化工原理课程设计
=0.061C=0.074 umax?0.074787.5994?1.35091.3509?1.785
取安全系数为0.7，则空塔气数为：u?0.7?1.785?1.25m/s 则精馏塔塔径D?4Vs?4?1.3823.14?1.25?1.187m
?u（2） 提馏段塔径的确定： 横的坐标为：
LSV's'(?L?V)0.5?2.71?101.35?3?892.28460.9375?0.0619
查smith图得：C20=0.063
C?0.063?('57.6720)0.2?0.078
umax?0.078'892.2846?0.93750.9375?2.42m/s
取安全系数为0.7，则空塔气速为u'?0.7?2.45?1.69m/s
则提馏塔塔径
D?'4Vs'?u'?4?1.353.14?1.69?1.009m
（3）按标准塔径圆整后，D?1.2m 塔截面积：AT??D42?1.13m
2精馏段实际空塔气速为：u?VsATVs'?1.3821.131.351.13?1.223m/s
提馏段实际空塔气速为：u?'AT??1.195m/s
2.2塔板主要工艺尺寸的计算
2.2.1溢流装置计算
因塔径D?1.2m，可选用单溢流弓形降液管 A. 堰长lw
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单溢流：lw??0.6~0.8?D，取lw?0.6?1.2?0.72m B. 溢流堰高度hw
因为h1?h，选用平直堰，堰上液层高度how可用Francis计算，即?hwow2how??2.84?Lh??E?1000??lw???3
精馏段：Lh?1.38?10?3?3600?4.968m3/h，
Lhlw2.5?4.9680.722.5?11.29，
lwD?0.721.2?0.6
查上图得：E?1.034，则how?2.84?1000??1.034?4.968?0.72?23?0.0107m
取板上清液层高度hl?0.05m，故hw?0.05?0.0107?0.0393m 提馏段：L'h?2.71?10-3?3600?9.756m3/s，
how?2.84'Lhl2.5w?9.7560.722.5?20.027查的E?1.041，则
?1000??1.041?9.7560.033m2
?0.72?23?0.0168m，取板上清液层高度hl?0.05m，故
hw?0.05?0.0168?2.2.2降液管
(1)降液管高度和截面积
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因为lwD?0.6，查下图（弓形降液管参数图）得：
AfAT?0.055，
WdD?0.115w，
所以
Af?0.0?551?.133600AfHTm0.W0d6?215?,?20.m1，依下式验算液体在降液管中停151.20.138留的时间：??精馏段：??提馏段：??Lh?3~5s
?15.76?5s3600?0.06215?0.354.9683600?0.06215?0.359.756
?8.024s?5s故降液管设计合理. (2)降液管底隙高度
降液管底隙高度依下式计算：h0?精馏段：h0?提馏段：h0'?4.9683600?0.72?0.079.7563600?0.72?0.07Lh3600lwu'0，取u0'?0.07m/s则
?0.0274m?0.054m，即h0?20mm
，即h0'?20mm
故降液管底隙高度设计合理。 (1) 塔板的分块
因为D?1200mm，故塔板采用分块式，查表得，塔板分为3块。
表7 塔板分块数 塔径/mm 800~1200 1400~1600 1800~2000 2200~2400 22
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塔板分块数 3 (2) 边缘区宽度的确定 4 5 6 溢流堰前的安定区宽度：WS?0.07m，边缘区宽度：Wc?0.035m参考《化工原理课程设计》（化工传递与单元操作课程设计）贾绍义柴诚敬主编 (3)开孔区面积计算
开孔区面积按下式计算：
x?D2??Wd?Ws??12.2??0.1?38??02??r22?1x?Aa?2?xr?x?sin?180r??，其中
.m0，7r?2D20.c?3?W1.29?20.035?0.565m2?故Aa?2??0.392??0.565?0.392?22??0.392180sin?10.392?2??0.5808m 0.565?(4)浮阀塔计算及其排列
采用F1型重阀，重量为33g，孔径为39mm A. 浮阀数目
浮阀数目按下式计算：N?111.3509110.93754Vs?du020,气体通过阀孔的速度：u0?4?1.382F?V，取动能因数F?11则精馏段：u0??9.464m/s，N???0.039?9.4644?1.352?122.3?123个
提馏段：u0'??11.361m/s，N?'??0.039?11.3612?99.5?100个
B. 排列
C. 由于采用分块式塔板，故采用等边三角形叉排。设相近的阀孔中心距t?75mm，画
出阀孔排列图（如下图）：通道板上可排阀孔26个。弓形板可排阀孔24个，所以总阀孔数目为N?26?2?24?74个。
D. C.校核 1）精馏段：
气体通过阀空的实际速度：u0?4VS?4?1.382?9.3145m/s
?d0N2??0.0392?1232实际动能因素：F0?u0?V?9.3145?1.3509?10.83m/s 2）提馏段
气体通过阀孔的实际速度：u?'04Vs2'?d0N?4?1.35??0.0392?1002?11.19m/s
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实际动能因素：F0?u03）开孔率
??N?d02''?v?11.19?1.35?13.00m/s
'?1000?123???0.0392?13.00，开孔率在100~140之间，且实际动
4AT04?1.13000能因素F0在8~11之间，满足要求。
3.
塔板的流体力学验算
§3.1 气体通过浮阀塔板的压力降（单板压降）
单板压降：hp?hc?hL?h0 0.175阀片全开前：hc?19.9?u0??19.9?9.31450.175?0.0375m
L787.5994h'?19.9?11.190.175c892.2846?0.034m,
29.2阀片全开后：
h1451c?5.?u0?2g3v??4?l?253??9..384?17m2'2h'?5.34?u0?v?0.9375c2g?'?5.34?11.19L2?9.81?892.22846?0.0358m，取两者中较大者，h'c?0.0m4h0c?5,m0取.0板35上8液
层充气因数
?0?0.，5那hL??0?hw?how???0hL?0.5?0.05?0.025m
气体克服液体表面张力所造成的阻力可由下式计算：h2???h?Lg
但由于气体克服液体表面张力所造成的阻力通常很小，可忽略不计。 （1）精馏段：hp?hc?hl?h0?0.0405?0.025?0.0655m （2）提馏段：h'p?0.0358?0.025?0.0608m
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3，875.500