从以上各点可以看出：浮阀塔在蒸汽负荷、操作弹性、效率和价格等方面都比泡罩塔优越，结合本项目实际情况，初步选择浮阀塔。

6.1.4 浮阀塔的工艺设计提取Aspen plus 各塔板上的物性参数，选取塔板上气液相负荷最大的第7块塔板进行手工计算和校核，然后再用CUP-Tower 进行软件计算，通过比较来检查计算的正确性。

第41块物性参数如表7-4：表6-4 浮阀塔塔板参数气相流量V kg/h 液相流量Lkg/h 气相密度 kg/ 液相密度 kg/ 混合液表面张力 N/m4446294.844252943.62823.37188191109.516090.01270767气相体积流量s V V s/m 84.523718819.2336004446294.8436003V =⨯==ρ 液相体积流量s L L s /1.06476m 1109.51609360084252943.6236003L =⨯==ρ 1.塔径的计算由于带有降液管，所以溢流式的塔板的塔截面实际分为了两个部分，即气体流通截面和降液管所占截面。

若为塔板截面积，为气体流通截面积， 为降液管截面积，则 ：Ttf A A A A '1-= 2.气体流通截面积的计算塔板的计算中，通常是以泛点气速作为的上限。

一般取的0.6-0.85 倍， 即：f u u )85.06.0(-=根据索德尔斯和布朗公式VVL f Cu ρρρ-= V ρ3m L ρ3m δT A 'A f A可由史密斯关联图查得气体负荷因子C ，气液两相流动参数为90.13883816=VLS S V L ρρ 取板间距m H T 5.0=，板上液层高度m H L 08.0=，则液滴沉降高度为m H H L T 42.0=-，查史密斯关联图：液相表面张力m N /02.0=σ时的气体负荷因子s m C /105.020=，由于所处理的液相表面张力为m N /12707670.0=σ，则需矫正：s m /50.095895110.020.012707670.1050.020.20.2=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛σ则可求得泛点气速为：s m CV L f /0.65373718819.2323.3718819-1109.51609095895115.0u ===ρρ取f u u 7.0'=，即s m /4576.0u '=，则可求得气体流通截面积为2S 55.114576.084.52u V A m =='='3.塔板面积的确定由于s m L S /06476.13=初步估计3m 左右，根据溢流形式的参考表可 以暂时选择双溢流形式。

根据经验，可取65.0=Dl w，查的弓形降液管的参数图，可取07.0=Tf A A ，125.0=DW d，则塔板面积为 2T 9.1203m 0.07-1A A ='=则可求得塔径为3.197m 0.785A D T==考虑分块塔板固定区域取D=3.2m ，符合双溢流选择条件。

实际塔截面积 22T 8.0384m 0.785D A == 实际气体流通截面积 2T 7.4757m 0.07)A -(1A ==' 实际适宜气流速率 s m A V S/934.0u ='= 则735.0u=fu ，在0.6-0.85之间，则塔径计算正确。

4.溢流装置溢流装置为双溢流。

1.弓形降液管尺寸已知07.0=Tf A A ，125.0=DW d得 弓形降液管面积弓形降液管宽度为降低气泡夹带，液体在降液管内应有足够的停留时间以使气体从液相中分离出，一般要求不应小于3～5s ，而对于高压下操作的塔以及易起泡的物系，停留时间应更长些，为此，必须进行校核。

则液体在降液管的停留时间为20.070.7893f T A A m ==0.1250.475d W D m ==τ 6.1185f T SA H s s L τ==>由于停留时间s 5>τ，故降液管尺寸设合理。

2.流堰尺寸溢流堰长采用平直堰，由于，查液体收缩系数计算图可得，E=1.042，则堰上液层高度ow h 可由下式计算m l L E h w S ow 069.0100084.232=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=出口堰高m h h h ow L w 051.0=-=取降液管低隙处液体流速s m u oL /25.0=， 这降液管底隙高度为：m u l L h oLw SO 1253.0==5.浮阀数及排列方式1.a.受液区和降液区：一般这两个区域的面积相等，均可按降液管截面积A f 计；2.b.边缘区：在塔壁边缘留出一定宽度的环形区域供固定塔板用；3.c.入口安定区和出口安定区，通常宽度相等；4.d.有效传质区：余下的塔板上有浮阀孔的区域。

5.于此处考虑，有经验可知：0.65 2.47W l D m ==2.5 2.5278.6429.06() 2.47s W L l ==6.塔径D>900mm ，采用分块组装式；7.边缘宽度取W C =0.06m ；8.安定区宽度取W S =0.08m ；9.根据之前计算可知，降液管宽度为W d =0.475m 。

浮阀选用F1重型浮阀，其阀孔为39mm 。

1.浮阀数初取阀孔动能因数11=O F ，阀孔气速为s m F u V/2.27523.3718819110===ρ每层塔板上浮阀数目为：6.1532420==u d V N S π可取N=1533个。

