化工课程设计说明书 单流型塔板的面积通常可以分为以下几个区域：

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（a）受液区和降液区 即受液盘和降液管所占的区域，一般这两个区域的面积相等，均可按降液管截面积计算。

（b）入口安定区和出口安定区 为防止气体窜入上一塔板的降液管或因降液管流出的液体冲击而漏夜过多，在液体入口处塔板上宽度为W's的狭长带是不开孔的，称为入口安定区。为减轻气泡夹带，在靠近溢流堰处塔板上宽度为Ws的狭长带也是不开孔的，称为出口安定区。通常取Ws和W's相等，且一般为50～100mm。

（c）边缘区 在塔壁边缘需留出宽度为Wc的环行区域供固定塔板之用。一般取Wc为50～75mm左右。对于2.5m以下的塔径，Wc可取为50mm，大于2.5m的塔径则为60mm，或更大些。

在本课程设计中，取边缘区宽度Wc为0.05m，安定区宽度Ws可取为0.07m。[10] （2）浮阀数及其排列

浮阀的形式有很多，如F1型，V-4型，十字架型，A型，V-O型，目前应用最广泛的是F1型和V-4型，国内确定为部颁标准。F1型又分为重阀（代号为Z）和轻阀（代号为Q）两种，分别由不同厚度薄板冲压制成，前者重约为33g，最为常用；后者阻力略小，操作稳定性也稍差，适用于处理量大并要求阻力小的系统，如减压塔。V-4型基本上和F1型相同，除采用轻阀外，其区别仅在于将塔板上的阀孔制成向下弯的文丘里型以减小气体通过阀孔的阻力，主要用于减压塔。两种形式浮阀孔的直径d0均为39mm。所以，在本课程设计中，采用F1型的重阀，重为33g,型号为F1Z-3C。

当气相体积流量V已知时，由于阀孔直径d0给定，因而塔板上浮阀的数目N，即阀孔数，就取决于阀孔的气速u0，并可按下式求得 N=

V?4 （1.10）

d02u0阀孔的气速常根据阀孔的动能因子F0?u0?V来确定。F0反映密度为?V的气

化工课程设计说明书 22

体以u0速度通过阀孔时的动能的大小。综合考虑了F0对塔板效率、压力降和生产能力等的影响，根据经验可取F0=8～12。即阀孔刚全开时比较适宜，由此可知适宜的阀孔气速u0为

u0?F0?V （1.11）

求得浮阀个数后，应在草图上进行试排列。阀孔一般按正三角形排列，常用的中心距有75、100、125、150（mm）等几种，它又分顺排和错排两种，通常认为错排时的接触情况较好，采用较多。对于大塔，当采用分块式结构时，不便于错排，但本课程设计的塔径为1.2m，相对较小，所以选用错排。选用阀孔也可按等腰三角形排列，此时多固定底边尺寸B，例如B为70、75、80、90、100、110（mm）等。如果塔内气相流量变化范围较大，可采用—排轻浮阀一排重浮阀相间排列，以提高塔的操作弹性。对于整块式塔板，多采用正三角形错排，孔心距t为75～125mm。对于分块式塔板，宜采用等腰三角形错排，此时常把同一横排的阀孔中心距，定为75mm，而相邻两排间的阀孔中心距t'可取为65mm，80mm，100mm等几种尺寸。故在本次课程设计中，采用等腰三角形错排。

经排列后的实际浮阀个数N和前面所求得的直可能稍有不同，应按实际浮阀个数N重新计算实际的阀孔气速u0和实际的阀孔动能因子F0。

浮阀塔板的开孔率?是指阀孔总截面积与塔的截面积之比，即

N ???4d02??N4D2d0?D22N??4AT?d02 （1.12）

目前工业生产中，开孔率?一般在4％～15％之间。 精馏段：

取浮阀动能因子F0=11,则孔速u01=每层塔板上的浮阀数目N为：

11F0==6.694m/s 2.7ρV1N??4Vs1du2001?3153.58/3600?4?109.5?110块

?0.039?6.6942化工课程设计说明书 鼓泡区为气液接触有效区，其面积（单流型）按下式计算：

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?2x?[5]?AS?2?xR2?x2?Rarcsin? （1.13）

180R??式中，R?DD??Wc；x??(Wd?Ws)，则R?0.6220.?050；

x?0.6?(0.190?0.07)?0.34m。

?0.34??2 As?2?0.34?0.552?0.342??0.552?arcsin?0.6971m?1800.55??浮阀排列采用等腰三角形错排，取同一个横排的孔心距t?75mm，则排间距

t'?Aa0.6971??0.0845m Nt110?0.075由于塔径较大，必须采用分块式塔板，而各分块的支撑与衔接也要占去一部分鼓泡区面积，因此，排间距应比计算的要小一些，故取为：t'?70mm。按

t?75mm, t'?70mm，用AutoCAD画图，得阀数107个。

图1-5 精馏段阀孔分布图

按N?107个重新核算孔速及阀孔功能因数

' u01??4Vs12d0N?3153.58/3600?4?6.853m/s

?0.0392?107''F01?u01?V1?6.853?2.7?11.261 在8～12之间

化工课程设计说明书 N?24

?4AT开孔率???d02107???41.131?0.0392?100%?11.30% 在4％～15％之间[8]

对于提馏段：取浮阀动能因子F0=11,则u02=每层塔板上的浮阀数目N为：

11F0==6.574m/s 2.8ρV2N??4Vs2d02u02??43278.353600?0.0392?6.574?115.96?116块

?2x??AS?2?xR2?x2?Rarcsin?

180R??R?0.6?0.05?0.55m；x?0.6?(0.190?0.07)?0.34m

开孔区面积：

?0.34??As?2?0.34?0.552?0.342??0.552?arcsin?0.6971m2 ?1800.55??浮阀排列采用等腰三角形错排，取同一个横排的孔心距t?75mm，则排间距

t'?Aa0.6971??0.08013m Nt116?0.075由于塔径较大，必须采用分块式塔板，而各分块的支撑与衔接也要占去一部分鼓泡区面积，因此，排间距应比计算的要小一些，故取为：t'?70mm。按

t?75mm, t'?70mm，用AutoCAD画图，得阀数107个。