化工原理课程设计

u0.min?Vs.minA0?4.4C0?6.1m/s实际孔速u0?12.58m/s?u0.min

?0.0056?0.13hL?hσ??L/?V?4.4?0.787(0.0056?0.13?0.06?0.0021)?806.435/2.94

稳定系数为K?u0u0.min?12.58/6.1?2.06?1.5 故在本设计中无明显漏液。 (5) 液泛

为防止塔内发生液泛，降液管内液层高Hd应服从下式所表示的关系，即：

Hd??(HT?hw)

苯—甲苯物系属一般物系，取??0.5，则：

?(HT?hw)?0.5?(0.4?0.049)?0.2245m

而 Hd?hp?hL?hd

板上不设进口堰，hd按下式计算：

hd?0.153?u'0??0.153?0.12?0.00153m

2Hd?0.0804?0.06?0.00153?0.1429m

Hd??(HT?hw)，故本设计中不会发生液泛现象。

5.2.5.精馏段塔板负荷性能图

(1)漏液线

由u0.min?Vs.minA0?4.4C0[0.0056?0.13(hw?how)?h?]?L/?V u0,min=

Vs,min A0 hL=hW?hOW

?Lh?2.84how??E???l?? 1000?w?23得：

Vs0.min?4.4C0A023??????L2.84??h???E??h?0.0056?0.13?hw????L/?V??1000??lw????????23???2.84?3600Ls????806.435?4.4?0.787?0.101?0.318??0.0056?0.13??0.049??1?????0.0021??10002.94?0.53??????????1.850.0117?0.1324LS23

在操作范围内，任取几个Ls值，依上式计算出Vs值，计算结果列于下表

表5-5 漏液线计算结果

Ls/(m3/s) 0.0006 0.003 0.006 0.009 Vs/(m3/s) 0.208 0.2144 0.2345 0.2442

由上表数据即可作出漏液线1 (2)液沫夹带线

以ev?0.1kg液/kg气为限，求Vs?Ls关系如下：

ev?5.7?10?6?L(ua)3.2HT?hf3600?Ls2/32/3)?1.02Ls0.532/32/3由hf?2.5hL?2.5(hw?how)?2.5(0.049?1.02Ls)?0.123?2.55Ls how?2.84?10?3?1?(HT?hf?0.277?2.55Ls2/31.373Vs5.7?10?6ev?()3.2?0.1?32/320.64?100.277?2.2Ls整理得Vs?1.272?11.71Ls2/3

在操作范围内，任取几个Ls值，依上式计算出Vs值，计算结果列于下表

表5-6 液沫夹带线计算结果

Ls/(m3/s) 0.0006 0.003 0.006 0.009 Vs/(m3/s) 1.189 1.028 0.885 0.765

由上表数据即可作出液沫夹带线2 (3)液相负荷下限线

对于平直堰，取堰上液层高度how=0.006作为最小液体负荷标准:

2.84 hOW=

1000?3600Ls??E??l??W?2/3?0.006

取E=1，则

how?2.84?10?3?1?(3600?Ls2/32/3)?1.02Ls?0.006 0.53Ls,min?0.000451m3/s

据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线3 (4)液相负荷上限线

以??4s作为液体在降液管中停留时间的下限 τ=

AfHTLs=4

故 Ls,max?=

AfHT4=

0.0363?0.40?0.00363m2/s

4据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限线4。 (5)液泛线 令Hd??(HT?hw)

由Hd?hp?hL?hd?hc?hl?h??hd?hL

hl??hLhL?hw?how

联立解得?HT?(????1)hw?(??1)how?hc?h??hd

忽略h?，将how与Ls，hd与Ls，hc与Vs的关系式代入上式，并整理得：

a'Vs?b'?c'Ls?d'Ls222/3

?11?2.94???..?2?9.81?0.101?0.318?0.787?2?806.435??0.291

???式中a'???V11?..2?2g?A0C0???Lb'??HT?(????1)hw?0.5?0.40?(0.5?0.61?1)?0.049?0.146

c'?0.153(lwh0)2?0.153(0.53?0.0208)22/3?1259

?3?3600?d'?2.84?10?3?E?(1??)???l???w?2?2.84?10?3600??1?(1?0.61)????0.53?22/32/3?1.64将有关的数据代入整理，得Vs?0.502?4937.3Ls?6.43Ls

在操作范围内，任取几个Ls值，依上式计算出Vs值，计算结果列于下表

表5-7液泛线计算表

Ls/(m3/s) 0.0006 0.003 0.006 Vs/(m3/s) 0.674 0.569 0.335

由上表即可作出液泛线5

根据以上各线方程，可作出筛板塔的负荷性能图，如下图：

图5-1精馏段筛板塔的负荷性能图 在负荷性能图上，作出操作点A，连接OA，即作出操作线。由上图可看出，该筛板的操作上限为液泛控制，下限为漏液控制。由图查得： Vs,min = 0.21m3/s Vs,max= 0.63m3/s