化工工艺课程设计
?u3.14?1.405
常用地标准塔径为400、500、600、700、800、1000、1200、1400、1600、2000、2200mm。
按标准塔径圆整后为2000mm 塔截面积为
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实际塔气速为
V1.67u?s??0.532m/sA3.14
AT?D?4Vs?4?1.67?1.231m?D2???2.02?3.14m2
5.2 精馏段地有效高度计算
精馏段的有效高度为
Z1??N1?1??HT??154?1??0.45?68.85m提馏段的有效高度为
Z2??N2?1??HT??17?1??0.45?7.2m
因D》1000mm，为安装、检修的需要，一般每隔10层设一个人孔。人孔直径一般为500mm,其伸出塔体的筒体长为200mm，人孔距操作平台1000mm，故此塔需开三个人孔，开人孔的塔板间距为600mm。
所以此精馏塔的有效高度为
Z?Z1?Z2?18?0.6?68.85?7.2?10.8?86.85m
而实际塔板高度还应加上塔底空间、塔顶空间和裙座高度。塔过高可以串联几个低塔进行蒸馏。
第六章 塔板的主要工艺尺寸计算[8]
一．对于精馏段 6.1 溢流装臵计算
因塔径D=2.0m<2.2m,可选用单溢流弓型降液管，采用凹型受液盘，各项计算如下： 6.1.1 堰长
lw
弓型降液管的弦长称为堰长，一般根据经验确定，对于常用的弓型降液管，
l?(0.6~0.8)D单溢流 w
l?(0.5~0.6)D双溢流 w
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故查手册得 6.1.2 溢流堰高度
hwlW?2.0?0.64?1.28m
h?hL?how由w
选用平直堰，堰上高度由弗兰西斯公式计算，即
?Ls?E??l???w?
对于正常系统近似取E=1，则 how?2.8410002.84?0.0034?3600?3how??1????0.013m10001.28??
h?0.06?0.013?0.047m因板上层清液为0.06m， w
2236.1.3 弓型降液管的宽度
wd和截面积
Af
lW?0.64由 D
Afwd?0.07?0.11A T D
2Af?0.07?3.14?0.220m
wd?0.11?2.0?0.22m
为使液体中夹带得气泡得以分离，液体在降液管内有足够的停留时间，有经验知，液体在降液管内停留的时间应不小于3~5S，为此，在确定降液管尺寸后，应按下式验算：
3600?0.220?0.453600AH??LsfT??29.12?5s0.0034?3600
故降液管设计合理
6.1.4 降液管底隙高度
Ls'3600lwuo 'uou0/?0.24m/s根据经验一般取在此取0.07~0.25m/s,在此取
0.0034?3600h0??0.0111m3600?1.28?0.24则 ho?h?h?0.047?0.0111?0.0359?0.006m w0 故降液管底隙高度合理。
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选用凹型受液盘，深度6.2 塔板布臵 6.2.1 塔板的分块
'hw?50mm
因故塔板采用分块式查下表
表-4 塔径mm 800-1400-1800-2200-1200 1600 2000 2400 塔块分3 4 5 6 块数 由上表可知塔板分为5块。 6.2.2 安定区与边缘区的确定
安定区也称边缘区，溢流堰前的安定区作用是在液体进入降液管之前有一
w段不鼓泡的安定地带，以免液体大量夹带气泡进入降液管，宽度定为s 进口
ws'堰后的安定区的宽度为 ，其作用是在液体入口处由于板上液面落差，液层比较厚，有一段不开孔的安全地带，可减少漏液量，安定区范围在塔径大于1m
ws?ws'?0.08m时，取 ， 所以边缘区的宽度wL?0.040m
6.3 开孔区面积计算
开孔区面积Aa按下式计算，即：
??r2?1x?22Aa?2?xr?x?sin?180r??
D2.0x???wd?ws????0.22?0.08??0.722其中 0
D2.0r??wc??0.04?0.96m22 ???0.962?10.70?222Aa?2?0.700.96?0.70?sin??2.43m1800.96??故 6.3 阀孔计算及排列
本设计处理的物系属无腐蚀性，可选用碳钢Q235（A3钢），板的厚度δ
=3mm,塔盘升气孔为?39mm，浮阀一般按正三角形排列， 阀数的确定用
F11uo?ou0??8.20m/s?vF01.80 其中取11， 则
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阀数
按JB1206-71标准，取t=80mm,作图排列，得到N=173个（按21排计，中间排27个，最外侧排17个）
2 t?1.155?2.43/173?0.0162 则t=0.127m
u?837Vs/N?837?1.67/173?8.08m/s则孔速为 0 F0?u0?v?8.081.80?10.84 2A0?Vs/u0?1.67/8.08?0.21m 2?0.026???0.907????100%?3.80%?15%?0.127?开孔率
故符合设计要求。 二．对于提馏段 6.1 溢流装臵计算
因塔径D=2.0m<2.2m,可选用单溢流弓型降液管，采用凹型受液盘，各项计
算如下： 6.1.1 堰长
lwN?837?Vsu0?170.46?171个
弓型降液管的弦长称为堰长，一般根据经验确定，对于常用的弓型降液管，
l?(0.6~0.8)D单溢流 w
l?(0.5~0.6)D双溢流 w
l?2.0?0.64故查手册得 w=1.28m 6.1.2 溢流堰高度
hw
h?hL?how由w
选用平直堰，堰上高度由弗兰西斯公式计算，即
?Ls?E??l???w?
对于正常系统近似取E=1，则
how?2.84/1000?1?(0.0019?3600/1.28)2/3?0.00868mhow?2.84100023
因板上层清液为0.06m， hw=0.06-0.00868=0.0513m
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