化工原理課程設(shè)計分離苯—甲苯連續(xù)精餾篩板塔

1、化工原理課程設(shè)計-分離苯一甲苯連續(xù)精憎篩板塔課程設(shè)計是“化工原理”的一個總結(jié)性教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用本門課程 及有關(guān)先修課程的基本知識來解決某一設(shè)計任務(wù)的一次訓(xùn)練，在整個教學(xué)計劃屮它起 著培養(yǎng)學(xué)生獨立工作能力的重要作用。精飾是分離液體混合物（含可液化的氣體混合物）最常用的一種單元操作，精 懈過程在能量劑驅(qū)動下，使氣液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各組分 的揮發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移， 實現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。根據(jù)生產(chǎn)上的不同要求，精懈操作可以是連續(xù)的或 間歇的，有些特殊的物系還可采用衡沸箱謂或萃取梢憎等特殊方法進(jìn)行分離。本設(shè)計

2、的題冃是苯-甲苯連續(xù)精憎篩板塔的設(shè)計，即需設(shè)計一個精餡塔用來分離易揮發(fā)的苯 和不易揮發(fā)的甲苯，釆用連續(xù)操作方式，需設(shè)計一板式塔將其分離。分離苯和甲苯， 可以利用二者沸點的不同，采用塔式設(shè)備改變其溫度，使其分離并分別進(jìn)行回收和儲 存。5一、化工原理課程設(shè)計任務(wù)書1、設(shè)計題目(6)2、設(shè)計任務(wù)(6)3、設(shè)計條件(6)二、精憎塔的物算(6)1、原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率(6)2、原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量(6)3、物料衡算(7)三、塔板數(shù)的確定(7)1、理論板層數(shù)2的求取(7)2、實際板層數(shù)的求取(10)四、精憎塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算(10)1、操作壓力計算(11)2、操作

3、溫度計算(11)3、平均摩爾質(zhì)量計算(12)4、平均密度計算(13)5、液體平均表面張力計算(14)6、液體平均粘度計算(15)五、精憎塔塔體工藝尺寸計算(17)1、塔徑的計算(17)2、精錨塔有效高度計算(19)六、塔板主要工藝尺寸計算(1、溢流裝置計算(19)2、塔板布置(20)七、篩板的流體力學(xué)驗算(23)1、塔板壓降(23)2、液面落差(24)3、泡沬夾帶(24)4、漏液(25)5、液泛(25)八、塔板負(fù)荷性能圖(28)1、漏液線(28)2、液沫夾帶線(29)3、液相負(fù)荷下限線(29)4、液相負(fù)荷上限線(30)5、液泛線(30)九、設(shè)計結(jié)果一覽表(37)十、附錄(38)十一、主要物&#

4、39;性數(shù)據(jù)(40)十二、個人心得體會及改進(jìn)意見(43)一、化工原理課程設(shè)計任務(wù)書1、設(shè)計題目：篩板式精館塔設(shè)計2、設(shè)計任務(wù)：試設(shè)計分離苯-甲苯混合物的篩板精懈塔。已知原料液的處理量為5000kg/h, 組成為0.5 （苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)），要求塔頂館出液的組成為0.95,塔底釜液的組成 為 0. 02 o3、設(shè)計條件操作壓力進(jìn)料熱狀況回流比單板壓降全塔效率4kPa （塔頂表壓）口選口選 0.7kPaEr = 50%試根據(jù)上述工藝條件作出篩板的設(shè)計計算。二、精鎘塔的物算1、原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率.苯的摩爾質(zhì)量陸二78. 11 kg/kmol甲苯的摩爾質(zhì)量=92. 13 kg/kmolx =

5、 °5/78.11 = ° 5410. 5 / 78. 11 + 0. 5 / 92. 13/=°95 / 78.11= ° 95?”0. 95 / 78. 11 + 0. 05 / 92. 130. 02 / 78. 11x 1 = = 0. 02 40. 02 / 78. 11 + 0. 98 / 92. 132、原料液及塔頂，塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量= 0. 541 * 78. 11 + (1 - 0. 541 ) * 92. 13 = 84. 55 kg/kmolH° = 0. 957 * 78. 11 + (1 - 0. 957 ) *

