吉林化工学院化工原理课程设计
按标准塔径圆整为 D?1.400m 截面积为
A22T??4D1??4?（1.400）2?1.539m
实际空塔气速为 u?Vs1A?1.412?0.917m/s T1.5394.3精馏塔有效高度的计算
精馏段有效高度为
Z精?（N精-1）HT?(11?1)?0.45?4.500m
提馏段有效高度为
Z提?（N提-1）HT?(19?1)?0.45?8.100m
4.4溢流装置
采用单溢流，弓型降液管，平形受液盘及平行溢流堰，不设进口堰。（1）溢流堰长
lW?0.66D?0.66?1.400?0.924m
(2)出口堰高hW Lh=3600Ls ?323 h?2.84?3600?4.262?10?OW1000???0.924???0.018m
hW?hL?hOW?0.06?0.018?0.042m (3)弓形降液管的宽度Wd与降液管的面积Af
降液管的型式：因塔径和流体量适中，故选取弓形降液管 查图得：
AfA?0.0722
WDTD?0.124 故 A2F?0.0722?1.539?0.111m
WD?0.124?1.400??0.174m
液体在降液管中停留时间
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?AFHTAfHT0.111?0.451?L???11.720?5ss1LS14.262?10?3， 故降液管可用。 （4）降液管底隙高度h0
取液体通过降液管底隙的流速u?0?0.100m/s， 依下式计算降液管底隙高度h0
?LS24.262?10?3h0l?0.924?0.100?0.046m
W?u04.5塔板布置 （1）塔般的分块
因1000?D?1600mm，故塔板采用分块式。 （2）边缘区宽度确定
取溢流堰前安定区宽Ws?0.065m 无效区Wc?0.035m。 （3）开孔区面积计算
A?a?2?[xr2?x2?r2?sin?1x180r] 其中：
x?D2??W?W1.400ds??2?(0.174?0.065)?0.461mr?D1.400
2?WC?2?0.035?0.665m故 Aa?2?[0.4610.6652?0.4612?3.14?0.6652?sin?1(0.4610.665)]?1.119m2180 （4）筛孔数 n 与开孔率 φ
本设计所处理的物系无腐蚀性，可选用??3mm碳钢板，取筛孔直径d??5mm。筛孔按正三角形排列，取孔中心距 t?3.3d??3.3?5?16.5mm 塔板上筛孔数目为
?A3 na1158?10?1.119t2?16.52?4760孔 塔板开孔区的开孔率φ ??0.907(t?100%?0.907?100%?8.329%d)22 0?3.3?开孔率在5-15%范围内，符合要求。
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气体通过筛孔的气速 uVS20?A?1.2280.093?13.204m/s 04.6筛板的流体力学验算 4.6.1塔板压降
（1）干板阻力hc计算 干板阻力hd0c，由
??53?1.67查文献（1）中图5-10得 C0=0.84 hc?0.051(u0C)2(?V)?0.051?(13.204)2?(1.8435)?0.032m液柱 0?L0.84734.245（2）气流穿过板上液层压降相当的液柱高度hl
uS2a?VA?A?1.2280.111?0.860m/s
TF1.539?Fa?ua?V?0.860?1.8435?1.168
查文献（1）中5-11，得?0?0.66。
故 h1?hL??0?hW?hOW??0.66?0.062?0.041m液柱 （3）液体表面张力的阻力h?计算 液体表面张力所产生的阻力h?，
4??4?18.0345?10?3h?3????d??2.000?10m液柱
L?g0734.245?9.81?0.005气体通过每层塔板的液柱高度hp
hp1?hc1?h1?h?1?0.032?0.041?2.000?10?3?0.075m液柱
气体通过每层塔板的压降为
?PP1?hPl??L1?g?0.075?734.245?9.81?540.221Pa?700Pa（设计允许值）
4.6.2雾沫夹带量ev的验算 塔板上鼓泡层的高度
hf?2.5hL?2.5?0.06?0.15m
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6e5.7?10?(ua3.25.7?10?60.8603.2v,1??H)?(0.45?0.15)T?hf18.0345?10?3
?0.009kg液kg气?0.1kg液kg气故精馏段在设计负荷下不会发生过量雾沫夹带。
4.6.3 漏液的验算
对筛板塔，漏液点气速为
uow?4.4C?(0.0056?0.13hL?h?)?L?
V?4.4?0.84(0.0056?0.13?0.06?2.000?10?3)734.245/1.8435 ?7.876m/s 筛板的稳定性系数： K?u0u?13.2047.876?1.676?1.5 0w该值大于1.5且小于2，符合设计要求。
故本设计中精馏段在设计负荷下无明显漏液。
4.6.4液泛验算
为防止降液管液泛的发生，应使降液管中清液层高度Hd??(HT?hW) 乙醇—丙醇物系属一般物系，取??0.5，则
?(HT?hW1)?0.5(0.45?0.042)?0.246m
LS24.262?10?3h2d2?0.153(L)?0.153?()?1.538?10?3m液柱
wh00.924?0.046Hd2?hP1?hL?hd1?0.075?0.06?1.538?10?3?0.137m液柱Hd1??(HT?hW1)
故在设计负荷下不会发生液泛。
根据以上塔板的各项流体力学验算，可以认为精馏段塔径和各项工艺尺寸是合适的。4.7塔板负荷性能图 4.7.1雾沫夹带线
取液沫夹带极限值ev?0.1kg液/kg气
依式 e5.7?10?5v??(uaH)3.2
T?hf 22
