分离乙醇—水板式精馏塔设计
图11 雾沫夹带分率
e?L1?130.28?34.69?0.032v?1???V1??1?0.032??181.57?37.08?0.022kg液/kg气 ev＜0.1kg液/kg气条件成立。
5.4.5漏液点
正常操作时，液体应横贯塔板，在与气体进行充分接触传质后流入降液管。但有少量液体会由筛孔漏下。这少量漏下的液体如同“短路”，传质不充分，故操作中应尽可能减少漏液。当液体流量
一定，气体流量降到一定程度时漏液量会明显增多。一般将漏液量明显增多时的空塔气速称为在该液体流量下的漏液点空速uom，由于人们对漏液点判别的定量指标不同，所以不同研究者提出的计算漏液点的经验式亦不同。
当孔速低于漏液点气速时，大量液体从筛孔漏液，这将严重影响塔板效率。因此，漏液点气速为下限气速，筛孔漏液点气速按下式计算：
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分离乙醇—水板式精馏塔设计
u0056?0.13hL?h???Lom?4.4C?0.20?
V其中h?4??9810?，C20=0.7635 Ld0h4?19.37??9810?851.45?0.005?1.855?10?3m液柱
u0056?0.13?0.05?1.85?10?3??851.45om?4.4?0.7635?0.1.117?9.39m/s 实际筛孔气速uo与漏液点筛孔气速uom之比称为稳定系数F，
F?uuom
一般情况下，F值应大于1，宜在1.5~2.0以上，使塔的操作可有较大弹性。
F?u14.3u??1.523om9.39
故在本设计中无明显漏液。
5.5操作负荷性能图
影响板式塔操作状况和分离效果的主要因素为物料性质、塔板结构及气、液负荷。对一定的塔板结构，处理指定的物系时，其操作状况只随气、液负荷的改变。要维持塔板正常操作必须将塔内的气、液负荷限制在一定范围内波动。通常在直角坐标系中，以气相负荷V对液相负荷L标绘出各种极限条件下的V-L关系曲线，从而得到塔板的适宜气、液流量范围图形，该图形称为塔板的负荷性能图。
1、气相负荷下限线
气相负荷下限线又称为漏液线，气相负荷低于此线将发生严重的漏液现象，气液不能充分接触，使板效率下降。
由下式
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化工原理课程设计指导书（筛板塔）
分离乙醇—水板式精馏塔设计
可近似取C0为前计算值不变，并将式how和Lh关系代入上式整理之后，可得
其中
由已知数据可得
a?1.594?104?0.1173?0.7635?851.45?3.941?1041.117
b?0.0056?0.13?0.0399?1.855?10?3?8.932?10?3 c?3.69?10?4/0.7942/3?4.303?10?4
所以Vh?3.941?104(8.932?10?3?4.303?10?4L2/3)1/2 由上述关系可做得气相负荷下限线，如图12之曲线1。 2、 过量雾沫夹带线
过量雾沫夹带线又称为气相负荷上限线，放映出不发生严重雾沫夹带现象的最高气相负荷，它是一条直线。当气相负荷超过此线时，表明雾沫夹带现象严重，雾沫夹带量过大，使板效率严重下降，而此时的雾沫夹带量ev一般大于0.1kg液/kg气。
令可容许的雾沫夹带最大量为0.1kg/kg气
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分离乙醇—水板式精馏塔设计
3.2e0.0057?u?V????H??0.1
T?2.5?hW?hOW??其中
u?VA?A?V.13?0.1173?0.987VT01
即：0.0057?3.219.37?0.987V??0.40?2.5(0.0399?0.0101)???0.1
V?2.224?0.061L2/3
由上述关系可做得气相负荷上限线，如图12之曲线2。 3、
液相负荷下限线
若操作的液相负荷低于液相负荷下限线时，表明液体流量过小，板上的液流不能均匀分布，气液接触不良，易产生干吹、偏流等现象，导致塔板效率的下降。对于平直堰，通常按堰上液层高度how=0.006m作为最小液体负荷的下限考虑，故液相负荷下限线方程为：
h?2.84?10?3E?ow??2/3?VLl???0.006
w??其中E为流量收缩系数，一般可取E=1计算。液相负荷下限线表示出为保证板上液体均匀分布的最低液相负荷，它是一条与纵轴平行的竖直线。
2/32.84?10?3??3600VL??0.794???0.006
V=1.339×10-4
m3/h
由上述关系可做得液相负荷下限线，如图12之曲线3 4、
液相负荷上限线
若操作的液相负荷高于液相负荷上限线时，表明液体量过大，此时，液体在降液管内的停留时间过短，进入降液管内的气泡来不及与液相分离而被带入下层塔板，造成气相返混，使
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分离乙醇—水板式精馏塔设计
塔板效率下降了。
以θ=5s作为液体在降液管中停留时间的下限，由下式 θ=（Af×HT）/Ls=5
故Ls =（Af×HT）/5=（0.0816×0.40）/5=0.006528m3/s 据此可以作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限线4 5、
液泛线
当降液管排液能力不足，液体仍不断加入，降液管内液位上升至上层塔板溢流堰顶，影响上层塔板的排液，导致塔板上积液增加直至淹塔，这现象称为液泛。发生液泛时气体通过塔板的压降急剧上升，出塔气体大量带液，正常操作受到破坏。可见正常操作的塔设备不允许发生液泛。
若操作的气液负荷超过液泛线时，塔内将发生液泛现象，使塔不能正常操作。液泛可分为降液管液泛和液沫夹带液泛两种情况，通常对降液管液泛进行验算。为使液体能由上层塔板顺利地流入下层塔板，降液管内需维持一定的液层高度Hd。
令Hd=ψ(HT＋hw) 再由Hd=hp+hL+hd hP=hc+hl+hσ hl=βhL hL= h w +hOW
联立得 ψHT＋(ψ-β-1)hw=(β+1) hOW+ hc + hd + hσ
忽略hσ，将hOW与Ls、hd和Ls、hc与Vs的关系代入上式，得
aV2=b-cL2-dL2/3
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