6、 92. 13 = 78. 71 kg/kmolJ/r = 0. 024 * 78. 11 + (1 一 0. 024 ) * 92. 13 = 91. 79 kg/kmol3、物料衡算原料處理量q K5000. y Z1q r = = 59. 14 kmol/hM f84 55總物料衡算= Qd + q.59. 14 =+ q買苯物料衡算jx f =+ q 宀59 14 * 0. 541 = qD * 0. 957 + qr * 0.024聯(lián)立解得qD = 32.77 kmol/hq* = 26 37 kmol/h三、塔板數(shù)確定1、理論版層數(shù)的求取1.1、求最小回流比及操作回流比由任務(wù)書屮給

7、出的常壓下苯一甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù)利用公式0PaP得出下表:溫度"C80.284889296100104108110.4Xa1.00. 830. 6390. 5080. 3760. 2550. 1550. 0580Ya1.00. 930. 820. 720. 5960. 4520. 3040. 1280XA =溫度，X：80.1859095100105110. 6kPa101.33116. 9135. 5155. 7179. 2204. 2240. 0甲苯Pf,kPa40.046. 054. 063. 374. 386. 0101 3311由表可因q=l所以匚=x斤=0. 541Qr采

8、用作圖法求最小回流比。如圖可知r 二0. 541兒二0. 749故最小回流比為XD -乙0. 957 - 0. 749R -一-1.0ya - X。0. 749 - 0. 541取操作回流比為R = 2R= 2 x 1. 0 = 2.0am1.2、求精懈塔的氣，液相負(fù)荷qI = R * q° = 2.0 x 32. 77 = 65.54 Kmol/hqv = (R m qD = (2. 0 + 1) X 32. 77 = 98. 31 Kmol/hq, =+ qq P = 65. 54 + 1 * 59. 14 = 124 68 心。%.=qv (I - q)qF = Qv = 98

9、.31 Kmol/h1.3. 求操作線方程精飾段操作線方程為=0.667 x + 0. 319ftRxn2. 00. 957x n + = x n + 7? + 1 R + 12. 0 + 12. 0 + 1提館段操作線方程他=土二 = 0 541 0 024 = 0 544(If x口 - x丫 0. 957 - 0. 024代入得y «4-i = x Bx. = 1. 268 xc - 0 006Qe " Jq丄 一 Qr1.4、逐板法計算理論板數(shù)因為混合物的相平衡方程為v =竺一l +(Q-l)q泡點進(jìn)料q=l x = 0. 541 y f = 0. 749所以甲苯的

10、相對揮發(fā)度為2. 53第一塊板上升的蒸汽組成兒=x° = 0.957從第一塊板下降的液體組成式由xw= 求取 a _(g _1)兒2. 53 - 1. 53y10. 9572. 53 - 1. 53 x 0. 957=0. 898第二塊板上升的氣相組成用式求取y2 = 0. 667 * 0. 898 + 0. 319 = 0. 91 8第二塊板下降的液體組成0 9182. 53 - 1. 53 * 0. 91 8=0. 816如此反復(fù)計算0. 8629® = 0. 71330. 7948= 0. 6049y5 = 0. 72255 = 0. 5071因v5<x ,第五

11、塊板上升的氣相組成由提飾段操作方程計算5 qy6 = 1. 268 * 0. 5071 - 0. 006 = 0. 6370. 637第六塊板卞降的液體組成=0. 4102. 53 - 1. 53 * 0. 637同理:7=0. 5133=0. 2942=0. 3671=0. 1865=0. 2305才9=0. 1058兒0=0. 128210=0. 0549=0. 06 37=0. 0262兒2=0. 0272A 12=0. 0109 <幾=0.024所需總理論板數(shù)為12塊，第5塊加料，精懈段需4塊板2、實際板層數(shù)的求取全塔效率的計算（查表得各組分黏度p 1=0. 269, p 2=0

12、. 277）M l=Xf|J i+ (1-Xf)p 2=0. 541*0. 269+0. 459*0. 277=0. 273Er=0. 49 (a L)53精飾段實際板層數(shù)= 4/0. 53 = 7. 55 « 8提留段實際板層數(shù) W捉=7 / 0. 53 = 13.21 = 14四、精錨塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算1、操作壓力計算塔頂操作壓力Pd =101 . 3 + 4 = 105 . 3kPn塔底操作壓力=115 . kPa每層塔板壓降A(chǔ)p =0. IkPa進(jìn)料板壓力Pf =105 3 + 0. 7 * 8 = 110. 9kPa精懾段平均壓強(qiáng)P.=(105.3 + 110

