浮阀塔课程设计

化工原理课程设计

浮阀塔的设计

专业：化学工程与工艺

班级：化工1003

姓名：孙皓升

学号：1001010310

成绩：

指导教师：王晓宁

目录

设计任务书 (1)

一、塔板工艺尺寸计算 (2)

（1）塔径 (2)

（2）溢流装置 (3)

（3）塔板布置及浮阀数目与排列 (4)

二、塔板内部结构图 (6)

三、塔板流体力学验算 (7)

（1）气相通过浮阀塔板的压强降 (7)

（2）夜泛 (7)

（3）雾沫夹带 (8)

四、塔板负荷性能图 (9)

(1)雾沫夹带线 (9)

⑵液泛线 (10)

⑶液相负荷上限线 (10)

⑷漏液线 (11)

⑸液相负荷下限线 (11)

五、汇总表 (13)

设计任务书

拟建一浮阀塔用以分离甲醇——水混合物，决定采用F1型浮阀（重阀），试根据以下条件做出浮阀塔的设计计算。

已知条件：

其中：n为学号

要求：

1.进行塔的工艺计算和验算

2.绘制负荷性能图

3.绘制塔板的结构图

4.将结果列成汇总表

5.分析并讨论

一 、塔板工艺尺寸计算

（1）塔径 欲求塔径应先给出空塔气速u ，而

max u )(⨯=安全系数u

v

v

l C

u ρρρ-=m ax

式中C 可由史密斯关联图查出，横标的数值为

0963.0)01

.1819(89.10064.0)(5

.05.0==v l h h V L ρρ 取板间距m H T 5.0=，板上液层高度m h l 07.0= ，则图中参数值为

m h H L T 38.007.045.0=-=-

由图53-查得085.020=c ，表面张力./38m mN =σ

0.2

0.2

2038()

0.085=0.096

20

20c c σ

⎛⎫

=⨯=⨯ ⎪⎝⎭

max

0.096 2.73/u m s

=⨯=

取安全系数为0.6，则空塔气速为

max u=0.6u =0.6 2.73=1.63m/s

⨯

则塔径D 为：

1.22D m

=

==

按标准塔径圆整D=1.4m ，则 塔截面积：

222

54.1)4.1(4

14

.34m D A T =⨯==π

1.89 1.227/1.54s T V u m s A =

==实际空塔气速：

（2）溢流装置 选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。各项计算如下：

① 堰长W l ：取堰长D l W 67.0=，即

0.67 1.40.94W l m =⨯=

② 出口堰高h w ：

W L OW h h h =-

采用平直堰，堰上液层高度OW h 可依下式计算：

32

)(100084.2W

h OW

l L E h = 近似取1=E ，则可由列线图查出OW h 值。

30.0064360023.04/h L m h =⨯=

OW 0.94h 0.024m W l m ==，查得

0.070.0240.046W L OW h h h m =-=-=则

③ 弓形降液管宽度d W 和面积f A ：

0.67W

l D =

由图103-查得：135.0,076.0==D

W A A d

T f

，则

212.054.1076.0m A f =⨯=

m W d 189.04.1135.0=⨯=

36000.120.5

9.380.0064f T

f T h

s

A H A H s L L θ⨯=

=

==停留时间：

停留时间s 5>θ，故降液管尺寸合理。

④ 降液管底隙高度

'

0'

03600u l L u l L h W s

W h o ==

取降液管底隙处液体流速,/16.0'

0s m u =则

0.00640.0420.940.16o h m

==⨯

0.04o h m =取 （3）塔板布置及浮阀数目与排列 取阀动能因子,11=o F 用下式求孔速,o u 即

10.95/o u m s

===

d 0=0.039m ，则每层塔板上的浮阀数为

220 1.89

145

(0.039)10.95

4

4

s o

V N d u π

π

=

=

=⨯⨯

取边缘区宽度m W c 06.0=，破沫区宽度m W s 07.0=，塔板鼓泡区域面积为：

2a x =2arcsin 180A R R π⎡⎤⎢⎥

⎣

⎦ 1.4

0.060.6422c D R W m

=-=-= 1.4()(0.1890.07)0.4422d s D x W W m =

-+=-+=

2

2

0.44(0.64)arcsin ] 1.031800.64a A m π

=+=

浮阀排列方式采用等腰三角形叉排。取同一横排的孔心距

m mm t 075.075==，则可按下式估算排间距't ，即