板式塔设计

开孔率Φ： 图3 筛孔的正三角形排列
C. 浮阀数目及排列
气体通过阀孔的动能因数
Fo为动能因数，Kg1/2/(s m1/2)，ua为阀孔气速，m/s F0通常在9-12之间，选择合适的F0计算出ua，则阀孔数N: N=4Vs/πd02ua Vs为上升气体的流量，m3/s，d0为阀孔直径，0.039m。 整块塔板多采用正三角形叉排，孔心距为75-125mm；分 块式塔板多等腰三角形叉排，同一横排孔心距为75mm， 同时根据公式可算出相邻两排阀孔中心线距离。 开孔率=u/ua u为实际空塔气速，m3/s
1. 设计方案的确定
包括： （1）装置流程的确定 原料预热器、再沸器、冷凝 器、产品冷凝器等等 （2）操作压力选择 常压、减压及加压蒸馏 （3）进料热状况 泡点进料 （4）回流比选择
2. 塔板类型与选择
塔板分错流式塔板和逆流式塔板，工业以错 流式塔板为主，包括： （1）泡罩式塔板 一般不宜用 （2）筛板塔板 （3）浮阀塔板 F1浮阀最为普遍
（e）受液盘 对于Φ 600mm以上的塔,多采用凹型受液盘,深度 一般大于50mm.
（2）塔板设计
A. 塔板布置 开孔区 溢流区 安定区 无效区 开孔区面积:
B. 筛孔计算及排列
表面张力为正系统时, d0为3-8mm,表面张力为负系统时, d0 为 10-25mm 。对于碳钢板，孔径不小于板厚，对于不锈钢 板，孔径应不小于1.5-2倍板厚。 孔中心距t一般为（2.5-5）d0 筛孔数目n：
流体力学验算后绘制负荷性能图，以检验设计的合 理性。
6. 板式塔的结构与附属设备
结构：
（1）塔顶空间 （2）塔底空间 （3）人孔 （4）塔高
附属设备：
原料预热器、塔顶冷却器、 再沸器、塔釜预热器、储罐 及泵等等。查相关教材及手 册选型。
图4 板式塔塔高示意图
7. 接管尺寸
根据任务书，选择合适的流速，计算进料管、塔 顶产品接管、回流管、塔釜流出管、仪表接管等接 管管径，然后查阅设计手册或相关书籍选择标准的 接管尺寸。
5. 流体力学验算及负荷性能图
流体力学验算包括：
（1）塔板压降 干板阻力、板上液层阻力及表面张力阻力
（2）液沫夹带 上升气流将板上液体带入上层塔板的现象 （3）漏液 上升气体流速小不足以阻止板上液体经孔道流下 （4）液泛 气液两相中之一的流量增大，使降液管内液体不 能正常流下，降液管内液体越过溢流堰顶部，积液依次上 升。
板式塔设计概述
马锋 2015.6.30
第一节 概述
1. 塔设备类型
板式塔 填料塔
2. 塔性能评价指标
生产能力 分离效率 塔压降 操作弹性 结构、 制造及造价等
3. 塔设备选型 蒸馏多选板式塔，吸收多选吸收塔
第二节 板式塔设计
步骤如下： 1. 确定设计方案 2. 选择塔板类型 3. 确定塔径及塔高等工艺尺寸 4. 塔板设计，包括溢流装置、塔板布置及升气道 的设计及排列 5. 进行流体力学计算 6. 绘制负荷性能图 7. 根据负荷性能图进行分析，调整参数设计直至 满意为止
图1 降液管类型
图2 塔板溢流类型
表2 溢流类型与塔径与液体流量的关系
B. 溢流装置的设计计算
溢流装置的计算包括堰长、堰高、降液管宽度及 截面积、降液管底隙高度等 （a）堰长 对于弓形降液管
式中，D为塔内径，m
（b）堰高
式中 对于平直堰
设计时，板上清液层高宽度及横截面积 弓形降液管宽度Wd及横截面积Af可根据堰长与塔 径之比Iw/D查相关的图表获得。 （d）降液管底隙高度 降液管底隙高度应小于堰高 液体在降液管的停留时间应满足：
3.塔体工艺尺寸计算
包括塔的有效高度和塔径
（1）塔径 根据流量计算
而
负荷因子C由下面公式计算
C20由史密斯关联图查取。
（2）有效高度
表1 塔板间距与塔径的关系
4. 塔板工艺尺寸计算
塔板工艺尺寸的计算包括： （1）溢流装置设计 （2）塔板设计
（1）溢流装置设计
溢流装置的设计包括降液、管溢流堰及受液盘等 几部分。 A．降液管类型及溢流方式 （a）降液管类型 降液管有圆形及弓型两种，如图1所示。小塔用 圆形，大塔用弓形。 （b）溢流方式 U型流、单溢流、双溢流及阶梯双溢流，如图2 所示。