化工課程設計---分離甲醇-水混合液

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　課程設計是“化工原理”的一個總結性教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生綜合運用本門課程及有關先修課程的基本知識來解決某一設計任務的一次訓練，在整個教學計劃中它起著培養(yǎng)學生獨立工作能力的重要作用。</p><p>　　精餾是分離液體混合物（含可液化的氣體混合物）最常用的一種單元操作，精餾過程在能量劑驅動下，使氣液兩相多次直

2、接接觸和分離，利用液相混合物中各組分的揮發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉移，實現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。根據(jù)生產(chǎn)上的不同要求，精餾操作可以是連續(xù)的或間歇的，有些特殊的物系還可采用衡沸精餾或萃取精餾等特殊方法進行分離。本設計的題目是苯-甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設計，即需設計一個精餾塔用來分離易揮發(fā)的苯和不易揮發(fā)的甲苯，采用連續(xù)操作方式，需設計一板式塔將其分離。分離苯和甲苯，可以利用二者沸點的不同，采用塔式設

3、備改變其溫度，使其分離并分別進行回收和儲存。</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　設計選用板式精餾塔作為分離設備采用連續(xù)精餾的方法分離甲醇-水混合液。一個完整的板式塔主要是由圓柱形塔體、塔板、降液管、溢流堰、受液盤及氣體和液體進、出口管等部件組成，這就需要對各個部件做出選擇并給出合理的工藝尺寸。因此我們對精餾塔首先進行物料衡算，根據(jù)查得的苯和

4、甲苯物系平衡數(shù)據(jù)用作圖法求得理論塔板數(shù)并由全塔效率確定實際塔板數(shù)，然后確定操作壓力，操作溫度，平均分子量，平均密度等基本物性參數(shù)。對塔高、塔徑、塔板、溢流裝置等各個部件進行計算與核算校驗（如負荷性能圖）并確定操作彈性，最后計算接管等一些附件的尺寸。按任務書的任務順序完成任務。</p><p>　　關鍵詞：板式精餾塔；連續(xù)精餾；圖解法</p><p><b>　　第一章概述<

5、/b></p><p>　　篩板精餾塔是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應用的氣液傳質(zhì)設備。它的出現(xiàn)僅遲于泡罩塔20年左右，當初它長期被認為操作不易穩(wěn)定，在本世紀50年代以前，它的使用遠不如泡罩塔普遍。其后因急于尋找一種簡單而價廉的塔型，對其性能的研究不斷深入，已能作出比較有把握的設計，使得篩板塔又成為應用最廣的一種類型。</p><p>　　1.1精餾流程設計方案的確定 &l

6、t;/p><p>　　本設計任務為分離苯-甲苯混合物。對于二元混合物的分離，應采用連續(xù)精餾流程。設計中采用氣液混合物進料，將原料液通過預熱器加熱至溫度后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分作為塔頂產(chǎn)品冷卻后送至儲罐。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的1.6倍。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。</p><p&g

7、t;　　圖1.1 工藝流程圖</p><p><b>　　1.2設計思路</b></p><p>　　在本次設計中，我們進行的是苯和甲苯二元物系的精餾分離，簡單蒸餾和平衡蒸餾只能達到組分的部分增濃，如何利用兩組分的揮發(fā)度的差異實現(xiàn)高純度分離，是精餾塔的基本原理。實際上，蒸餾裝置包括精餾塔、原料預熱器、蒸餾釜、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設備。蒸餾過程按操作方式不同

8、，分為連續(xù)蒸餾和間歇蒸餾，我們這次所用的就是篩板式連續(xù)精餾塔。蒸餾是物料在塔內(nèi)的多次部分汽化與多次部分冷凝所實現(xiàn)分離的。熱量自塔釜輸入，由冷凝器和冷卻器中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。在此過程中，熱能利用率很低，有時后可以考慮將余熱再利用，在此就不敘述。要保持塔的穩(wěn)定性，流程中除用 泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽?；亓鞅仁蔷s操作的重要工藝條件。選擇的原則是使設備和操作費用之和最低。在設計時要根據(jù)實際需要選定回流比。</p>

