吉林化工学院化工单元设计
D2?4VS2?u2?4?0.5311?0.644m
3.14?1.6324'T22'2圆整D2?0.8m，横截面积A?0.785?0.8?0.5024m，空塔气速u?精馏塔的有效高度计算：
Z精??N精-1?HT??3?1??0.045?0.9 Z提??N提-1?HT??13?1??0.45?5.4
VS2'AT?0.5311?1.06m/s
0.5024由于D?800mm，所以不需要开人孔，故精馏塔的有效高度为Z?0.9?5.4?6.3 3.2.3溢流装置的计算
塔径D?0.8m，可采用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘，各项计算如下：
⑴堰长lW
取lW?0.6D?0.6?0.8?0.48
⑵溢流堰高度
精馏段：
hOW2.84?LS1?E?1000??lW????23?2.7?10?3600?2.84???1????10000.48???423?4.55?10?3m
取hOW?6?10?3m
'''hW?hL?hOm W?0.05?0.014?0.036提馏段：
h'OW2.84?LS2?E?1000??lW????23?1.4?10?3600?2.84???1????10000.48???323?0.014m
⑶弓形降液管宽度Wd和截面积Af
由于
AflWW?0.056 d?0.116 ,查图得出?0.6ATDDAf?0.056?AT?0.056?0.5024?0.0281
Wd?0.116?D?0.116?0.48?0.0928 验算降液停留时间 精馏段：??AfHTLS1?0.0281?0.45?46.8s ?42.7?10 18
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提馏段：??AfHTLS2?0.0281?0.45?9.03s ?31.4?10停留时间??5s，故降液管可用。 ⑷降液底隙高度 精馏段：
取降液底隙的流速u0?0.08m/s
2.7?10?4则h0???0.007m hW?h0?0.044?0.007?0.037?0.006
lWu00.48?0.08提馏段：
取降液底隙的流速u0?0.08m/s
LS11.4?10?3''则h???0.03m hW?h0?0.037?0.03?0.006?0.006
lWu00.48?0.08'0LS23.2.4塔板布置 ⑴塔板的分块
因为D?800mm，故塔板可采用分块式，查表可知，塔板可分为3块。 ⑵边缘区宽度确定
取WS?0.06m WC?0.03m
⑶开孔区面积计算
开孔区面积Aa，对单溢流型塔板，开孔区面积可用下式计算，即
??r2?1x?22 Aa?2??xr?x?180sinr??
??D??Wd?WS? ， m 2D r??WC , m
2x sin?1为角度表示的反函数。
r0.8??0.0928?0.06??0.25 x?20.8 r??0.03?0.37
2式中， x???r2?1x?22故Aa?2??xr?x?180sinr??
?? 19
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?3.14?0.37222?10.25?? ?2??0.25?0.375?0.25?sin???0.237 1800.37??⑷筛孔计算及其排列
本设计所处理的物系无腐蚀性，可选用鼓泡型筛板塔，??3mm的碳钢板，d0?5mm，筛孔按正三角形排列，取中心孔距t?3?t0?3?5?15mm 筛孔数目：n?1.155Aa 2t式中：Aa--鼓泡区面积，m2
n--筛孔的中心孔距，m
1.155?0.237 则：n?
0.0152d0.005)?100%?10.1% 开孔率：??0.907(0)?100%?0.907(t0.015气体通过筛孔的气速： 精馏段
u0?VS1A0VS2A0?0.5121?21.39m/s
0.101?0.237提馏段
u?'0?0.5311?22.19m/s
0.101?0.2373.3精馏塔流体力学校核
3.3.1塔板压降 精馏段： ⑴干板阻力
?u0??hC?0.051?C???0?由
d02??V?????? ?L?5??3?1.67查图得C0?0.772
2?21.39?故hC?0.051??0.772???1.97????0.035m液柱 791.94??⑵气体通过液层阻力hl计算
hl??hL???hW?hOW? F0?ua?V
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ua?VS0.5121??1.08
AT?Af0.5024?0.0281F0?1.081.97?1.516 由F0查得??0.64
hl?0.64?0.044?0.006??0.032m液柱
⑶液体表面张力的阻力计算
4?21.725?10?3h????0.0023m液柱
?L1gd0791.94?9.81?0.005气体通过每层塔板的液柱高度hP1?0.035?0.0023?0.0032?0.0693m液柱
?PP1=hP1?L1g?0.0693?791.94?9.81?583.39pa
4?L1提馏段
⑴干板阻力
?u0?'?hC?0.051?C???0?由
'C2??V?????? ?L?d05??3?1.67查图得C0?0.772
2?22.19??1.278?h?0.051?????0.039m
?0.772??892.45?⑵气体通过液层阻力hl计算
hl'??hL???hW?hOW? F0?ua?V
ua?VS0.5121??1.12
AT?Af0.5024?0.0281F0?1.121.278?1.27 由F0查得??0.61
hl'?0.61?0.05?0.0305m液柱
⑶液体表面张力的阻力计算
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4?39.58?10?3h????0.0036m液柱
?L2gd0892.45?9.81?0.005'4?L2气体通过每层塔板的液柱高度hP2?0.039?0.0023?0.0032?0.0731m液柱
?pP2?0.0731?892.45?9.81?640pa 3.3.2液面落差
对于筛板塔，液面落差很小，且本设计的塔径和液流量均不大，故可以忽略液面落差的影响。 3.3.3液沫夹带 精馏段：
5.76?10??ua1eV1??H?h?L1f?T?63.2?? hf?2.5hL?2.5?0.05?0.125m ??3.25.76?10?6?1.08?故 eV1????321.725?10?0.45?0.125?提馏段：
5.76?10??ua2eV2??H?h?L2f?T?6?0.028kg液/kg气?0.1g液/kg气
?? hf?2.5hL?2.5?0.05?0.125m ??3.23.25.76?10?6?1.119?故eV1???39.58?10?3?0.45?0.125?3.3.4漏液
?7.53?10?3kg液/kg气?0.1g液/kg气
对于筛板塔，漏液点气速u0min可由下式计算 精馏段：
u0min?4.4C0?0.0056?0.13hL?h???L?V
? ?4.4?0.772?0.0056?0.13?0.05?0.0023 ?9.75m/s 稳定系数K:K?提馏段：
'u0min?4.4C0791.94 1.97u0u0min?21.39?2.2?1.5 9.75?0.0056?0.13h'?hL????L
V 22