13、. 9 ) / 2 = 108. 1 kPa提館段平均壓強(qiáng)P：=(115. 1 + 110.9 )/ 2 = 113. OkP”2、操作溫度計算依據(jù)操作壓力，有泡點方程通過試差法計算出泡點溫度，其中苯、甲苯的塔頂溫度計算lgP；=6. 032-1206. 35/(t+220. 24)lgP；=6. 032-1206. 35/(t+220. 24)P總二 P?*0. 957+P；*0. 043試差法算岀塔頂溫度T。= 85. 9 CiolgP>6. 032-1206. 35/(t+220. 24)lgPB=6. 032-1206. 35/(t+220. 24)P&= PA*0. 5

14、41+Pb*0. 459試差法算出進(jìn)料板溫度0 = 91.2。力 塔底溫度1； = 10 9.29粋馀段平均溫度T“ = 85.6%'提飾段平均溫度T= 100.2 °C3、平均摩爾質(zhì)量計算由;V。= y, = 0. 957得廠=y.0. 957! = = 0. 8982. 53 - 1. 53y12. 53 - 1. 53 x 0. 957%=0. 957 x 78. 11 + (1 - 0 957 ) x 92. 13 = 78. 71 kg/kmol%=0. 898 x 78. 11 + (1 - 0. 898 ) x 92. 13 = 79. 54 kg/kmol進(jìn)料

15、板平均摩爾質(zhì)量計算y?=0. 723xF = 0. 507%”=0. 723 * 78. 11 + (1 一 0. 723 ) * 92. 13 = 81. 99 kg/kmol=0. 507 78. 11 + (1 - 0 507 ) * 92. 13 = 84.44 kg/kmol塔底平均摩爾質(zhì)量計算X.=yz = 0. 024x2 = 0. 816%=0. 024 * 78. 11 + (1 - 0. 024 ) * 92. 13 = 91 . 79%=0. 816 * 78. 11 + 仃 一 0 816 ) * 92. 13 = 80. 69精憎段平均摩爾質(zhì)量=(78.71 + 81

16、. 99) / 2 = 80. 35 kg/kmolIIJ/, = (79. 54 + 84. 44) / 2 = 81. 99 kg/kmol提館段平均摩爾質(zhì)量= (91. 79 + 81. 99)/ 2 = 86.89"J = (80. 69 + 84. 44)/ 2 = 82. 574、平均密度計算4. 1、氣相平均密度計算由理想氣體狀態(tài)方程式計算，精飾段的平均氣相密度即1叫 1 * 80二35 = £ 9i kg/加& 314 * (85.6 + 273 . 15)提錨段的平均氣相密度即113 0 * 86. 898. 314 * (100.2 + 273

17、15)3. 164.2、液相平均密度計算液相平均密度依1 / Q工耳/ Q計算塔頂液相平均密度計算由© = 85.9 °C,表兒所得的溫度與密度的線性關(guān)系為苯y(tǒng)=-l. 29x+919. 2甲苯 y=T03x+892.8得 p x = 8 0& 4 kg / m3pH = 80 4. 3 kg/ m 1o.95/ 808.4.0.05/804.3 =4進(jìn)料板液相平均密度計算由。=91.2 °C,表幾所得的溫度與密度的線性關(guān)系為苯y(tǒng)=-l. 29x+919. 222甲苯 y=-l. 03x+892. 8pf. = 79 & 9 kg/m3得 = 80

18、1.6 kg/m3進(jìn)料板液相的質(zhì)量分率0. 507 * 78. 11=0. 4660. 507 * 78. 11 + 0. 493 * 92. 13=800.2kg/m310. 466 / 801 6 + 0. 534 / 798. 9塔底液相平均密度計算ST = 109. 2°C表兒所得的溫度與密度的線性關(guān)系為苯y(tǒng)=-1.29x+919. 2甲苯 y=-l. 03x+892. 8得 c = 77& 3 kg/m3 幾=780.3 kg/m3Pz = 0. 02 * 778 . 3 + 0. 98 * 780 . 3 = 780.3 kg/m"精館段液相平均密度為=

