乙醇-水精馏塔化工设计9

稳定系数 K?uo1uomin?12.457.37?1.67

提馏段：u'omin?Fo?70.855uo2?V2?8.65m/s 实际孔速uo2?12.84m/s

稳定系数 K'?u'omin?12.848.65?1.51

从以上计算可知，1.5

L精馏段：ua1??6AT?Af?0.857m/s hf?2.5hL?2.5×0.06=0.15m

eV?5.7?10?L(uaHT?hfVs2)3.2?5.7?1023.965?3(0.8570.45?0.15)3.2?0.0068kg液/kg气

提馏段：ua2??6AT?Af?0.883m/s h'f?2.5hL?2.5×0.06=0.15m

e'V?5.7?10?'L(uaHT?h'f)3.2?5.7?1039.51?3(0.8830.45?0.15)3.2?0.0046kg液/kg气

从以上计算结果可知，eV e'V都小于0.1kg液/kg气，所以本设计中液沫夹带量eV在允许的范围内。

7.5 塔板负荷性能图（以精馏段为例） 7.5.1 漏液线 uomin??4Fo?V12?9.22m/s

Vs1?donuomin=0.785?0.0042?6096?9.22= 0.706m/s

3

据此可以做出液体流量无关的水平漏液线 7.5.2 液沫夹带线

以eV=0.1kg液/kg气为限，计算Vs?Ls的关系

5.7?10?6eV??(uaHT?hf)3.2 ， ua?VsAT?Af?Vs1.113 ，hf?2.5(hw?how)

L

hw=0.0603m how?2.841000E(LAlw)2/3=

2.841000?(3600L0.48s)2/3=1.088Ls2/3

联立以上几式可以得到化简后Vs?Ls的关系为下：Vs?2.58?23.4LsLs / m/s Vs / m3/s 32/3 0.0008 2.37 0.0002 2.50 0.0004 2.45 表七：Vs?Ls关系

0.0006 2.41 通过以上关系式可以作出液沫夹带线。 7.5.3 液相负荷下限线

对于平直堰，取上堰液层高度how?0.006m作为最小液体负荷标准。 由 how?2.841000E(LAlw3

)2/3=

2.841000?(3600Ls 0.48)2/3=0.006m

? Lsmin?0.0004m/s

据此可以作出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线。 7.5.4 液相负荷上限线

以 ??5s作为液体在降液管中停留时间的下限，??AfHTLs?5

Ls,max?AfHT5?0.0169?0.455?0.00152m/s

3

据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限线。 7.5.5 液泛线

通过下式计算液泛线 a'Vs?b'?c'L其中 a'?0.051(Aoco)222s?d'Ls2/3。

?V?L（其中 Ao??4don）；b'??HT?(????1)hw

22?3 c'?0.153/(lwho)；d'?2.84?10E(1??)(3600lw)2/3

将有关数据带入可以求得 a'?0.051(Aoco)2?V?L?0.051(0.785?0.0042?6096?0.8)2?1.177826.04?0.0194

b'??HT?(????1)hw=0.5×0.45+(0.5-0.61-1)×0.0603=0.158 c'?0.153/(lwho)=0.153/(0.84×0.0164)=806

22

d'?2.84?10?3E(1??)(3600lw)2/3=1.79

? 0.0194Vs?0.158?806L22s?1.79Ls2/3

列表计算如下： Ls / m/s Vs / m/s 330.0004 2.76 0.0006 2.73 0.0008 2.70 0.0010 2.67 表八：Vs?Ls关系

由以上数据即可做出液泛线。

综上所述，作出该塔的负荷性能图如下：

图七：筛板塔负荷性能图

线a－漏液线 Vs1?0.706m3/s

线b－液相负荷上限线 Ls,max?0.00152m3/s 线c－液泛线 0.0194Vs?0.158?806L 线d－液面夹带线 Vs?2.58?23.4Ls2/322s?1.79Ls2/3

3 线e－液相负荷下限线 Lsmin?0.0004m/s

8、筛板塔工艺设计计算结果

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 项目（名称、符号、单位） 塔径 D/m 板间距 HT/m 溢流型式 降液管型式 堰长 lw/m 堰高 hw/m 板上液层高度 hL/m 堰上液层高度how/m 降液管底隙高度 ho/m 筛孔直径 do/m 筛孔数目n/个 孔心距 t/m 安定区宽度 Ws/m 边缘区宽度 Wc/m 鼓泡区面积 Aa/m2 开孔率 ?/% 空塔气速 u/(m/s) 筛孔气速 uo/(m/s) 稳定系数 K 每层塔板压降 ?p/Pa 精馏段 1.2 0.45 U型流 弓型 0.84 0.0633 0.06 0.0097 0.0083 0.004 6096 0.012 0.07 0.05 0.97 10.1 0.844 12.45 1.67 408.54 0.06 0.06 0.014 0.0086 0.004 6096 0.012 0.07 0.05 0.97 10.1 0.870 12.84 1.51 465.9 提馏段 1.2 0.45 U型流 弓型 备注 表九：塔工业设计一览表 五、精馏塔辅助设备的设计选型 1、换热器的计算与选型

换热器包括塔顶全凝器、塔底再沸器、原料加热器，下面分别对各个换热器进