化工原理课程设计
精馏塔的有效高度的计算
Z=（NP-1）?HT=（27-1）?0.35=9.1m
3、溢流装置的计算
1.堰长lw
可取lw=0.7D=0.7×1.4=0.98m 2.溢流堰高度hw
2.84?Lh?3由hw=hL?how，选用平直堰，堰上液层高度：how?E??
1000?lw?2.84?4.09??1??取用E=1，则how??1000?0.98?232?0.0074m
取液上清液层高度hw?0.06?0.0074?0.0526m 3.弓形降液管宽度Wd和截面积Af
由lw/D?0.7，查弓形降液管的参数图得
AfAT?0.094;Wd?0.15 D Wd?0.15?1.4?0.21m;Af?0.094?1.5386?0.1446m2 用经验公式：
??3600AfHTLh?3600?0.1446?0.35?44.55s?5s
4.09 故降液管设计合理。 4.降液管底隙高度h0
降液管底隙高度h0比hw低10mm，则： h0=hw－0.01=0.0526－0.01=0.0426m
'?50mm 故选用凹形受液盘，深度hw
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4、塔板布置
1.塔板的分块
因为D≥800mm，故塔板采用分块式，查表5-3得：塔板分4块。 2.边缘区宽度确定
取Ws?Ws'?0.070m,Wc?0.040m 3.开孔区面积Aa
??r2x?22Aa?2?xr?x?arcsin?180r??
D1.4x???W???0.21?0.07??0.42m22
D1.4?Wc??0.04?0.66m22 2????0.660.422Aa?2??0.42?0.662?0.422?arcsin??1.0283m1800.66??r?4.筛孔计算及其排列
选用δ=3mm碳钢筛孔直径板，取筛孔直径d0=5mm 筛孔按正三角形排列，取孔中心距t=3d0=15mm 筛孔数目： n?1.155Aa/t2? 开孔率： ??0.907d 气体通过阀孔的气速为：
1.155?1.0283?5278个
0.015^2?0.005??0.907????10.07%
?0.015?2?t?2U0?
VSA0?1.35/?0.1007?1.0283??13.04m/s
5、精馏塔主要尺寸
5.1塔板结构尺寸的确定
由于塔径大于800mm，所以采用单溢流型分块式塔板。
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取无效边缘区宽度WC=40mm，破沫区宽度WS?70mm， 查得 堰长檐长Lw?980mm 弓形溢流管宽度Wd?210mm 弓形降液管面积Af?0.1446m2 降液管面积与塔截面积之比 堰长与塔径之比
LW?0.7 DAfAT?9.40%
降液管的体积与液相流量之比?，即液体在降液管中停留时间一般应大于5s 液体在精馏段降液管内的停留时间 ??Af?HTLST?0.1446?0.35?44.55s?5s 符合要求
4.09/3600液体在提馏段降液管内的停留时间 ??
Af?HTLST?0.1446?0.35?6.44S?5S 符合要求
28.3/36005.2弓形降液管
采用平直堰，堰高hw?h1?how
hL--板上液层深度，一般不宜超过60--70mm
how--堰上液流高度
堰上的液流高度可根据Francis公式计算
Lh2how=0.00284E()3
LwE--液体的收缩系数
Lh--液相的体积流量 lw--堰长
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精馏段
4.092 how=0.00284E()3?0.0074E
0.98由
LLW4.09?4.3 ?0.70 h2.5?2.5(lw)0.98D查手册知 E=1 则
how=0.0074×1=0.0074m
hw=0.06-0.0074=0.0526m
降液管底部离塔板距离h0,考虑液封，取h0比hw小10mm 即h0=0.0526-0.010=0.0426m 同理，对提馏段
28.32)3?0.0267E how=0.00284E(0.98由
LW?0.7 D查手册得 E=1.
how=0.0267×1=0.0267 m hw=0.06-0.0267=0.0333m h0=0.0398-0.006=0.0273m
5.3开孔区面积计算
已知Wd=0.21m
进取无效边缘区宽度 Wc=0.040m 破沫区宽度 Ws=0.07m 阀孔总面积可由下式计算
?2x??Aa?2?xr2?x2?rarcsin()? 0180r??x=
D-(Ws?Wd)?0.7?(0.21?0.07)?0.42m 2 - 19 -
提留段：x=0.42m
R=0.66m
Aa=1.0283 m
2
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r=
D?Wc?0.7?0.04?0.66m 2?0.42??2所以 Aa?2??0.42?0.662?0.422??0.66?arcsin()??1.0283m2 01800.66??5.4筛板的筛孔和开孔率
因丙酮-水组分无腐蚀性，可选用??3mm碳钢板，取筛空直径d0=5mm 筛空按正三角排列，孔中心距t=3d0=3?5=15mm 筛孔数目 n?开孔率 ??1.155Aa1.155?()?1.0283?5278个 22t0.015提留段;
N=5278个
0.9070.907?2?10.07% （在5--15%范围内） 2(t/d)3Vs ?Aa??10.07%
气体通过筛孔的气速为 u0?则 精馏段 u0?Vs1.35?=13.04m/s ?Aa0.1007?1.0283Vs1.32?=12.75m/s ?Aa0.1007?1.0283 提馏段 uoT?
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