19、(808.4 + 800.2 ) / 2 = 80 4.3 kg/m2提飾段液相平均密度為pj = (780. 3 + 800.2 ) / 2 = 790 3 kg/m"5、液體平均表面張力計算液相平均表面張力依7“計算塔頂液相平均表面張力的計算由乙=85.9 °C表幾所得的溫度與表而張力的線性關(guān)系為苯y(tǒng)=-0. 125x+31. 24甲苯 y=-o. llx+30.5得 a , = 20. 50/ m=21 05 mN / mc * = 0. 957 * 20. 50 + 0. 043 * 21.05 = 20. 52 mN Im進(jìn)料板液相平均表面張力的計算由0 = 91

20、.2 °C,表幾所得的溫度與表面張力的線性關(guān)系為苯y(tǒng)二-0. 125X+31. 24甲苯 y=-0. llx+30.5得(7=19. 84/ ma = 20.47 加'/ ma .r = 0. 507 * 19. 84 + 0. 493 * 20.47 = 20. 15 mN Im塔底液相平均表面張力計算由 7； = 109.2 °C,表兒所得的溫度與表面張力的線性關(guān)系為苯y(tǒng)=-0. 125x+31. 24甲苯 y二-0. llx+30.5得 a , = 17. 59 mN / ma = 18.49 mN / mb“=0. 024 * 17. 59 + (1 - 0

21、. 024 ) * 18. 49 = 18.47 mN Im精惘段液相平均表面張力為a r = (20.52 + 20. 15 ) / 2 = 20. 34 mN Im提館段液相平均表而張力為a / = (18.47 + 20. 15 ) / 2 = 19. 31 mN Im6、液相平均粘度的計算液相平均粘度依Ig%計算塔頂液相平均粘度的計算由幾=85.9 °C ,表幾所得的溫度與粘度的線性關(guān)系為苯y(tǒng)=-0. 0023x+0. 49 甲苯尸-0. 002x+0. 4666得 p f = 0. 292 mPa s “= 0. 295 mPa slg “伽 =0. 957 lg( 0.

22、292 ) + 0. 043 lg( 0. 295 )解出“伽=0. 292 mPa s進(jìn)料板液相平均粘度的計算有片=91.2 °C,表幾所得的溫度與粘度的線性關(guān)系為苯y(tǒng)=-0.0023x+0. 49 甲苯 y=-0. 002x+0. 4666P i = 0.280 mPa $= 0. 284 mPa 念lg nlFn = 0. 507 * lg( 0. 280) + 0. 493 lg( 0. 284) 解出 “宀=0. 282 mPa s 塔底液相平均粘度計算由 = 109.2 °C ,表兒所得的溫度與粘度的線性關(guān)系為苯尸-0. 0023X+0. 49 甲苯 y=-0.

23、 002x+0. 4666得=0. 239 mPa s “右=° 248 mPa slg “伽 =0. 024 lg( 0. 239 ) + (1 - 0. 024 ) lg( 0. 248 ) 解出p畑=0. 248 mPa£ 精館段液相平均表而粘度為“心=(0. 292 + 0. 282) / 2 = 0. 287 mPa s提飾段液相平均表而粘度為“J = (0. 248 + 0. 282) / 2 = 0. 265 mPa $五、精憎塔的塔體工藝尺寸計算1、塔徑的計算精館段的氣、液相體積流量為3600 %心2 肥=° 754 m3/s3600 * 2. 9

24、13600 p/B心4 "199 = o 0Q1 g6 m7s3600 * 80 4.3提飾段的氣.液相體積流量為3600 pg98. 31 * 86. 89 =0. 7513600 * 3. 16q /" “3600 p：;124. 68 * 82. 573600 * 790 . 3=0. 00 362式中c由0 =久。計計算，其中的4由圖査取查取圖的橫坐標(biāo)為-/ 、Pl0. 001 86 * 360080 4. 65 )>0. 757 * 3600I 2.90 J=0. 0409取板間距廠=0. 41 m,板上液層高度hL = 0.06 /n 則Hr 一 H, =

25、 0. 41 - 0. 06 = 0. 35 m查手冊得=0. 074C = r ()0-2 = 0. 074(20" 34 )0-2 = 0. 074220 200. 074280 4. 3 - 2 911 231 m / s2. 91取安全系數(shù)為0.8,則空塔氣速為u = 0. 8z/oax = 0.8 * 1. 231 = 0. 985 m f s按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為D=1.0,n 塔截面積為右=Z；2 = * 1. 02 = 0. 785 /44實際空塔氣速為0. 75 4=0 96 1 m / s0. 785提館段:式中C由C F 計算，其中的跟由圖查取/查取圖的橫坐標(biāo)為0.

