化工原理课程设计部分筛板塔的设计讲解

F ---漏液点动能因子
F
ua
0.5 V
u0W A0 AT 2 Af
0.5 V
Ⅳ.负荷性能图
(1)液相下限线，线4
令 ，由 h0W 0.006 m
h0W
2.84
10
3
E
Lh lW
2 3
计算出 Lh =3.3m3/h ,
式，
在负荷性能图 Lh =3.3m3/h处作垂线的液 相下限线。
(2)液相上限线，线5
其中液沫夹带分率 由图10-47查得
3.溢流液泛条件的校核：
• 必须满足以下条件
H fd
Hd
<
H T hW
相对泡沫密度
易起泡0.3—0.4；不易起泡0.6—0.7
式中计算降液管中清液层高度
Hd hw how hf hf
• 其中 hW 取值
堰上液高
2
2
hoW
C0
1 2g
Lh lW
1.板压降的校核
• 计算 板压降hf
h f hd hl ≤允许值（ 给定）
干板压降
hd
1 2g
V L
u0 C0
2
液层阻力
C0 ----孔流系数，由图10—45查得
hl hW hoW
液层冲气系数，由图10-46查
2.液沫夹带的校核
• 计算
eV
L 1 V
≤0.1kg液体/kg干气
• 取液体在降液管中的停留时间为3秒。
• 由 ≮ HT Af 3---5 秒 Lmax
算得 Lh= 106 m3/h
• 在负荷性能图Lh =106m3/h处
作垂线的液相上限线。
(3)漏液线，线2
漏夜线近似看成直线，由两点确定其位置。
• 第一点：取液相流量为设计负荷，Lh = 18.5 m3/h ，
• C f 20 表面张力为20mN/m的气体负荷因子
和板间距 HT
计算液泛速度
u= f
C
f
20
L
V
V
0.5
计算设计气速
u (0.8 0.85)u f
计算气体流通面积
A VS u
确定液流型式：
由液体流量确定 单溢流型或双溢流型 • 确定 lW D ：
单溢流型 lW D = 0.6---0.8 ， 双溢流型 lW D = 0.5—0.7
查图10—40 查得 溢流管面积与塔板总面积比
A f AT
计算塔板总面积 AT 由 Af AT A
AT
AT
计算塔径 D
由 D 4 AT
圆整 D 根据塔设备系列化规格
Ⅱ 塔板结构设计
塔径确定后，根据经验选择确定其余设计参 数，初步完成塔板设计。
• 1.选择溢流堰型式：
通常选择平堰，当堰上液高小于6mm时采用齿形堰
第一点取设计点的液气比，
两相流动参数
=0.014 。 FLV
LS VS
L WL V WV
L V
令
eV
L 1 V
=0.1kg液体/kg干气
，求得
Ψ=0.125
查图10—47的泛点百分率94% ；
•
由
泛点百分率94%
= un uf
（由于泛点速度u f =1.55 m/s
在计算塔径时已计算出），
•
则 流通气速 un 可计算出来，得 Vh un An =9620 m3/h
3
2.84
103
E
Lh lW
3
液面落差
=0.0476 b 4H f 2 L LS z bH f 3 L V
有时可忽略
降液管阻力
hf
1
2 gC 02
LS lW h0
2
4.液体在降液管中停留时间的校核
为避免严重的气泡夹带
Af H d ≥3—5秒
LS
5.漏液点的校核
为保证所设计的筛板具有足够的操作弹性
当
Lh = 18.5 m3/h 时，由图试差求出
hC
0.0061
0.725 hW
0.006 F
1.23
LS lW
解得 F ；
由
F
ua
0.5 V
u0W A0 AT 2Af
0.5 V
解 得 u0W =6.4m/s
由 u0W 得 相应的气相流量 Vh u0W A0 =3200 m3/h
• 得 第一点Lh = 18.5 m3/h ，Vh 3200 m3/h
入口 WS =50—100mm ； 出口 WS =W（S 可不设）
选择边缘区： WC =25—50mm
• 4.选择孔径： 鼓泡型操作的筛板塔 d0=3---8mm
喷射型操作的筛板塔do=12----25mm
计算开孔率
一般孔间距
0.907
d0
2
t
t 2.5 5d0
Ⅲ 塔板的校核
• 对初步设计的筛板必须进行校核， • 以判断设计工作点是否位于筛板的正常操作范围内， • 板压降是否超过允许值。 • 否则对设计参数进行修正。 • 最后应对设计的塔板作出负荷性能图。
筛孔塔板的设计参数
• ① 塔板直径D • ② 板间距HT • ③ 溢流堰的型式，长度Lw和高度hw • ④降液管的型式，降液管底部与塔板间距
的距离-----底缝距离ho • ⑤液体进出安定区的宽度Ws`、Ws，边缘区
的宽度Wc • ⑥筛孔直径do，孔间距t
筛孔塔板的设计程序
• 设计基本程序: • ①选择板间距HT和初步确定塔径D • ② 根据初选塔径，对筛板进行具体结构的
筛板的稳定系数
k u0 u 0W
≥1.5—2.0
其中设计孔速的计算
u0
VS A0
漏液点孔速的计算
u 0W
2
ghd L V
C0
2
0.5
hd 漏液点干板压降 ，查图10-49
C0 --Leabharlann Baidu-干板孔流系数
hC --- 塔板上当量清液高度
hC
0.0061
0.725 hW
0.006 F
1.23 LS lW
设计。 • ③ 对所设计的塔板进行水力学校核，必要
时对某些结构参数进行调整。
Ⅰ、板间距的选择和塔径的初定
• 取 HT 初步确定塔径。由表10-1 不同塔径的板间距参考表
• 查筛板塔的泛点 C f 20
由费尔两相动能参数
FLV
LS VS
L WL V WV
L V
查泛点关联图10-42得 C f 20
• 第二点：取任意液相流量 Lh = 100m3/h ， 同样方法计算得 气体流量 Vh u0W A0 =4040 m3/h 得第二点 Lh = 100m3/h ， 气体流量 Vh =4040 m3/h
• 由以上两点得漏夜线，线2
(4)过量液沫夹带线 ，线1
• 可以看成直线，两点确定其位置。
选择溢流堰高度 hW ：
根据塔的操作压力选择堰高 查表10—3 取
2.选择降液管型式：
弓形 或 圆形（小型实验）；出口不设堰；降液面积与受 液面积相等
选择受液盘型式：
一般选平底受液盘，当 D 大于 800mm时 选择凹形受液盘
选择底缝尺寸：
h0 < hW
h 且
0 ≥ 20—25 mm
3.选择安定区：