2.浮阀排列现按所设定的尺寸画出塔板，并在塔板的鼓泡区内依排列方式进行试排，从而确定出实际的阀孔数。

已知降液管宽度m W d 475.0=，分布区宽度'S W 取0.08m ，脱气区宽度S W 取0.08m ，边缘区宽度C W 取为0.06m 。

由于选择的是双溢流塔板，其鼓泡区面积计算如下：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=--r x r x r x r x r x r x A a 'sin 180''sin18012221222ππ 其中()m W W Dx S d 345.12=+-=，m W W x s d3175.02'=+=，m W Dr C 84.12=-=带入数据得2625.5m A a =。

浮阀的排列方式采用等腰三角形叉排，使相邻的浮阀容易吹开，鼓泡更均匀。

取同一横排的阀孔中心距m t 075.0'=，则相邻两排间的距离为m Nt A t a0489.0'==取m t 08.0=。

按同一横排的阀孔中心距m t 075.0'=，相邻两排间的距离m t 080.0=的等腰三角形叉排方式得到最终的浮阀数，如图6-1所示。

图6-1可排出阀孔数为1376个，重新衡算一下参数： 阀孔气速：s m Nd V u S/88.5785.020==动能因数：96.1100==V u F ρ，在适应的范围8～12内。

塔板的开孔率为：%94.13)8.3039.0(1376)(220=⨯==D d N φ。

根据经验，加压塔的开孔率应，∴塔板设计满足要求。

14%φ<4.塔板流体力学验算 1.塔板压降塔板压降可用下式计算：l d f h h h +=临界孔速：s m u voc /824.45.10825.11==ρ因阀孔气速s m u /88.50=大于其临界阀孔气速oc u ，故干板阻力计算式为：m gu h L v d 0521.0234.52==ρρ本设备的液相为苯与C 6到C 9组成的混合芳烃，取充气因素45.0=β，为则板上气液层阻力为()()m h h h ow w l 054.0069.0051.045.0=+⨯=+=β由于表面张力引起的阻力较小，此处忽略不计。

单板压降：m h h h l d f 1061.0054.00521.0=+=+=Pa g h P L f 4.777==∆ρ合理。

2.溢流液泛校核为防止降液管液泛现象发生，需控制降液管内液层高度()W T d h H H +<φ，忽略液面落差的影响，不设进口堰，可利用下式计算：式中 m u hl L h oL w S00778.0153.0153.022==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=π则 m H d 2339.000958.01008.0086.0034.0=+++= 取降液管中泡沫层相对密度为5.0=φ，则有：πh h h h H f ow w d +++=()3255.0)051.06.0(5.0=+⨯=+w T h H φ显然，()w T d h H H +≤φ，符合溢流液泛要求。

3.液体在降液管内的停留时间s s L H A S T f 512.6133.06.02138.1>=⨯==τ 可见，所夹带气体可以被释放出。

4.雾沫夹带量校核依下面两式分别计算泛点率F ，即：bF LS VL VSA KC Z L V F 36.1+-=ρρρ或 FT VL V SKC A V F 78.0'ρρρ-=由泛点符合因子图：得143.0=F C ，并查物性系数表取K=1.0，将以上数据 代入上式，得：%7.58'=F对于大塔，为避免过量雾沫夹带，应控制泛点率不超过80%。

上两试计算的泛点率都在80%以下，故可知雾沫夹带能够满足)(1.0/)(1.0气液kg kg e V <的要求。

5.严重漏液校核前面已计算出559.110>=F 可见不会发生严重漏液。

5.塔板负荷性能图 1.气体负荷下限线对于F1 型重阀，因动能因数50<F 时，会发生严重漏液，因此取50=F 计算相应的气相流量s m N d V VS /1.854520==ρπ2.过量雾沫夹带线根据前面雾沫夹带校核可知，对于大塔，取泛点率F=0.8，则：bF LS VL vsA KC Z L V 36.18.0+-=ρρρ整理变形，得：S S L V 3.532885.31-= 雾沫夹带线为直线，由两点即可确定。

3.液相负荷下限线对于平直堰，其堰上液层高度how 必须要大于0.006m 。

取how=0.006m ，就可作出液相负荷下限线m l L E h w Sow 006.0100084.232=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=代入数值，则可求得s m L S /00211.03= 4.液相负荷上限线液体的最大流量应保证在降液管中停留时间不低于3-5s ，取 5s 作为液体在降液管中停留时间的下限，则s m A H L fT S /142.4373==τ5.液泛线由公式πh h h h H f ow w d +++=求得液泛线方程。

已知：m h w 034.0=()m h H H w T d 2339.0=+=φ 667.03200145.0100084.2SL l L E h w S ow =⎪⎪⎭⎫⎝⎛=l d f h h h +=220597.1153.0S w SL hl L h =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=π联立上式整理可得：667.022868.31.2864832S L L V S--=。