26、 00 352 * 36000. 751 * 3600X 1/2790.33. 16 ,=0. 0741取板間距H； = 0. 41 m,板上液層高度h； = 0.06 77/則/ - / = 0.41 - 0. 06 = 0. 35 m査手冊得r20' = 0. 072r- =2 = O 072（19二 31）o 2 = 0.07120 20UBUX=0. 0719° 3 - 3 16=1. 120 血 / sV3. 16取安全系數(shù)為0. 8,則空塔氣速為=°8皿=°8 * 1.,120 = 0.896 mis按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為"=1 塔截面積

27、為心=D'2 = * 1. 02 = 0. 785 J/244實際空塔氣速為0. 75 1u = = 0. 957 m /s0. 7852、精憎塔有效高度的計算楮懈塔有效高度為Z希=(N屆-1) H, = (8 - 1) * 0. 41 = 2.9 m提館段有效高度為Z鬢=(N矣一 1) /r = (14 - 1) * 0. 41 = 5. 3 m在進(jìn)料板上方開一人孔，其高度為0.8加故精懈塔的有效尚度為Z = Z& +Z売 +0.8 = 2.9 + 5.3 + 0.8 = 9. 0 加六、塔板主要工藝尺寸的計算1、溢流裝置計算因塔徑D = l.Om,可選用單溢流弓形降液管，采

28、用凹形受液盤。各項計算如下:榕飾段1.1.堰長lw取人，=0.66D =0.66 *1.0 = 0.66 m12.溢流堰高度hw取 hw =ht - how2/3選用平直堰，堰上液層高度此二也創(chuàng)51(X)0 /J,2.50. 00186 * 3600=18.915由lw ID =0.66,=0. 66 2 5査手冊，得E=l. 0352. 84* 1. 03510000. 001 86 3600 嚴(yán)/30. 0138 m0. 66塔板上淸液層高度力/ = 60加加故 h. = 0. 06 - 0. 01 38 = 0. 04 62 m1.3、弓形降液管寬度肥和截面積心0. 136 ,故彳由厶=

29、066,査表，得=0. 07 52,DArDAr = 0.07 52 外=0. 07 52 x 0. 785 = 0. 059= 0. 136 Z? = 0. 136 x 1. 0 = 0. 136 m依式驗算液體在降液管中停留時間，即 01s > 5s3600 J /.3600 x 0. 059 0 x 0. 410 = : = =Lh0. 001 86 x 3600故降液管設(shè)計合理。1.4、降液管底隙高度h0h. = 5,取u= 0.08m/s,則3600 仏0. 001 86 X 3600=0. 03 5m503600 x 0. 66 x 0. 08九-力o = 0. 0462 -

30、 0. 035 = 0. 011 m > 0. 006 m故降液管底隙高度設(shè)計合理。選用凹形受液盤，深度幾=50 mm o提館段1. 1、堰長1/取 1/ = 0. 8P- = 0. 8 * 1. 0 = 0. 8m1.2、溢流堰高度h/取 = hL hjh * = 2、創(chuàng) E )2/3選用平直堰，堰上液層高度0>I。1/八.2 50. 00352 * 3600由 1 /D= 0. 8 > L人 /I |= 22. 14 0. 82 "査手冊，得= 1. 210 h J =仝邑 * 1.210 * (0, 00352 * 3600 )2/3 = 0.0217 m10

31、00 0. 8塔板上清液層咼度ht = 60 mm故力/ = 0. 06 - 0. 0217 = 0. 0383 加1.3、弓形降液管寬度憶和截面積I *彳lIj = 0. 8,査表，得=0. 153, = 0. 210 加O'A；D'，取A/ = 0. 153= 0. 153 x 0. 785 = 0. 120m 2/f/ = 0. 210 D =0. 210 x 1. 0 = 0. 210m依式驗算液體在降液管中停留時間，即3600 A/H/ 3600 x 0. 120 x 0. 410 = :_- = = 13. 98s > 5s£ 0. 00 352 x

