化工原理塔设备答案.docx
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化工原理塔设备答案
七气液传质设备习题解答
塔底压强=101+30=131[kn/m2],在上此压强下水沸点为107C,此温度下
3
pg=18X131X273/X101x380）=[kg/m]
3
pl=953[kg/m3]
0=[dyn/cm]
卩=[cp]
（pl/pG）1/2Vl/VG=（pG/pl）1/2ml/mG
=953）1/2X=
HT=0.3m
当P148图11--6,C20=
C=C200（（r/20）=20）=
UF=C[（pl-pG）/pG]=[/]
=[m/s]
U==X=2[m/s]
气体流量:
VG=mG/pG==[m3/s]
塔的有效截面An（指塔版上可供气体通过的截面）
2
An=VG/u=2=[m2]
塔的总截面为A,依题意0.9A=An,
2
/•A=An/==[m]
塔截面为A,故塔径为DnD2/4=A
D=（4A/n）=（4X=~[m]
已知a=,86C时，水=[cp]
卩甲醇=[cp]
aQ=x+x=[cp]
a3aQ=x=
由图11--21查得总板效率E==42%
筛板塔增大10%故得
E=X=46%
实际塔板数为（30-1）/E=29/=63（釜算一块理论板）
塔板层咼度为（63-1）x=[m]
3解:
校核液泛是否发生
气体通过筛孔压力降ho
2
ho=（1/2g）（uo/Co）pGpi
33
式中:
uo=[m/s],pG=[kg/m];pl=953[kg/m]根据do/tp=4mm/2mm=2,由图11--9读出Co=
•••ho=（1/2953）=[m清液柱]
气体通过泡沫层压降e
he=3（hw+how）式中hw=0.05m;3为充气系数，how为堰头高度。
现先求
B。
它根据UApG1/2值从图中查取.UA为按工作面计算的气速：
uA=VG/（A-2Ad）=xx=[m/s]
uApG1/2==
由此查得3=。
how=（Vi/lw）2/3
3
式中.Vl为液体体积流量953）x3600=[m3/h]
lw
为堰长，lw=0.36m（题给条件）
Fw
为校正系数，由Lw/D和V'/的数值从图查取
Vi/==,
Lw/D=
由此两数从图中查得Fw=,于是:
how=x2/3=[m液柱]
/•he=3（hw+how）=+=[m液柱]
气体通过一层筛板的总压力降为
△Ht=h0+he=+=0.0472m液体流过降液管的压力损失hd
2
hd=g（Vi/Ada）2
3
式中Vi为液体体积流量Vi=935=[m3/s],
为降液管下沿距塔板距
Ada为降液管流出的缝隙面积.Ada=lwxy,y
离.取H=40mm,则
2
Ada=x=[m2]
2
/•hda==[m]
降液管内液面高度为Hd
Hd=^Ht+hw+how+A+hd
=+++0+=[m]
取①=,则降液管内泡的中液面高度为
H'd=Hd/①==[m]
H'd〈HT+hw=+=[m]
故不会发生液泛。
（2）校核降液管内停留时间.
解得na=nb=
因为两塔的L/G、n及m相同,故两塔的NOg是相同的。
又mG/L==1,操作线与平衡线平行,推动力处处相同
/•Aym=yA-mxA=yA
对A塔：
NOG=（yb-yA）/△ym=（yb-yA）/yA=yb/yA-1=1/=
又HOg相同，故两塔的填料层高度相等：
hA=hb==x=[m]。
4解：
（1）确定填料塔塔径.
根据图11-27确定液泛气速uF。
L'/G'（pg/p1）=953）=
根据此值.查得：
2
（G'）①卩gpGp1=
若G'=uFpG代入则
220.2
uFpG①3l/gpGpl=
式中①对38mm钢质鲍尔环为92.化入上式，则，液泛速度uF为:
uF=Xgpl/（pG①3
=xx953/x92x操作气速u==x=[m/s]
塔径D
D=（4VGnu）=（4XX=0.705m〜[m]
（2）确定填料塔压降并与板式塔比较.
度h0=NTX
则填料层高
根据表11-5查得38mnM质鲍尔环用精馏操作的理论板当量高度
0=30X=[m]
220.2
因：
ufpg①卩i/g
PGpl=
220.2
而u=,「.upg①3i/gpGpi=x=
以此值为纵坐标丄’IGf（pg/pi）=为横坐标
从图11-27查得填料层每米压降△P=30[mm水柱Im填料]
•••填料塔压降为=hOXAP=x30=594mm水柱
板式塔压降（△P）板=实际板数X每板压降。
（△P）板=NXHT=63<=[m液柱]
因为题是按塔底条件计算的，两塔底基本上是水，故（△P）板=2.97m液柱可认为2.97m水柱。
于是：
（△P）填料/（△P）板==
由此可见，填料塔的压降，一般而言是远低于板式塔的，这是填料塔的一个主要优点
5解：
40mm陶瓷拉西环①=350[1/m]
50mm陶瓷钜鞍环①’=130[1/m]
Gf/G=（①/①’）;•••G=G（①/①’）=8000（350/130）=13100[Kg/h]
因操作气速于液泛气速成正比，故产量提高的百分率为
（G'-G）/G=（13100-8000）/8000=X100%=64%
综合思考题
[1]
（1）一定高度的液层载点泛点；
（2）BAA
[2]
（1）生产能力大阻力小操作弹性大；
（2）是是
[3]被润湿的填料表面C
[4]
（1）液体气体液体分布
2）严重漏液严重气泡夹带降液管液泛严重雾沫夹带，液相不足
[5]
（1）泡罩塔，浮阀塔，筛板塔
（2）液沫夹带少，不易造成降液管液泛；增加全塔高度
[6]
（1）鼓泡接触状态
（2）泡沫接触状态（3）喷射接触状态（4）泡沫接触状态和喷射接触状态
[7]
（1）通过能力大
（2）塔板效率高（3）塔板压降低（4）操作弹性大（5）结构简单制造成本低
[8]
（1）5;
（2）液泛线；雾沫夹带线，漏液线；液相上限线，液相下限线
[9]
（1）逆流;
（2）错流;（3）过量液沫（雾沫）夹带;（4）溢流液泛（或液泛）;（5）严重漏液
[10]
（1）泛点;
（2）泛点气速是操作上限;（3）液体再分布;（4）〈
[11]
（1）泡沫;
（2）喷射;（3）气液接触面积大，传质好;（4）空隙率
[12]
（1）塔板进出口侧的清液高度差;
（2）采用双流型（多流型）塔板结构;
（3）3〜5秒；（4）6mm
[13]
（1）液体液层压降；
（2）开孔率过小或气速过度大板间距小降液管截面积太小
[14]
（1）气体通过干板气体通过液层；
（2）过量液沫夹带漏液降液管液泛
[15]
（1）液流量；
（2）塔板结构；（3）液流长度；（4）双液流、多液流
（5）用塔板上结构简单的筛板塔
[16]过量雾沫夹带;严重漏液；气流或液流分布不均；降低塔板面积有效利用率，使塔板上液
流分布不均；
降液管截面积过小。
[17]A）
V
B）
V
C）
V
D）
VE）
X
[18]A）
V
B）
X
C）
X
D）
VE（
V
[19]A）
V
B）
V
C）
V
D）
VE）
X
[20]ABC
[21]BC
[22]A）VB）VC）XD）VE）X
[23]A）XB）VC）VD）XE）V
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