如何计算和圆整化塔径？

塔的横截面应满足气—液接触部分的面积、溢流部分的面积和塔板支撑、固定等结构处理所需面积的要求。在塔板设计中起主导作用，往往是气—液接触部分的面积，应保证有适宜的气体速度。

计算塔径的方法有两类:一类是根据适宜的空塔气速，求出塔的横截面积，即可求出塔径;另一类计算方法则是先确定适宜的孔流气速，算出一个孔( 阀孔或筛孔) 允许通过的气量，定出每块塔板所需孔数，再根据孔的排列及塔板各区域的相互比例，最后算出塔的横截面积和塔径。

(一)初步计算塔径

板式塔的塔径依据流量公式计算，即:

式中:D——塔径，m;

Vs——塔内气体流量，m3/s;

u——空塔气速，m/s。

由式(3-21) 可见，计算塔径的关键是计算空塔气速u。设计中，空塔气速u 的计算方法是，先求得最大空塔气速umax，然后根据设计经验，乘以一定的安全系数，即:

最大空塔气速umax可根据悬浮液滴沉降原理导出，其结果为:

式中:umax——允许空塔气速，m/s;

ρV，ρL——分别为气相和液相的密度，kg/m3;

C——气体负荷系数，m/s( 对于浮阀塔和泡罩塔可用图4-1 确定) 。(www.xing528.com)

图4-1 中的气体负荷参数C20 仅适用于液体的表面张力为0．02N/m，若液体的表面张力( δ) 为6N/m，则其气体负荷系数C 可用下式求得:

所以，初步估算塔径为:

其中，u 为适宜的空塔速度，m/s。

由于精馏段、提馏段的气液流量不同，故两段中的气体速度和塔径也可能不同。在初算塔径中，精馏段的塔径可按塔顶第一块板上物料的有关物理参数计算，提馏段的塔径可按釜中物料的有关物理参数计算。也可分别按精馏段、提馏段的平均物理参数计算。

(二)塔径的圆整

目前，塔的直径已标准化。所求得的塔径必须圆整到标准值。塔径在1m 以下者，标准化先按100mm 增值变化;塔径在1m 以上者，按200mm 增值变化，即1000mm、1200mm、1400mm、1600mm……

图4-1　史密斯关联图

图中:HT为塔板间距，m;hL为板上液层高度，m;V，L 分别为塔内气、液两相体积流量，m3/s;ρV，ρL分别为塔内气、液相的密度，kg/m3。

(三)塔径的核算

塔径标准化以后，应重新验算雾沫夹带量，必要时在此先进行塔径的调整，然后再决定塔板结构的参数，并进行其他各项计算。

当液量很大时，亦宜先核查一下液体在降液管中的停留时间θ。如不符合要求，且难以加大板间距来调整时，也可在此先作塔径的调整。