陕西科技大学毕业论文（设计说明书） 故 精馏段 取 u'0?0.11m/s
则 h0.0005?36000?3600?0.56?0.11?0.0081m
hW?h0?0.0438?0.0081?0.0357m?0.005m 故降液管底隙高度设计合理。
选用凹形受液盘，深度h'W?50mm
故 提馏段 取 u'0?0.11m/s
则 h0.0011?36000?3600?0.56?0.11?0.0179m
hW?h0?0.0395?0.0179?0.0216m?0.005m 故降液管底隙高度设计合理。
选用凹形受液盘，深度h'W?50mm
2.7.2 塔板布置
（1）塔板的分块
因D≥800mm，故塔板采用分块式。查表得， 精馏段与提馏段的塔板都分为3块。 （2）边缘区宽度确定
取W'S?WS?0.065m WC?0.035m
（3）开孔区面积计算
A?x?r2?x2???r2?sin?1x?a?2?开孔区面积Aa按式?180r??计算 x?D2??Wd?WS? r???D??2???WC 故 精馏段 x?D2??W?W0.80dS??2??0.12?0.065??0.215m r?D2?W0.80C?2?0.035?0.365m
26
2-44）
2-45）
2-46）
（（（ 年产1万吨甲苯的精馏装置设计 27
?3.14?0.36520.215?222 则 Aa?2??0.215?0.365?0.215??sin?1??0.5800m
1800.365??提馏段 x?D0.80??Wd?WS????0.12?0.065??0.215m 22 r?D0.80?WC??0.035?0.365m 22?3.14?0.36520.215?222 则Aa?2??0.215?0.365?0.215??sin?1??0.5800m
1800.365??（4）浮阀数目及其排列
气体通过阀孔时的动能因数为
F0?u0??V （2-47）
根据工业生产装置的数据F0的数值常在9~12之间 阀孔的气速计算 精馏段 u0?F0?V?10?5.7898m/s
2.9831F0提馏段 u0?阀孔数目N的计算
?V?10?5.3788m/s
3.4565N?
取阀孔直径d0?0.039m 精馏段 N??4Vs2?d0?u0 （2-48）
0.2407?4?35
?0.0392?5.789802221提馏段 N??4?35
?0.0392?5.3788阀孔的排列应使绝大部分液体内部有汽（气）泡透过，一般按三角形排列。在三角形排列中又有顺排和叉排两种方式，采用叉排时，相邻阀孔中吹出的气流搅动液层的作用较顺排显著，鼓泡均匀，故一般采用叉排并且本设计中采用叉排。
浮阀排列方式采用等边三角形叉排，取同一横孔的孔心距t?75mm?0.075m固定底边尺寸t`?65mm?0.065m所以实际排孔35（精馏段）35（提馏段）。计算个数基本相同
陕西科技大学毕业论文（设计说明书） 28
随意实际阀孔气速为 精馏段 u0?VSN??d2?4?0.2407353.14?0.0392?4?5.7569m/s
F0?u0??V?5.7569?2.9831?9.9431 阀孔动能因数F0变化不大，在9~12内。 塔板开孔率
235?0.039??N?d2?100%??100%?8.3180-0.80 （2-49）
2提馏段 u0?VSN??d2?4?0.2221353.14?0.0392?4?5.3120m/s
F0?u0??V?5.3120?3.4565?9.8759
阀孔动能因数F0变化不大，在9~12内。 塔板开孔率
2N?d ??35?0.0392?100%??100%?8.3180% D21.222.8 浮阀塔的流体力学验算
2.8.1 塔板压降
hp?hc?hl?h??PP?hp??L?g （2-50） （2-51）
（1） 干板阻力hC的计算
由于浮阀全部开启后，其塔板阻力的计算规律不同，故在计算塔板压降hc首先需要确定临界孔速uoc
2uo?L(阀未全开) （2-52）
2?V?uohc?5.34?u?u2?L?g（阀已全开）oc o （2-53）
uo?uoc
hc?19.9?年产1万吨甲苯的精馏装置设计 29
式中：uo— 阀孔气速，m/s
?L— 液体密度，kg/m3 ?v— 气体密度，kg/m3 精馏段
uoc?1.82573.1?5.7708m/s2.9831 （2-54）
2uo5.31202 uo?uoc hc?hc?19.9??19.9??0.0344m液柱
?L773.9466提馏段 uoc?1.82573.1?5.3234m/s
3.45642uo5.31202 uo?uoc hc?hc?19.9??19.9??0.0348m液柱
?L766.4565（2）板上充气液层阻力hl
hl??0?hL??0??hw?how? （2-55）
式中：hl— 板上液层高度，m
?0— 反映板上液层充气程度的因数，称为充气因数，无因次
液相为水时，?0?0.5；为油时?0?0.2~0.35；为碳氢化合物时，?0?0.4~0.5。 苯-甲苯的混合物为碳氢化合物故?0?0.5 hl??0?hL?0.5?0.06?0.025
（2） 液体表面张力所造成的阻力h? 2?h??h??L?g （2-56）
式中：?— 液体的表面张力，N/m h— 浮阀的开度，m
由于浮阀塔的h?值通常很小，计算时可以从略。
一般地说，浮阀塔压降比筛板塔的大，而比泡罩塔的小。对常压或加压塔，允许的压降范围为：265~530pa，减压塔为200pa左右。
精馏段 塔内液体的液柱高度 hP?hc?hl?h??0.0344?0.0250?0?0.0594m
则气体通过每层塔板的压降为
?PP?hP??L?g?0.0594?773.9466?9.81?450.9895Pa
提馏段 塔内液体的液柱高度 hP?hc?hl?h??0.0348?0.0250?0?0.0598m
则气体通过每层塔板的压降为
陕西科技大学毕业论文（设计说明书） 30
?PP?hP??L?g?0.0598?766.4565?9.81?449.6325Pa 2.8.2淹塔
为了防止淹塔现象的发生，要求控制降液管中清液层高度，Hd???(HT?hw)，计算Hd即
Hd?hp?hL?hd （2-57）
精馏段 1）前已算出hp?0.605m
2）液体通过降液管的压头损失因为步设进口堰，即
?L?0.0005)2?0.0019m hd?0.153??s??0.153?(0.56?0.0081?lw?h0?2 3）前面已经选定hL?0.05m
则 Hd?0.0594?0.05?0.0019?0.1113m 取??0.6又选定HT?0.45m， hw?0.0438m ??HT?hw??0.6?(0.45?0.0438)?0.2963m 故 Hd???(HT?hw) 所以符合防止淹塔的要求。
提馏段 1）前已算出hp?0.0598m
2）液体通过降液管的压头损失因为步设进口堰，即
?L?0.0011)2?0.0018m hd?0.153??s??0.153?(0.56?0.0179?lw?h0?2 3）前面已经选定hL?0.05m
则 Hd?0.0598?0.0018?0.05?0.1116m
取??0.6又选定HT?0.45m， hw?0.0395m ??HT?hw??0.6?(0.45?0.0395)?0.2937m 故 Hd??(HT?hw) 所以符合防止淹塔的要求。 2.8.3雾沫夹带
通常，用操作时的空塔气速与发生液泛时的空塔气速的比值为估算雾沫夹带量的指标，此比值称为泛点百分数，或称泛点率。
在下列泛点率数值范围内，一般可保证雾沫夹带量达到规定指标。