内容发布更新时间 : 2024/5/3 20:31:40星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
吉林化工学院化工原理课程设计
2?0.00357?hd?0.153????0.00185m
?0.924?0.0351?(4)塔板上液面落差?h
由于浮阀塔板上液面落差?h很小，所以可忽略。 (5)堰上液流高度how 前已求出how?0.0164m
这样 Hd?hf?hw?hd??h?how?0.064?0.044?0.00185?0.0164?0.126m
为了防止液泛，按式：Hd??(HT?hw)，取校正系数??0.5，选定板间距HT?0.45,
hw?0.044m
?(HT?hw)?0.5?(0.45?0.044)?0.247m
从而可知Hd?0.126m??(HT?hw)?0.247m，符合防止液泛的要求。 (6) 液体在降液管内停留时间校核
应保证液体早降液管内的停留时间大于3~5 s,才能使得液体所夹带气体释出。本设计
??AfHTL's?0.1111?0.45?14.00s>5 s
0.00357可见，所夹带气体可以释出。 1.7.3计算雾沫夹带量eV
（1）雾沫夹带量eV
判断雾沫夹带量eV是否在小于10%的合理范围内，是通过计算泛点率F1来完成的。泛点率的计算时间可用式：
VsF1??v?L??v?1.36LsZL?100%和F1?Vs?v?L??v?100%
KcFAp0.78KcFAT塔板上液体流程长度
ZL?D?2Wd?1.40?2?0.1736?1.053m
塔板上液流面积
Ap?AT?2Af?1.539?2?0.1111?1.317m2
苯和甲苯混合液可按正常物系处理，取物性系数K值，K=1.0,在从泛点负荷因数图中查得负荷
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因数CF?0.127,将以上数值分别代入上式，得泛点率F1为
1.341?F1?2.84?1.36?0.00357?1.053802.08?2.84?100%?50.89%
1?0.127?1.5392.84802.08?2.84?100%?52.48% 及F1?0.78?1.0?0.127?1.5391.341?为避免雾沫夹带过量，对于大塔，泛点需控制在80%以下。从以上计算的结果可知，其泛点率都低于80%，所以雾沫夹带量能满足eV?0.1kg（液）/kg(干气）的要求。
（2）严重漏液校核
当阀孔的动能因数F0低于5时将会发生严重漏液，前面已计算F0?10.57，可见不会发生严重漏液。
1.8精馏段塔板负荷性能图 1.8.1雾沫夹带上限线
对于苯—甲苯物系和已设计出塔板结构，雾沫夹带线可根据雾沫夹带量的上限值所对应的泛点率F1 (亦为上限值),利用式 eV?0.1kg（液）/kg(干气）VsF1??v?L??v?1.36LsZL?100%和F1?Vs?v?L??v由于塔径较大，?100%便可作出此线。
KcFAp0.78KcFAT所以取泛点率F1?80?，依上式有
Vs2.84?1.36Ls?1.053802.08?2.84?0.8 1.0?0.127?1.317整理后得0.0597Vs?1.432Ls?0.134
即Vs?2.245?23.99Ls 即为负荷性能图中的线(1)
此式便为雾沫夹带的上限线方程，对应一条直线。所以在操作范围内任取两个Ls值便可依式Vs?2.245?23.99Ls算出相应的Vs。利用两点确定一条直线，便可在负荷性能图中得到雾沫夹带的上限线。
Ls 0.001 0.003 Vs
0.005 0.007 2.077
2.221 2.173 2.125
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1.8.2液泛线
由式Hd??(HT?hw)，Hd?hf?hw?hd??h?how，hf?hc?hl?h? 联立。即
?(HT?hw)?hf?hw?hd??h?how?hc?hl?h??hw?hd??h?how ?vU02式中， 干板静压板静 可用hc?5.34 ，板上液层静压头降hl??0hL
2?Lg从式hL?hw?how知，hL表示板上液层高度，how?2.84?Ls液层层静压头降hl??0hL??0(hw?how)??0?hw?E?1000???lw?2.84?Ls?E?1000??lw????23????23。所以板上
?? ??液体表面张力所造成的静压头h?和液面落差?h可忽略
?LS?液体经过降液管的静压头降可用式hd?0.2??lh??
?w0?2则?(HT?hw)?hc??0hL?hL＋hd?hc＋hd?（1??0）hL
?LS??U??0.153? ?5.34v??2?Lg?lwh0?202???hw?2.84?3600LS?（1??0）1000???lw?VS????23?? ??式中阀孔气速U0与体积流量有如下关系 U0??4
2d0N式中各参数已知或已计算出，即
??0.5;HT?0.45m;hw?0.044m;?0?0.5;?v?2.84kg/m3;?l?802.08kg/m3;N?190;U0?5.93m/s；h0?0.0351m；d0?0.039m代入上式。
22整理后便可得Vs与Ls的关系，即VS2?9.656?50718.066LS?56.28LS3
此式即为液泛线的方程表达式。在操作范围内任取若干Ls值，依
VS2?9.656?50718.066LS?56.28LS223
0.005
0.007
2.261
Ls 0.001 0.003 Vs
3.007 2.83 2.60
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用上述坐标点便可在Ls?Vs负荷性能图中绘出液泛线，图中的(2)。 1.8.3 液相负荷上限线
为了使降液管中液体所夹带的气泡有足够时间分离出，液体在降液管中停留时间不应小于3～5s。所以对液体的流量须有一个限制，其最大流量必须保证满足上述条件。
由式??Af?HTLS?3～5秒可知，液体在降液管内最短停留时间为3～5秒。取??5s为液体
在降液管中停留时间的下限，所对应的则为液体的最大流量Lsmax,即液相负荷上限，于是可得
Lsmax?Af?HT5?Af?HT0.1111?0.45?0.01m3/s显然由式Lsmax?所得到的液相上限线是一
55条与气相负荷性能无关的竖直线，即负荷性能图中的线(3)。 1.8.4气体负荷下限线（漏液线）
对于F1型重阀，因F0<5时，会发生严重漏液，故取F0?5计算相应的气相流量(Vs')min
(Vs')min?F?2?5d0N0??0.0392?190??0.673m3/s 4?V42.841.8.5液相负荷下限线
取堰上液层高度how?0.006m作为液相负荷下限条件，作出液相负荷下限线，该线为与气相流
量无关的竖直线。
22.84?3600LS?3?E??0.006 取E?1.0、代入lw的值则可求出Ls为 ??min1000?lw???Lsminlw?0.006?1000?2?0.006?1000?20.924?????0.000895m3/s ????3600?2.84?1?3600?2.84E?33上式后得
按上式作出的液相负荷下限线是一条与气相流量无关的竖直线，见图中的线(5). 所的负荷性能图如下：
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1.9小结
1. 从塔板负荷性能图中可看出，按生产任务规定的气相和液相流量所得到的操作点P在适宜操作区的适中位置，说明塔板设计合理。
2. 因为液泛线在雾沫夹带线的上方，所以塔板的气相负荷上限由雾沫夹带控制，操作下限由漏液线控制。
3. 按固定的液气比，从负荷性能图中可查得气相负荷上限Vsmax =1.58 m3/s,气相负荷下限
3
Vsmin≤0.46 m/s，所以可得
操作弹性?Vsmax1.58??3.43 Vsmin0.46塔板的这一操作弹性在合理的范围(3～5)之内，由此也可表明塔板设计是合理的。
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