7塔板结构设计

7．塔板结构设计

（1）溢流装置（教材168页）

板式塔的溢流装置包括溢流堰、降液管和受液盘。降液管有圆形和弓形之分，除了某些小塔为了制造方便，采用圆形降液管外，一般均采用弓形降液管。

分析比对各种溢流装置的特点

①确定溢流管类型和溢流形式

分析讨论各种溢流形式的优缺点（本设计选用弓形溢流管、单溢流）

②选堰长l w单溢流取l w=(0.6~0.8)D

③计算堰上液层高度h ow

堰上液层高度

h对塔板的操作性能有很大影响。堰上液层

OW

高度太小，会造成液体在堰上分布不均，影响传质效果，设计时应使堰上液层高度大于6mm，若小于此值须采用齿形堰；堰上液层高度太大，会增大塔板压降及液沫夹带量。一般不宜大于60～70mm,超过此值时可改用双溢流型式。

先选平直堰，按平直堰公式教材169页式（7-55）计算h ow，若算得h ow<6mm应改用齿形堰，再用齿形堰公式计算h ow，齿形堰计算h ow的公式参考有关资料。

齿形堰：5/22)/(1042.4w n h ow l h L h -⨯= m

④确定出口堰高h w

h w =h L ﹣h ow 教材169页式（7-54）

⑤求降液管底隙高度h o

教材170页式（7-57）或式（7-58）

降液管底隙高度o h 不宜小于20～25mm,否则易于堵塞。塔径较

小时可取o h 为25～30mm,塔径较大时可取40mm 左右。

⑥受液盘及进口堰（教材170页）

平受液盘一般需在塔板上设置进口堰，以保证降液管的液

封，并使液体在板上分布均匀。进口堰的高度`w h ，可按下述原

则考虑。当出口堰的高度W h 大于降液管底隙高度o h 时，则取`w

h 和W h 相等。在个别情况W h o h ,以保证液封。

进口堰与降液管的水平距离1h 不应小于o h ，以保证液流畅通。

对于φ800mm 以上的塔，多采用凹形受液盘。这种结构便于液体的侧线采出，在液量较低时仍可形成良好的液封，且有改变液体流向的缓冲作用。其深度一般在50mm 以上，但不能超过板间距的三分之一。

（2）浮阀数目的计算 （ 教材171页）

24O O S

d u V n π=

S V —上升蒸汽量，m 3

/s ；O d —阀孔直径，O d ＝39 mm 。 O u —气体通过阀孔时的气速，m/s 浮阀塔的操作性能以板上所有浮阀处于刚刚全开时的情况为最好。浮阀的开度与阀孔处气相的动压有关，而动压的大小取决于气相的速度与密度。“动能因数”作为衡量气体流动时动压大小的指标。

气体通过阀孔时的动能因数为：

V O O u F ρ=

①浮阀型式的选定 教材165页

本设计采用F －1型重阀，阀孔直径d 0=39mm ，阀片外径

48m m ，最小开度2.5mm ，阀重约33g

②选动能因数F O

根据工业生产装置的数据，对于F 1型重阀，当板上所有浮阀

刚刚全开时，浮阀塔的操作性能最高，此时O F 的数值常在8～12之间。

③计算阀孔气速u O 教材171页式（7-60） ④浮阀数目的计算 教材171页式（7-61）

（3）塔板布置

①确定塔板形式

塔板可分整块式和分块式两种，D<900mm的塔采用整块塔板，D>800mm的塔采用分块塔板，D=800~900mm时，根据制造和安装的具体情况两种均可采用。

②确定安定区（破沫区）宽度W s、无效区宽度W c

教材171页

安定区的宽度以W s表示，可按下述范围选取，即：

当D<1.5m, W s=60～75mm（出堰前）；W s=50～75mm（进堰前）当D≥1.5m, W s=80～110mm

无效区W c : D＜2500mm小塔在30～50mm;

D＞2500mm大塔一般为50～70mm。

③确定浮阀排列方式教材171页

本设计采用三角形叉排

④画塔板布置图，确定实际浮阀数

（4）验算

①验算动能因数F0

要求在F0 在8~12之间教材172页

②验算开孔率Ф

要求Ф在10%~14%之间 教材172页

③验算液体在降液管中的停留时间θ

要求θ≥3~5s 教材170页式（7-56）

8．计算塔高Z

Z=H 顶+（N 实﹣2）H T +H f +H 底

H 顶—塔顶空间（不包括顶盖），取经验值，一般为1.3~1.5m ；

N 实—实际塔板数；

H f —进料段高度，m ；通常比其他板间距略大一些

H T —板间距，m ；在决定板间距时还应考虑安装检修的需要，

例如在塔体的人孔手孔处应留有足够的工作空间。 H T ＞600mm 时，４～６层开设一个人孔。

H 底—塔低空间（不包括底盖），取经验值，一般为1.3~2m 。

H 底也可根据塔釜液体停留时间进行计算。教材166页

根据 min 15~10H D 42='L 底

π

求H 底

9．计算塔的进出口管直径，并选取进出口管规格

管径尺寸由管内流体的体积流量和流速决定，管径按下式计算并选取。

u

q d V π4=

式中 q V——管内流体的体积流量，m3/s；

u——管内流体的流速，m/s，取经验值。各管内流速的经验值可按如下选取：

（1）蒸气管流速

常压时 u=12~20m/s （2）回流液管流速

借助位差重力回流 u=0.2~0.5m/s

用泵强制回流 u=1.0~2.5m/s （3）加料管流速

由高位槽进料 u=0.4~0.8m/s

用泵直接加料 u=1.5~2.5m/s （4）料液排出管流速

塔釜溶液出塔流速 u=0.5~1.0m/s （5）饱和水蒸气管流速

表压为295kPa以下 u=20~40m/s

表压为785kPa以下 u=40~60m/s