32、 3600故降液管設(shè)計合理。1.4、降液管底隙高度力；， 盯取嘰=； ,取 = 0. 20m/s 9 貝I36001 w u00.0. 00352 x 3600h ©= 0.022m3600 x 0. 8 x 0. 20h； - h； = 0. 0383 一 0. 022 = 0. 0163 m > 0. 006 m2、塔板布置2.1、塔板的分塊因Qnxoo也加，故塔板采用分塊式，査表得，塔板分為3塊。精懈段(1) 邊緣區(qū)寬度確定取 = 0. 06，比=0. 03(2) 開孔區(qū)面積計算開孔區(qū)面積 Afl = 2fxVr2-x2+sin -*180r其中 x =-(化 + 化)=

33、0. 5 - (0. 136 + 0. 06) = 0.304 m2Dr U . = 0. 5 - 0. 03 = 0. 47 m20. 528mA = 2 x (0. 304 x a/o. 472 - 0. 304 2 + & " *。 sin -1 °' 3°4 )1800. 47（3）篩孔計算及其排列本題所處理的物系無腐蝕性，可選用5 =3訕 碳鋼板，取篩孔板直彳空 o =5 mm o篩孔板按正三角形排列，取孔中心距t為t = 3d。=3*5 = 15 mm篩孔數(shù)11為1. 155 x 尤1. 155 x 0. 5280. 015 2=271

34、0 個開孔率(d.Yf0.005 Y0= 0.907=0.907 = 10.1%t JV0.015 丿氣體通過閥孔的氣速為V0. 754/uQ = = = 14. 14m / sAo 0. 101 x 0. 528提館段(1) 邊緣區(qū)寬度確定取“丁 = 0. 06，wj = 0.03(2) 開孔區(qū)面積計算/22 nr開孔區(qū)面積心=2- * +二其中疋=-(“J +#) = 0.5 - (0. 136 + 0. 06) = 0.304 m 2r* = -= 0. 5 - 0.03 = 0.47 m2A * = 2 x (0. 304Vo. 472 - 0. 304"山 x °

35、 sin * 2122=) = o. 528m0. 47180（3）篩孔計算及其排列本題所處理的物系無腐蝕性，可選用a、3”"碳鋼板，取篩孔板直 徑° = 5 mm o篩孔板按正三角形排列，取孔中心距t為/ = 3d。= 3 * 5 = 15 mmn = L155XJ- = 1-1 5 5x 0.5 2 8 = t0. 0 1 5開孔率0 = 0.907 fj = 0.9070.005、2= 10.1%10.015 丿0. 751氣體通過閥孔的氣速為=14. 08n/ s0. 1 0 lx 0 528七、篩板的流體力學(xué)驗算精餡段1、塔板壓降1.K干板阻力化計算干板阻力化由式

36、心=0051Pv由=5/3 = 1.67 ,査圖得，c0 = 0.8014. 14 2 z 、(2 91 )0. 80 J1,80 4. 3,故 he = 0. 051 *0.0576 m 液柱1.2、氣體通過液層的阻力曾計算氣體通過液層的阻力曾由式h嚴(yán)”際計算，-V0. 754/u =-=1. 039 m/SAr 一 At 0. 785 - 0. 05 9/； = 1. 039 * VTTl = 1. 779 kg1 7(s ml 2) 查圖得“ =o. 57。故久=0億=(力r + 力”)=0. 57 * (0.0462 + 0. 0138) = 0. 0341 m 液柱1. 3液體表面張

37、力的阻力h。計算液體表面張力所產(chǎn)生的阻力饑h =上d. =4* 20.34 *10-3p,gd ©80 4. 3 * 9. 81 0. 005=0. 00 341m液柱氣體通過每層塔板的液柱高度們故力 =h + 九 + 化 =0. 0576 + 0.0341 + 0. 00 344 = 0. 0577pCIm液柱氣體通過每蜃塔板的壓降為匚，=b： p,g = 0. 0577 * 80 4. 3 * 9. 81 = 455 26 <0. 7kPa （設(shè)計允許）2、液面落差對于篩板塔，液而落差很小，且本例的塔徑和液流量均不大，故可忽略液而落差的影響。3、液沫夾帶液沫夾帶量計算h f

38、 =2. 5hL=2.5xO.O6 = 0.15m5 7 * 10“20. 34 * 10 -00236 kg液/kg氣<0lkg液/kg氣z、3.2'1.039、0. 41 一 0. 15z故在本設(shè)計中液沫夾帶量-在允許范圍內(nèi)。4、漏液對篩塔板，漏液點氣速*=4.4CoJ(O.OO56 +0.13譏»八.3 / 2. 91 = 5. 85 m/s=4. 4*0. 8yl（Q. 0056 + 0. 13 * 0. 06 - 0. 00341）80 4 實際孔速"o = 14. 14冊/ s >穩(wěn)定系數(shù)為K = = 1 14- = 2.42 > 1.

