板式塔计算
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1 初始条件 气体密度ρ v 液体密度ρ L 液相表面张力σ 摩尔质量 粘度 2 初估塔径 气相流量 液相流量 两相流动参数FLV 初定板间距HT 一般取200~900mm 具体选取参照下表
2.7 820 0.021 78 1
kg/m3 kg/m3 N/m kg/kmol cp
2880 m3/h 6.66 m3/h 0.0403 0.4 m
表1 板间距与塔径经验关系 0.5~0.8 0.8~1.6 0.3~0.35 0.35~0.45
大于2.4 大于等于0.6
0.07 m
筛板开孔率一般为5%~15% 孔心距一般取2.5~3.5do 每块板的压降约为0.4~1.1kPa 减压塔一般开孔率要取大一些 而加压塔开孔率多小于10% 筛孔总截面积 0.0507 筛孔气速 15.777 筛孔个数 4037 取堰高hw 0.05 对常压和加压塔hw=40~80mm，对减压塔hw=25mm 查图6.10.24得 lw/D为 0.65 堰长lw为 0.65 ql/lw^2.5 19.552 查图6.10.25得 液流收缩系数E为 1 则液头高度how为 0.0134 how一般不宜小于6mm 取降液管底隙hb 30 塔板厚度δ 4 一般hb不超过堰高25mm，塔板厚度一般为3~4mm 4 塔板校核 （1） 液沫夹带量 由Flv=0.04和泛点率0.846，查图6.10.28得 液沫夹带分数ψ 为 0.1 单位质量气体夹带的液体质量为 ev= 0.0780 符合要求 （2） 塔板阻力hf do/δ 1 查图6.10.30得 孔流系数Co 干板阻力ho 0.0621 ua 1.185 气体动能因子Fa 1.947 查图6.10.31得充气系数β 液层阻力hl 0.0380 客服表面张力阻力hσ 总阻力hf 0.103 （3） 降液管阻力 液体通过降液管的流动阻力hd 取塔板上泡沫层高度Hf为 液体横向流过塔板的平均宽度b 液面落差△ 2.33137E-05 则降液管清液高Hd 0.168 取降液管中泡沫层的相对密度Ф 一般取0.5~0.6 降液管泡沫高Hd’ 0.279 不发生液泛 （4） 停留时间τ 停留时间τ 11.881 满足要求 （5） 严重漏夜校核 严重漏液的干板阻力ho’ 1/k=uo’/uo= 0.425 则k为 2.352 满足要求 漏液点气速uo’为 6.708 通过以上校核表示可用并不表示适宜 5 负荷性能曲线 （1） 过量液沫夹带线 设ev=0.1 qvv=A(B-Cqvl^（2/3)） A= 16654.13356 B= 0.275 C= 0.009461997
15.8256 m3/h 15.826 15.826 15.826
7.49295E-09 0.19 3.10322E-05 0.006055678 4954.275391 4861.975528 4784.400447 4711.352558 4639.493207 4567.132188 4493.215383
15 17 19 21 23 25 27 29 31 6 设计点 qvl 0 6.66
6000 5000
4416.988563 4337.853037 4255.292206 4168.828701 4077.995853 3982.315913 3881.280903 3774.333358 3660.844695 qvv 0 2880
m2
m
m mm mm
kg液体/kg气体
0.82 m液柱
0.6 m液柱 0.00261 m液柱 m液柱 0.00138 0.3 m 0.825
0.6
＞
5s
0.0112 m液柱
qvv= qvl 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 （2） 液相下限线 设how=6mm qvl= 1 1000 5000
157.58 qvl^（2/3)
1.996 1.996 1.996 1.996
（3） 严重漏液线 qvv=a*(b+cqvl^(2/3))^0.5 a= b= c= qvl qvv 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 （4） 液相上限线 停留时间τ 为5s qvl= 1 2500 5000 （5） 降液管液泛线 a*qvv^2=b-c*qvl^2-d*qvl^(2/3） a= b= c= d= qvl qvv 1 3 5 7 9 11 13
