第三届“隆腾杯”大学生化工原理实验技能大赛
图3
3.2. 总板效率的确定
根据公式：
其中α为塔顶与塔底平均温度下的相对挥发度；μL为塔顶与塔底平均温度下的液相黏度，mPa·s。求得ET为0.405。 3.3. 实际塔板数的确定
根据公式：
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其中NT为理论塔板数，NP为实际塔板数。因此求得精馏段实际塔板数为15块，提馏段实际塔板数为13块（不包括再沸器），总塔板数为28块，进料位置为第16块塔板。 3.4. 板式塔空塔气速的估算
3.4.1. 精馏段与提馏段中各种流量的计算 3.4.1.1. 液体平均质量流量
馏出液的摩尔质量可以视为等于乙醇的摩尔质量，则精馏段的液体平均摩尔组成为：
解得x醇,J=0.77。 则精馏段的液体摩尔质量
解得M液,J=52.57kg/kmol。 则精馏段的液体平均质量流量
解得LJ=17571.238kg/h。
同理，提馏段的液体平均摩尔组成为
解得x醇,T=0.32。 则精馏段的液体摩尔质量
解得M液,T=65.06kg/kmol。
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则精馏段的液体平均质量流量
解得LT=40027.31kg/h。 3.4.1.2. 蒸汽平均质量流量
由精馏段操作线方程
求得yF=0.694889。
则精馏段中蒸汽平均摩尔组成
得y醇,J=0.83。其中yD=xD。 精馏段的蒸汽摩尔质量
解得M汽,J=50.79kg/kmol。 则精馏段的气体平均质量流量
解得VJ=24837.77/h。
同理，提馏段的汽体平均摩尔组成为
解得y醇,T=0.39。其中yW=xW。 则精馏段的液体摩尔质量
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解得M汽,T=63.28kg/kmol。 则精馏段的汽体平均质量流量
解得VT=30944.15kg/h。 3.4.2. 空塔气速的估算
利用史密斯关联图计算空塔气速。 横坐标公式为：
其中Vh，Lh分别为塔内气、液两相的体积流量，m3/h；ρV，ρL分别为塔内气、液两相的密度，kg/m3。规定HT-hL=0.45m，其中HT为塔板间距，m；hL为板上液层高度，m。
求得精馏段史密斯图横坐标为C20J=0.12，提馏段史密斯图横坐标为C20T=0.1。
根据纵坐标公式
求得umaxJ=2.36m/s，umaxT=1.77m/s。
规定安全系数为0.7，根据公式u=(0.6~0.8)umax求得适宜的空塔气速u，则uJ=1.66m/s，uT=1.24m/s。 3.5. 塔径的计算
根据公式
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其中Vs为塔内气体流量，m3/s；u为空塔气速，m/s。
由此求得精馏段塔径为1.75m，提馏段塔径为2.01m。采用统一塔径，则塔径为2.1m。
3.6. 板式塔塔高的确定
选用F1型浮阀，相关尺寸如下：
表6
形式 阀孔直径/mm 阀片直径/mm 阀片厚度/mm 最大开度/mm 静止开度/mm 阀片质量/mm 尺寸 39 48 2 8.5 2.5 32~42 浮阀塔板间距参考数值 表7
塔径D/m 板间距HT/mm 0.3~0.5 200~300 0.5~0.8 300~350 0.8~1.6 350~450 1.6~2.0 450~600 2.0~2.4 500~800 >2.4 ≧600 根据下表数据， 表8
塔径d，mm 400～1000 1200～2200 ≥2400
ZJ，mm 600 1000 1400
ZT，mm 1500 2000 2500
再根据一下公式，
其中n－填料节数，节；
HT－相邻塔板间的距离，m，取HT=0.575m；
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