39、5yo.Bin 5. 85故在本設(shè)計中無明顯漏液。5、液泛為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高Hd應(yīng)服從H （召+珞）苯一甲苯物系屬一般物系，取<p =0. 5,則tp（Hr + 力,）=0. 5（0. 41 + 0. 0462） = 0. 228 m而 H產(chǎn)hp+hfhd板上不設(shè)進(jìn)口堰，町可1 . 2 （ 0. 00186 0. 153 （一）0. 153 = 0.00 0992hd=l¥h0 =（0. 66 * 0. 035 丿H= 0. 0577 + 0. 06 + 0. 00 0992 = 0. 119 m 液柱孔"（H廠如） 即 0. 119<0. 22

40、4故在本設(shè)計屮不會發(fā)生液泛現(xiàn)彖提飾段1、塔板壓降1.1、干板阻力化計算干板阻力化由式力.0. 051< ro ） P / ,由 Jo/<v=5/3 = 1.67 ,査圖得，= 0.80帛颶"液柱故 h； = 0. 051 *1.2、氣體通過液層的阻力久計算氣體通過液層的阻力力,由式h； = /T仇計算,-r/0. 751,=1 129 m/sA； - A； 0.785 - 0. 12F； = 1. 129 * 7T16 = 2. 007 kgl/2/（S-m，/2）査圖得/? = o. 56 o故力；=p h； = 0 （力,+ hg ） = 0. 56 * （0. 03

41、83 + 0. 0217 ） = 0. 03 36 m 液柱1. 3液體表面張力的阻力仁計算液體表而張力所產(chǎn)生的阻力打4(7 /4 * 19. 31 * 10 “侏=Pi gd q790 . 3 * 9. 81 * 0. 005""“ 液柱氣體通過每層塔板的液柱高度匚h = h '七 h： + h、= Q. 0524 + 0. 0336 + 0. 00 199 = 0. 0880 m 液柱 Pr1cr氣體通過每層塔板的壓降為hP； = h異；g = 0 . 0880 * 790.3 * 9 . 81 = 620 23 <0. 7kPa（設(shè)計允許）2、液面落差對

42、于篩板塔，液而落差很小，且本例的塔徑和液流量均不大，故可忽略液而落差的影響。3、液沫夾帶液沫夾帶量計算h ,=25h.=2 5 X 0 06 = 0 155 7 * 10"19. 31 * 10 "3z、3.2E 129A0. 41 - 0. 15X/=0. 0324 kg 液/kg 氣<0. lkg 液/kg 氣故在本設(shè)計中液沫夾帶量5在允許范圍內(nèi)O4、漏液對篩塔板，漏液點氣速0二O.ain=4. 4*0. 87(0. 0056 + 0. 13 * 0. 06 - 0. 001 99)790 . 3 / 3. 16 = 5. 947 m/s 實際孔速= 14. 08

43、 77/ / S > “0 心UQ914. 08穩(wěn)定系數(shù)為K，=喬石=2.37 > 1.5WO.«in故在本設(shè)計中無明顯漏液。5、液泛為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高Hd應(yīng)服從/ < 0 (/+/?,)苯一甲苯物系屬一般物系，取0二0.5,貝IJ(P (/ + Z?/) = 0. 5(0. 41 + 0. 0383 ) = 0. 224 m板上不設(shè)進(jìn)口堰，箴可有n 1CQz 1/ 20. 00362 V0 153()0. 153 = 0. 00647 th；=1/h； = t o-8 * 0.022 )m 液柱H； = 0. 08 8 + 0. 06 + 0. 0

44、0 647 = 0. 154 m 液柱H； < 汽；+ hf') 即 0. 154<0. 224故在本設(shè)計屮不會發(fā)生液泛現(xiàn)彖八、塔板負(fù)荷性能圖精懈段1、漏液線由 =4. 4C0 J(0.0056 + 03叫 _hjpj 入w 9OW得 vs.nin =4.4C0A0.0056 +03x片 +2.84 E l(XX)2/3=4. 4 * 0. 8 * 0. 101 * 0. 52 8=0. 1882. 266 + 32. 614Jo. 0056 + 0. 132. 840. 04 62 + * 1. 035 *1000"3600 * L/2/3"一 0.