塔径D/m 0.3~0.5 1.6~2.0 2.0~2.4 板间距HT/m 0.2~0.3 0.45~0.6 0.5~0.8 查图6.10.19可得 C20 0.075 气体负荷因子C 0.076 液泛气速uf 1.318 m/s 取泛点率为 0.8 操作气速u 1.054 m/s 气体流通截面积 0.759 m2 选取单流型、弓形降液管塔板 取降液管截面积占全塔截面积的比率Ad/AT为 0.07 一般取0.06~0.12 则全塔截面积为 0.816 m2 则塔径D为 1.019 m 按照实际塔径圆整塔径D为 1m 校验前面所选板间距与参照表1和表2是否一致，如果不一致则返回迭代 表2 选择液流形式参考表 液体流量/m3/h 塔径D/m U型流型 单流型 双流型 阶梯流型 1 小于7 小于45 1.4 小于9 小于70 2 小于11 小于90 90~160 3 小于11 小于110 110~200 200~300 4 小于11 小于110 110~230 230~350 5 小于11 小于110 110~250 250~400 6 小于11 小于110 110~250 250~450 根据塔径圆整结果，相应的其他参数为： 塔板截面积AT 0.785 m2 降液管截面积Ad 0.055 m2 气体流通截面积A 0.730 m2 实际操作气速u 1.096 m/s 实际泛点率 0.832 3 塔内件设计 查图6.10.24得 bd/D 0.125 则降液管宽度bd为 0.125 m 取进出口安定区宽度bs和bs'为 一般取0.05~0.1 取边缘区宽度bc为 0.05 m 一般取0.05 则x为 0.305 r为 0.45 有效传质区面积Aa 0.503 m2 注意双弓型的有效传质区面积其他公式，这里不计算 取筛孔直径do 4 mm 筛孔中心距 12 mm 则开孔率υ 为 0.101 筛孔直径一般取 1.5~25 mm 对泡沫态操作的筛板，do取3~8mm，以5mm最佳 对喷射态筛板的do取12~25mm
11549.92281 0.009489423 0.000491757 1153.904963 1184.209018 1207.358156 1227.171209 1244.883109 1261.095974 1276.161352 1290.307347 1303.692712 1316.433629 1328.618399 1340.316142 1351.582265 1362.462057 1372.993143 1383.207215
4579.89 qvv 4422.305376 4252.104304 4119.116054 4003.248379 3898.071806 3800.475569 3708.654903 3621.445097 3538.03933 3457.849591 3380.430619 3305.435006 3232.585093 3161.65453 3092.455723 3024.830987
4000 qvv/m3/h 3000
2000 1000
过量液沫夹带线
液相下限线 严重漏液线
液相上限线 降液管液泛线 设计点
0
0 20 40
qvl/m3/h
Βιβλιοθήκη Baidu
2.7 820 0.021 78 1
kg/m3 kg/m3 N/m kg/kmol cp
2880 m3/h 6.66 m3/h 0.0403 0.4 m
表1 板间距与塔径经验关系 0.5~0.8 0.8~1.6 0.3~0.35 0.35~0.45
大于2.4 大于等于0.6
0.07 m
筛板开孔率一般为5%~15% 孔心距一般取2.5~3.5do 每块板的压降约为0.4~1.1kPa 减压塔一般开孔率要取大一些 而加压塔开孔率多小于10% 筛孔总截面积 0.0507 筛孔气速 15.777 筛孔个数 4037 取堰高hw 0.05 对常压和加压塔hw=40~80mm，对减压塔hw=25mm 查图6.10.24得 lw/D为 0.65 堰长lw为 0.65 ql/lw^2.5 19.552 查图6.10.25得 液流收缩系数E为 1 则液头高度how为 0.0134 how一般不宜小于6mm 取降液管底隙hb 30 塔板厚度δ 4 一般hb不超过堰高25mm，塔板厚度一般为3~4mm 4 塔板校核 （1） 液沫夹带量 由Flv=0.04和泛点率0.846，查图6.10.28得 液沫夹带分数ψ 为 0.1 单位质量气体夹带的液体质量为 ev= 0.0780 符合要求 （2） 塔板阻力hf do/δ 1 查图6.10.30得 孔流系数Co 干板阻力ho 0.0621 ua 1.185 气体动能因子Fa 1.947 查图6.10.31得充气系数β 液层阻力hl 0.0380 客服表面张力阻力hσ 总阻力hf 0.103 （3） 降液管阻力 液体通过降液管的流动阻力hd 取塔板上泡沫层高度Hf为 液体横向流过塔板的平均宽度b 液面落差△ 2.33137E-05 则降液管清液高Hd 0.168 取降液管中泡沫层的相对密度Ф 一般取0.5~0.6 降液管泡沫高Hd’ 0.279 不发生液泛 （4） 停留时间τ 停留时间τ 11.881 满足要求 （5） 严重漏夜校核 严重漏液的干板阻力ho’ 1/k=uo’/uo= 0.425 则k为 2.352 满足要求 漏液点气速uo’为 6.708 通过以上校核表示可用并不表示适宜 5 负荷性能曲线 （1） 过量液沫夹带线 设ev=0.1 qvv=A(B-Cqvl^（2/3)） A= 16654.13356 B= 0.275 C= 0.009461997
