稳定塔计算

1.1 稳定塔（T101）设计 1.1.1 流体力学数据

由Aspen plus 模拟的T101塔的各塔板上的物性参数可知，选取塔板上气液相负荷最大的第28块塔板进行手工计算和校核；

第28块板的流体力学数据如下：

表4-3-1-1 稳定塔（T101）第10块塔板流体力学数据

液相流量 m 3/s 气相流量 m 3/s 液相密度 kg/ m 3 气相密度 kg/ m 3 液相黏度 mPa•s 液相表面张力

mN/m 0.113

0.326

593.995

18.306

0.147

9.228

1.1.2 塔体工艺尺寸设计

塔径：

根据流量公式可算塔径，即π

u V 4S

=

D V V L C u ρρρ-=max

，其中的C 由2

.02020⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛=σC C 计算，C 20可由史密斯关联图查得，

图的横坐标为97.118.306593.995326.0113.02

/12

/1=⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛⨯=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛V

L

h

h

V L

ρρ

图1-1-2-1 史密斯关联图

取板间距H T =0.8m ，取板上液层高度h L =0.1m ，则

m h H L T 7.01.08.0=-=-

查图得C 20=0.081，则

066.020267.7081.0202

.02

.020=⎪

⎪⎭

⎫

⎝⎛⨯=⎪

⎪⎭

⎫

⎝⎛=L C C σ

s m U /348.0462

.1919.462

-561.758066

.0max ==，

取安全系数0.7，则空塔气速

s m u u /2436.0348.07.07.0max =⨯==

所以m D 21.32436

.014.3965

.14=⨯⨯=

，按标准塔径圆整后m D 4.3=

塔截面积为：

2220746.94.3785.04

m D A T =⨯==

π

实际空塔气速为

s m u /217.00746

.9965

.1==

1.1.3 塔板工艺尺寸设计 （1）溢流装置计算

本设计采用双溢流弓形降液管，不设进口堰； ① 堰长l w

取堰长m D l W 244.24.366.066.0=⨯== ② 溢流堰高度W h 由 W O L W h h h -=计算

选用平直堰，堰上液层高度h ow 由下式计算，即 mm m l L E h W

h OW

121121.0244.23600174.011000

84

.2100084.23

/23

/2==⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=

⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛=

由前面已知板上清液层高度 mm h L 100=，故：

mm h h h OW L W 51051.0019.007.0==-=-=

② 弓形降液管宽度d W 和截面积f A 由

66.0=D l W ，查图得 072.0=T

f A A

，124.0=D W d

所以 20567.0785.0072.0m A f =⨯= mm m W d 124124.00.1124.0==⨯=

根据h

T

f L H A 3600=

θ验算降液管停留时间，即

s s L H A h

T

f 523.83600

0031.045

.00567.036003600>=⨯⨯⨯=

=

θ，符合要求

④ 降液管底隙高度h 0

降液管底隙高度是指降液管下端与塔板间的距离，降液管高度应小于出口堰高度，才能保证降液管底端有良好的液封，一般按下式计算：

O

W h

O u l L h '=

3600，取s m u O

/15.0='

则 mm m u l L h O W h O 31031.015

.066.036003600

0031.03600==⨯⨯⨯='=

m m h h O W 006.0020.0031.0051.0>=-=-

故降液管底隙高度设计合理 （2）塔板布置

① 塔板的分块

因为D ≥800mm ，采用分块式塔板，查下表得，塔板分为3块

表4-3-3-1 单溢流型塔板分块数

塔径/mm 800～1200

1400～1600

1800～2000

2200～2400

塔板分块

3

4

5

6

② 边缘区宽度确定

取破沫区宽度： m W W S S 065.0='=，取边缘区宽度： m W C 035.0= ③ 开孔区面积计算

对于单溢流塔板，开孔区面积按下式计算，即

⎥⎦⎤⎢⎣

⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=r x r x r x Aa arcsin 180222

2π 其中：

()()m W W D

x d S 311.0124.0065.02

.12

=+-=

+-=

m W D

r C 465.0035.02

.12

=-=

-=

代入数据，得

2

222532.0465.0311.0arcsin 465.0180311.0465.0311.02m Aa =⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+

-⨯=π

④ 阀孔计算及其排列

取阀孔动能因子100=F ，用下式求孔速

s m F u V

/97.3344

.61000==

=

ρ