堰长 lW ：影响液层高度。
lW D f Ad AT
或：
lW
D f bd
D
单流型：lW D 0.6 0.75
双流型: lW D 0.5 0.7
说明：通常应使溢流强度qVLh/lW 不大于100~130 m3/（mh）。
堰上方液头高度 hOW ：
how
2.84
103
E
qVLh lW
2/3
课程目的
先修课程的综合训练，培养工程能力的训练 掌握化工设计的基本程序和方法； 学会查阅技术资料、选用公式和数据； 用简洁文字和图表表达设计结果； 用CAD制图以及计算机辅助计算等能力方面
得到一次基本训练。
三 塔高、塔径的计算
塔径由精馏塔内各段物料的摩尔流率（或说 体积流率）决定的，其影响因素有F（进料 流率）、R（回流比）及q，涉及单位换算
MVFM= yn×M轻组分+（1－yn）×M重组分 MLFM= Xn×M轻组分+（1－Xn）×M重组分
1、 平均分子量的计算
（3）塔底的平均分子量（yw为与xw平衡的气相组成） MVWM= yw×M轻组分+（1－yw）×M重组分
MLWM= xw×M轻组分+（1－xw）×M重组分 （4）精馏段、提馏段的平均分子量 精馏段平均分子量 MLM=( MLDM+ MLFM)/2=
② 降液管形式和底隙 降液管：弓形、圆形。 降液管截面积：由Ad/AT = 0.06 ~ 0.12 确定； 底隙 hb ：通常在 30 ~ 40 mm。
③ 溢流堰（出口堰） 作用：维持塔板上一定液层，使液体均匀横向流过。 型式：平直堰、溢流辅堰、三角形齿堰及栅栏堰。
堰高 hW：直接影响塔板上液层厚度 过小，相际传质面积过小； 过大，塔板阻力大，效率低。 常、加压塔：40 ~ 80 mm ； 减压塔：25 mm 左右。
物性参数的查找、计算
1、 平均分子量的计算
（1）塔顶的平均分子量 组成）
x1为与y1=XD平衡
的液相
MVDM= XD×M轻组分+（1－XD）×M重组分 MLDM= x1×M轻组分+（1－x1）×M重组分 （2）进料板的平均分子量
进板料计板算对得应到的，组n成值X各n 人和不yn同()进] 料板对应的组成由逐
选取塔板间距 HT ：
塔板间距和塔径的经验关系
塔径 D，m
0.3-0.5 0.5-0.8 0.8-1.6 1.6-2.0 2.0-2.4 >2.4
塔板间距 HT，m 0.2-0.3
0.3-0.35
0.35-0.45 0.45-0.6
0.5-0.8
≥0.6
（2）塔径 确定原则： 防止过量液沫夹带液泛 步骤： 先确定液泛气速 uf (m/s)； 然后选设计气速 u； 最后计算塔径 D。
气体负荷系数，
允许空塔气速，m/s
m/s
C
C20
(
0.02
)0.2
umax C
L V V
气相和液相的密度，
kg/m3
6.10.5 筛板塔化工设计计算
（1）塔的有效高度 Z
已知：实际塔板数 NP ； 塔板间距 HT；
理论塔板数计算软件
有效塔高： Z HT N p
塔体高度：有效高+顶部+底部+ 其它
板间距NT的选定很重要。选取时应考虑塔高、塔
径、物系性质、分离效率、操作弹性及塔的安装检 修等因素。
4 塔径的计算
• 计算塔径的方法有两类： 1)据适宜空塔气速，求出塔截面积，求出塔径 2)确定适宜孔速进而求出塔径
塔径的计算
初步计算塔径
D 4Vs
u
塔内气体流量
m3/s
空塔气速m/s
u (0.6 ~ 0.8)umax
其中， E：液流收缩系数，一般可近似取 E =1。
要求： hOW 6mm
bc
(4) 塔板及其布置 ① 受液区和降液区 一般两区面积相等。
bs
r
lW
x
② 入口安定区和出口安定区
bs bs 50 100 mm
bd
③ 边缘区：bc 50mm
④ 有效传质区：
bc
单流型弓形降液管塔板：
Aa 2(x
A
D
Ad
设计气速 u = 泛点率 ×uf
③ 计算塔径 D
所需气体流通截面积 A Vs u
A = AT - Ad
塔截面积：
AT
A 1 Ad
AT
塔径 D 4 AT
说明：计算塔径需圆整，且重新计算实际气速及泛点率。
（3）溢流装置设计 ① 溢流型式的选择 依据：塔径 、流量； 型式：单流型、U 形流型、双流型、阶梯流型等。
r 2 x2 r 2 sin 1 x ) r
bs
r
x
lW
双流型弓形降液管塔板：
bd
Aa 2(x
r2
x2
r2
s in 1
x) r
2(x1
r2
x12
r2
s in 1
x1 r
)
（5）筛孔的尺寸和排列
筛孔：
有效传质区内，常按正三角形排列。
筛板开孔率 ：
Ao Aa
0.03
0.02
HT=0.6 0.45 0.3
0.15
0.01 0.01
0.02 0.03 0.04 0.07 0.1
FLV
qVLs qVVsFra bibliotekl v筛板塔泛点关联图
0.2 0.3 0.4
0.7 1.0
② 选取设计气速 u 选取泛点率： u / uf 一般液体， 0.6 ~0.8 易起泡液体，0.5 ~ 0.6
（2）汽相平均密度
根据塔顶温度TD、进料板温度TF及塔底温度TW 分别确定精馏段及提馏段的汽相平均密度 如：TM=（TF+TD）/2
ρVM＝PMV/RTM= Kg/ m3
3塔的有效高度和板间距的初选
• 板式塔的有效高度是指安装塔板部分的高 度，可按下式计算：
塔板间距，m
Z (NE 1)HT • 板间距的初选
MVM=( MVDM+ MVFM)/2= 提馏段平均分子量 M’LM=( MLWM+ MLFM)/2=
M’VM=( MVWM+ MVFM)/2=
2、平均密度的计算
（1）液相平均密度
查物性数据：
易挥发组分密度ρ1＝ 难挥发组分密度ρ2＝ 举例：
Kg/m3 Kg/ m3
ρLD＝1/[a1/ρ1+(1-a1) /ρ2] Kg/ m3
① 液泛气速
uf C
L V V
C
C20
20
0.2
C：气体负荷因子，与 HT、 液体表面张力和两相接触状况有关。
两相流动参数 FLV：
FLV
qVLs qVVs
l qmL v qmV
V L
对于筛板塔(浮阀、泡罩塔)，可查图 ，C20=(HT 、FLV)
0.2
C20 uf
0.1 0.09 0.07 0.06 V 0.05 L V 0.04