15.8256 m3/h 15.826 15.826 15.826
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15 17 19 21 23 25 27 29 31 6 设计点 qvl 0 6.66
6000 5000
4416.988563 4337.853037 4255.292206 4168.828701 4077.995853 3982.315913 3881.280903 3774.333358 3660.844695 qvv 0 2880
m2
m
m mm mm
kg液体/kg气体
0.82 m液柱
0.6 m液柱 0.00261 m液柱 m液柱 0.00138 0.3 m 0.825
0.6
＞
5s
0.0112 m液柱
qvv= qvl 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 （2） 液相下限线 设how=6mm qvl= 1 1000 5000
157.58 qvl^（2/3)
1.996 1.996 1.996 1.996
（3） 严重漏液线 qvv=a*(b+cqvl^(2/3))^0.5 a= b= c= qvl qvv 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 （4） 液相上限线 停留时间τ 为5s qvl= 1 2500 5000 （5） 降液管液泛线 a*qvv^2=b-c*qvl^2-d*qvl^(2/3） a= b= c= d= qvl qvv 1 3 5 7 9 11 13
塔径D/m 0.3~0.5 1.6~2.0 2.0~2.4 板间距HT/m 0.2~0.3 0.45~0.6 0.5~0.8 查图6.10.19可得 C20 0.075 气体负荷因子C 0.076 液泛气速uf 1.318 m/s 取泛点率为 0.8 操作气速u 1.054 m/s 气体流通截面积 0.759 m2 选取单流型、弓形降液管塔板 取降液管截面积占全塔截面积的比率Ad/AT为 0.07 一般取0.06~0.12 则全塔截面积为 0.816 m2 则塔径D为 1.019 m 按照实际塔径圆整塔径D为 1m 校验前面所选板间距与参照表1和表2是否一致，如果不一致则返回迭代 表2 选择液流形式参考表 液体流量/m3/h 塔径D/m U型流型 单流型 双流型 阶梯流型 1 小于7 小于45 1.4 小于9 小于70 2 小于11 小于90 90~160 3 小于11 小于110 110~200 200~300 4 小于11 小于110 110~230 230~350 5 小于11 小于110 110~250 250~400 6 小于11 小于110 110~250 250~450 根据塔径圆整结果，相应的其他参数为： 塔板截面积AT 0.785 m2 降液管截面积Ad 0.055 m2 气体流通截面积A 0.730 m2 实际操作气速u 1.096 m/s 实际泛点率 0.832 3 塔内件设计 查图6.10.24得 bd/D 0.125 则降液管宽度bd为 0.125 m 取进出口安定区宽度bs和bs'为 一般取0.05~0.1 取边缘区宽度bc为 0.05 m 一般取0.05 则x为 0.305 r为 0.45 有效传质区面积Aa 0.503 m2 注意双弓型的有效传质区面积其他公式，这里不计算 取筛孔直径do 4 mm 筛孔中心距 12 mm 则开孔率υ 为 0.101 筛孔直径一般取 1.5~25 mm 对泡沫态操作的筛板，do取3~8mm，以5mm最佳 对喷射态筛板的do取12~25mm
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4000 qvv/m3/h 3000
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过量液沫夹带线
液相下限线 严重漏液线
液相上限线 降液管液泛线 设计点
0
0 20 40
qvl/m3/h
Βιβλιοθήκη Baidu