分离苯和甲苯混合液的常压筛板精馏塔设计书

筛孔数目：n=（1.155Aa）/t2=（1.155*1.746）/0.0182=6224个 开孔率为：Ψ=0.907（do/t）2=0.907*（0.006/0.018）2=10.1% 精馏段气体通过筛孔的气速为：

Vo=Vs/Aa=1.2102/（1.201*10.1%）=10.415m/s 提馏段气体通过筛孔的气速为： Vo’=1.2572/（1.201*10.1%）=10.47m/s

八、筛板的流体力学验算

1．塔板压降

⑴干板阻力的计算 ① 精馏段

干板阻力hc=0.051（Vo/Co）2（Pv/PL）{1-（Ao/Aa）2} 式中：Vo——气体通过筛孔的速度m/s

Co——孔流速度

由于筛板的开孔率ψ=10.1%＜15%，故上式可化简为： hc=0.015(Uo/Co)2(PV1/PL1)

由do/Б=6/4=1.5.查图知Co=0.780

故hc=0.051（10.415/0.780）2（2.73/803.47）=0.0310m液柱 ② 提馏段：hc=0.051*（10.47/0.780）2（2.84/788.08）=0.0331m液柱

⑵气体通过液层阻力的计算： ① 精馏段

气体通过液层的阻力hl由下式计算：hl=βhL

其中β为充气系数，反应板上液层的充气程度，其值可查图得到，图中Fo为气相动能因子，其定义式为：Fo=Ua(v1)（1/2） Ua=Vs/（AT-Af）=1.2102/（2.5447-0.2407）=0.5253m/s 所以Fo=0.5253*=0.8680kg0.5/（s.m0.5）

查图可知β=0.691 故hl=βhL=0.691*0.070=0.048液柱 ② 提馏段

气相动能因子Fo：

Ua’=Vs’/（AT-Af）=1.2572/（2.5447-0.2407）=0.5457m/s Fo=Ua’=0.5457=0.9196 kg0.5/（s.m0.5）

查图β=0.680，故hl=βhL=0.680*0.070=0.0476m液柱 ⑶液体表面力的阻力

① 精馏段

液体表面力所产生的阻力hσ

hσ=（4σlim）/（PL1gdo）=（4*20.03*10-3）/（803.47*9.81*0.006）=0.0017m液柱

③ 提馏段

液体表面力产生的阻力hσ’：

hσ’=（4σlim）/（PL2gdo）=（4*18.68*10-3）/（788.08*9.81*0.006）=0.0016m

⑷气体通过每层塔板的液柱高度：

精馏段：hp=hc+hl+hσ=0.0310+0.048+0.0017=0.0807m液柱 提馏段：hp’=hc'+hl'+ hσ’=0.0331+0.0476+0.0016=0.0823 液柱 ⑸塔板压降：

精馏段：△Pp=hpPL1g=0.0807*803.47*9.81=636.08 提馏段：△Pp’=hp’PL2g=00823*788.08*9.81=636.27

所以精馏段和提馏段的塔板压降对于筛板的操作压力P=101.325kpa来说很小，因此在本设计中全塔按p=101.325kpa操作，并可忽略压降。

2. 液面落差：

对于筛板塔，液面落差很小，且本例的塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差的影响。

3. 液沫夹带

①精馏段

液沫夹带量常用下式计算：ev=（5.7*10-6）/σlim【ua/（HT-hf）】3.2， hf——塔板上鼓泡层高度m 一般取hf=2.5hL=2.5*0.070=0.175m

3.2故ev=【（5.7*10-6）（20.3*10-3）/】【0.5253/（0.50-0.175）】=0.01323kg

液/kg气＜0.1kg液/kg气 ③ 提馏段

同样取hf=2.5hL=2.5*0.070=0.175m

液沫夹带量：ev=【（5.7*10-6）/（18.68*10-3）】【0.5457/（0.50-0.175）】

3.2

=0.001602kg液/kg气＜0.1kg液/kg气

4. 漏液

①精馏段：

漏液点气速uo.min可按下式计算： uo.min=4.4Co