45、00 3414< 0- 66 J804. 3 / 2 91在操作范圍內(nèi)，任取幾個乙值，計算出V值，計算結(jié)果列如表Ls, m3/s0. 00050. 00260. 00450. 0060V“ m7s0. 2960.3190. 3340. 344由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線lo2、液沫夾帶線以j二O.lkg液/kg氣為限，求v ls關(guān)系如下: = = 1. 377 VAr - Af 0 78 5 一 0 05 9hf=2. 5hL=2. 5 ( hY+hoJhw =0. 04622. 84火10001. 0350. 91Z.2/3故仃二0. 116+2. 275Z/ 3Hr -/iy=0. 29

46、4-2. 275Z 2 35. 7 x 1020. 34 x 10 y1. 377 r.、0. 294 - 2. 275Z 2； 33.2=0. 1整理得v” = l. 34 - 10. 37Z 2/3在操作范圍內(nèi)，任取幾個L,值，計算出V,值，計算結(jié)果如表Ls, m7s0. 00050. 00260. 00450. 0060Vs, m3/s1.2751. 1441.0570. 998由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線2o3、液相負(fù)荷下限線對于平直堰，取堰上液層高度抵，=0. 006m作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)，由公式得OW2. 8410003600 厶“、2/3=0. 006取 E=l. 035,則3/

47、2Jo. 006 X 1000 ',2. 84 * 1. 035 ?0663600=0. 0005 3/7/2據(jù)此可作出與液體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3o4、液相負(fù)荷上限線以 =4s作為液體在降液管中停留時間的下限,8, nax0. 059 x 0. 41=0 006 05 m4據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線405、液泛線令H產(chǎn)®(石+饑)由 Ha=h,+hL+h4i hp = h八h(+h異hL =hw +how聯(lián)立得(pHT + ( 0 p 1) hw = ( /? +1) how +he +hj +ha忽略觴，將饑*與L, hd與L M, he與V,的

48、關(guān)系式代入上式，并整理得 a* v/=b -c'L/-d L/nb'=®H t + W -卩一 )hwc=O53 /(lwho)22. 91將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入，得=0. 1010. 051(0 101 x 0. 528 x 0. 8)2(804.3夕=0. 5 X 0 41 + (0 5 - 0. 57 - 1) x 0. 04 62 = 0. 156=286. 730 153(0. 66 x 0. 035 )2z、2/3.3600 )d = 284 x 10 x 1.035 x (1 + 0. 57) = 1.43010.66 J故 0. 10 ir 2 = 0. 1

49、56 一 286.73Z .2 一 1. 43ZtiX3或 K 2 = 1. 54 - 2839 £ 2 - 14. 16£ 小st$在操作范圍內(nèi)，任取兒個L,值，計算出值計算結(jié)果如表Ls, m/s0. 00050. 00260. 00450. 0060Vs, m3/s1.2041. 1191.0470. 985由由此表數(shù)據(jù)即可作出液泛線5根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負(fù)荷性能圖:1.600.0010.0020.0030.0040.0050.0060.007 1 234X 5 A線性線性線性線性(A)在負(fù)荷性能圖上，作出操作點A,連接0A,即作出操作線。由圖可看出，該叫=

50、° °°75mIs = 0- 0028m 3 /s篩板上限為液泛控制，卜限為漏液控制。由圖査得故操作彈性為3 =刎2 = 2.679j 0- 0028提傳段1、漏液線由 .桃=4.J(0. 0056 + 0. 13A/ / pvV . A；2.84KXX)+ 0. 13 x 力/ +2. 841000=4. 4*0 8 * 0 101 * 0. 528*2841000'3600 L 、2/3-0. 00 199 0. 8X>J790 . 3 / 3. 16 1. 21 =0. 188 J1. 8 + 30.51“在操作范圍內(nèi)，任取幾個值，計算出V,值，計算結(jié)果列如表L, m/s0. 00050. 0040. 0080.0123Vs, m7s0. 2650. 3010. 3270. 348由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線1。2、液沫夾帶線以叮二0. lkg液/kg氣為限，求v；-l；關(guān)系如下:出V0. 785 一 0. 12=1. 504 K.9力，=2. 5/?/=2. 5 （力 + h ）rLOWA；=0. 03832. 84二x 1.21吹"1000、2/33600 L /x 0. 82