浮法塔课程设计 天大版化工原理资料Word格式.docx

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气相流量

（m3/s）

液相流量

气相密度

（kg/m3）

液相密度

表面张力

（mN/m）

1.83

0.0083

2.992

842.3

20.6

要求：

1.进行塔板工艺设计计算和验算

2.绘出制负荷性能图

3.绘出塔板的结构图

4.将结果列成汇总表

5.分析并讨论

1设计计算及验算

1.1塔板工艺尺寸计算

1塔径

欲求塔径应先给出空塔气速

，而

式中

可由史密斯关联图查出，横标的数值为

取板间距

，板上液层高度

，

则图中参数值为:

根据以上数据，由图

查得

，因物系表面张力

，很接近

，故无需校正，即

取安全系数为0.7，则空塔气速为

塔径

按标准塔径圆整

，则塔截面积

实际空塔气速

2溢流装置选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。

各项计算如下：

①堰长

：

取堰长

，即

②出口堰高

采用平直堰，堰上液层高度

可依下式计算：

近似取

，则可由列线图查出

值。

因

则

③弓形降液管宽度

和面积

由图

查得：

，则

则液体在降液管中停留时间

，故降液管尺寸可用。

④降液管底隙高度

。

取降液管底隙处流体流速

取

3塔板布置及浮阀数目与排列取阀动能因子

，用下式求孔速

每层塔板上的浮阀数，即

取边缘区宽度

，破沫区宽度

浮阀排列方式采用等腰三角形叉排。

取同一横排的孔心距

，则可按下式估算排间距

考虑到塔的直径较大，必须采用分块式塔板，而各分块的支承与衔接也要占去一部分鼓泡区面积，因此排间距不宜采用80mm，而应小于此值，故取

按

、

以等腰三角形叉排方式作图（见附图1），排得阀数228个。

重新核算孔速及阀孔动能因数：

浮阀动能因数

变化不大，仍在

范围内。

塔板开孔率=

1.2塔板流体力学验算

1气相通过浮阀塔板的压强降

可根据下式计算塔板压强降，即

①干板阻力：

由下式计算，即

因

，故按下式计算干板阻力，即

板上充气液层阻力：

本设备分离某液体混合物，可取充气系数

，则有

液柱。

液体表面张力所造成的阻力：

此阻力很小，忽略不计。

因此，与气体流经一层浮阀塔板的压强降所相当的液柱高度为：

则单板压降

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的高度

可用下式计算，即

与气体通过塔板的压强降所相当的液柱高度

之前已算出

液体通过降液管的压头损失：

因不设进口堰，故按下式计算，即

板上液层高度：

前已选定板上液层高度为

则

，又已选定

可见

，符合防止淹塔的要求。

（3）雾沫夹带

按以下两式计算泛点率，即

泛点率

及泛点率

板上液体流径长度

板上液流面积

苯和甲苯为正常系统，取物性系数

又查图得泛点负荷系数

，将以上数值代入下式得

又按下式计算泛点率，得

泛点率

根据以上两式计算出的泛点率都在80%以下，故可知雾沫夹带量能够满足

的要求。

1.3塔板负荷性能图

⑴雾沫夹带线

依下式做出，即

按泛点率为80%计算如下：

整理得

或

（1）

由式

（1）知雾沫夹带线为直线，则在操作范围内任取两个Ls值，依式

（1）算出相应的Vs值列于本例附表1中。

据此，可做出雾沫夹带线

（1）。

附表一

0.002

0.010

2.85

2.63

⑵液泛线

由上式确定液泛线。

忽略式中

则有

因物系一定，塔板结构尺寸一定，则

及

等均为定值，而

与

又有如下关系，即

式中阀孔数N与孔径

亦为定值，因此可将上式简化为

的如下关系式：

即

在操作范围内任取若干个

值，依式

（2）算出相应的

值列于本例附表2中。

据表中数据做出液泛线

（2）

附表二

0.001

0.005

0.009

0.013

3.57

3.34

3.12

2.87

液相负荷上限线

液体的最大流量应保持在降液管中停留时间不低于3~5s。

依下式知液体在降液管内停留时间为

以

作为液体在降液管中停留时间的下限，则

（3）

求出上限液体流量

值（常数）。

在

图上液相负荷上限线为与气体流量

无关的竖直线（3）

漏液线

对于

型重阀，依

计算，则

又知

则得

作为规定气体最小负荷的标准，则

（4）

据此做出与液体流量无关的水平漏液线（4）

液相负荷下限线

取堰上液层高度

作为液本负荷下限条件，依

的计算式计算出

的下限值，依此做出液相负荷下限线，该线为与气相流量无关的竖直线（5）。

（5）

根据本题附表1，2及式（3），（4），（5）可分别做出塔板负荷性能图上的

（1），

（2），（3），（4）及（5）共五条线，见附图2.

2分析与讨论

由塔板负荷性能图可以看出：

任务规定的气，液负荷下的操作点P（设计点），处在适宜操作区内的适中位置。

塔板的气相负荷上限由雾沫夹带控制，操作下限由漏液控制。

按照固定的液气比，由附图2查出塔板的气相负荷上限

，气相负荷下限

，所以

现将计算结果汇总列于附表3中

附表3浮阀塔板工艺设计计算结果

项目

数值及说明

备注

1.60

分块式塔板

等腰三角形叉排

指同一横排的孔心距

指相邻二横排的中心线距离

雾沫夹带控制

漏液控制

板间距

0.45

塔板形式

单溢流弓形降液管

空塔气速

0.914

堰长

1.056

堰高

0.047

板上液层高度

0.07

降液管底隙高度

0.04

浮阀数N/个

228

阀孔气速

6.36

阀孔功能因数

10.80

界阀孔气速

5.76

孔心距

0.075

排间距

0.065

单板压降

554

液体在降液管内停留时间

9.3

降液管内清夜层高度

0.155

泛点率/%

51.7

气相负荷上限

2.58

气相负荷下限

0.787

操作弹性

3.28

参考书目

[1].夏清，陈常贵化工原理（下册）天津：

天津大学出版社2005

[2].姚玉英等化工原理（下册）天津：

天津大学出版社1999

[3].王志魁，刘丽英化工原理化学工业出版社2010.5

[4].谭天恩等化工原理（下册）北京：

北京工业出版社2000