc?hl?h?和?pp?hp?Lg计算

式中 hc——与气体通过塔板的干板压降相当的液柱高度，m液柱； hl——与气体通过板上液层的压降相当的液柱高度，m液柱； hσ——与克服液体表面张力的压降相当的液柱高度，m液柱。

39

精馏段 (1)干板阻力 u0c1

2?V1?u01?1.115?11.362????5.34??因u01>u0c1 故hC?5.34?0.050m ????L1?2g?787.79?2*9.81???73????????V1?1/1.825?73????1.115??1/1.825?9.89m/s

(2)板上充气液层阻力

取?????? hL?0.05m 则hl??ohL?0.5*0.05?0.025m (3)液体表面张力所造成的阻力

4*10?3?14*10?3*38.16h????0.00051m

?L1gd0787.79*9.81*0.039hp1?hc?hl?h?=0.050+0.025+0.0005=0.0755m

单板的压力降：

?pp1?hp1?L1g?0.0755*787.97*9.81?591pa?0.7KPa 提留段

（1）干板阻力 u0c11/1.825

精馏段平均压强：

P1?(4?101.325)??4?101.325?14*0.591??109.462KPa

2?73????????V2??73????0.65??1/1.825?13.29m/s

2?V2?u02?0.65?14.892????5.34?因u02>u0c2 故hC?5.34?2*9.81???0.044m ??L2?2g894.51????（2）板上充气液层阻力

取?????? hL?0.05m 则hl??ohL?0.5*0.05?0.025m （3）液体表面张力所造成的阻力

4*10?3?24*10?3*57.27h????0.00067m

?L2gd0894.51*9.81*0.039hp2?hc?hl?h?=0.044+0.025+0.00067=0.0697m

单板的压力降?pp2?hp2?L2g?0.0697*894.51*9.81?612pa?0.7KPa提馏段平均压强：

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P2?(4?101.325?14*0.591)??4?101.325?14*0.591?11*0.612??116.965KPa2

4.2.2淹塔

为了防止淹塔现象的发生，要求控制降液管中清液高度

精馏段

(1)单层气体通过塔板压降所相当的液柱高度hp1?0.0755m (2)

液

体

通

过液体降

液管的压头?2h?L2S1d1?0.1????l5?3?0.1??50.030?92603Wh0??1.6*20.05??3?0.80

(3) hL?0.05m 则Hd?hp1?hL?hd1?0.0755?0.05?0.003?0.1285m 取

，已选定HT?0.60m hW?0.02m8

则??hW?HT??0.5*?0.028?0.60??0.314m

??hW?HT?

可见

所以符合防止淹塔的要求。

提留段

(1)单层气体通过塔板压降所相当的液柱高度hp2?0.0697m (2)液体通过液体降液管的压头损失

22h?0.153??L

d2?S2???l?0.153??0.00949???0Wh0???1.625*0.039?.003 ⑶板上液层高度

hL?0.05m 则Hd?hp2?hL?hd2?0.0697?0.05?0.003?0.1227m

取

，已选定HT?0.60m hW?0.02m

则??hW?HT??0.5*?0.02?0.60??0.31m

损失

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可见

止淹塔的要求。

所以符合防止淹塔的要求。可见所以符合防

4.2.3物沫夹带 精馏段

板上液体流经长度：ZL?D?2Wd?2.6?2*0.15?2.3m 板上液流面积：Ab?AT?2Ad?5.31?2*0.372?4.57m2 取物性系数

，泛点负荷系数图CF?0.125

11.54泛点率?1?1.115?1.36*0.00926*2.3787.79?1.115?81.8%

1.0*0.125*4.57为了避免过量物沫夹带，一般的大塔应控制泛点率在F1?0.8~0.82，由以上计算可知，物沫夹带能够满足

的要求。

提留段

取物性系数

，泛点负荷系数图CF?0.115

13.19泛点率?2?0.65?1.36*0.00949*2.3894.51?0.65?73.4%

1.0*0.115*4.57为了避免过量物沫夹带，一般的大塔应控制泛点率在F1?0.8~0.82，由以上计算可知，物沫夹带能够满足

的要求。

4.2.4漏液点气速

当气相负荷减小或踏板上开孔率增大，通过筛孔或阀孔的气速不足以克服液层阻力时，部分液体会从筛孔或阀孔中直接落下，该现象称为漏液。漏液导致办效率下降，严重时将使塔板

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上不能积液而无法操作。漏液气速指的是漏夜现象明显影响办效率时的气速。

u??4.4C

0?0.0056?0.13hL?h???L/?V精馏段：查图C0=0.85（化工原理课程设计P90)

u??4.4*0.85?0.0056?0.13*0.05?0.00051?787.79/1.115?7.1

01m/s

k?u01u??11.367.1?1.6m/s?1.5m/s01

提馏段：

查图C0=0.85（化工原理课程设计P90)

u?02?4.4*0.9?0.0056?0.13*0.05?0.00067?894.51/0.65?9m/s

02

k?uu??14.89?1.56m/s?1.5m/s029.54

4.3塔板负荷性能曲线

4.3.1物沫夹带线

据此可作出负荷性能图中的物沫夹带线，按泛点率80%计算： ⑴精馏段

V1.115S787.79?1.115?1.36*2.3LS0.8=

1.0*0.125*4.57 整理得： 0.457?0.0377VS?3.128LS 即VS?12.35?85.54LS

由上式知物沫夹带线为直线，则在操作范围内任取两个值算出

⑵提留段

V?0.65S894.51?0.65?1.36*2.3L?S 0.8=

1.0*0.115*4.57

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