9、<p>　　1.2.1精餾方式的選定</p><p>　　本設計采用連續(xù)精餾操作方式，其特點是：連續(xù)精餾過程是一個連續(xù)定態(tài)過程，能小于間歇精餾過程，易得純度高的產(chǎn)品。</p><p>　　1.2.3操作壓力的選取</p><p>　　本設計采用常壓操作，一般，除了熱敏性物料以外，凡通過常壓蒸餾不難實現(xiàn)分離要求，并能用江河水或循環(huán)水將餾出物冷凝下來的系統(tǒng)都應

10、采用常壓蒸餾。在化工設計中有很多加料狀態(tài)，這次設計中采用氣液混合物進料。</p><p>　　1.2.4回流比的選擇</p><p>　　對于一般體系最小回流比的確定可按常規(guī)方法處理，但對于某些特殊體系，如乙醇水體系則要特殊處理，該體系最小回流比Rmin的求取應通過精餾段操作線與平衡線相切得到。而適宜回流比R的確定，應體現(xiàn)最佳回流比選定原則即裝置設備費與操作費之和最低，我們推薦以下簡化方法

11、計算各項費用，從而確定最佳回流比。一般為R=(1.1-2.0)Rmin。</p><p>　　1.2.5塔頂冷凝器的冷凝方式與冷卻介質(zhì)的選擇</p><p>　　塔頂選用全凝器，因為后繼工段產(chǎn)品以液相出料，但所得產(chǎn)品的純度低于分凝器，因為分凝器的第一個分凝器相當于一塊理論板。</p><p>　　塔頂冷卻介質(zhì)采用自來水，方便、實惠、經(jīng)濟。</p>&l

12、t;p>　　1.2.6板式塔的選擇</p><p>　　板式塔工藝尺寸設計計算的主要內(nèi)容包括：板間距、塔徑、塔板型式、溢流裝置、塔板布置、流體力學性能校核、負荷性能圖以及塔高等。其設計計算方法可查閱有關資料。著重應注意的是：塔板設計的任務是以流經(jīng)塔內(nèi)氣液的物流量、操作條件和系統(tǒng)物性為依據(jù)，確定具有良好性能（壓降小、彈性大、效率高）的塔板結構與尺寸。塔板設計的基本思路是：以通過某一塊板的氣液處理量和板上氣液組

13、成，溫度、壓力等條件為依據(jù)，首先參考設計手冊上推薦數(shù)據(jù)初步確定有關的獨立變量，然后進行流體力學計算，校核其是否符合所規(guī)定的范圍，如不符合要求就必須修改結構參數(shù)，重復上述設計步驟直到滿意為止。最后給制出負荷性能圖，以確定適宜操作區(qū)和操作彈性。塔高的確定還與塔頂空間、塔底空間、進料段高度以及開人孔數(shù)目的取值有關，可查資料。</p><p><b>　　第二章設計任務書</b></p>

14、<p>　?。ㄒ唬┰O計題目：苯—甲苯連續(xù)精餾塔設計</p><p>　　（二）設計任務及操作條件</p><p><b>　?。?）設計任務：</b></p><p>　　生產(chǎn)能力（進料量）：90000噸/年 操作周期：7200小時/年</p><p>　　進料組成：41%（質(zhì)量分率，下同

15、） 塔頂產(chǎn)品組成：96%</p><p><b>　　塔底產(chǎn)品組成：1%</b></p><p><b>　　（2）操作條件</b></p><p>　　操作壓力：自選（表壓） 進料狀態(tài)：自選 單板壓降：0.7KPa</p><p>　?。?）設備形式：篩板塔</p

16、><p>　　（4）廠址：齊齊哈爾地區(qū)</p><p><b>　?。ㄈ┰O計內(nèi)容</b></p><p>　?。?） 設計方案的選擇及流程說明</p><p><b>　?。?）工藝計算</b></p><p>　?。?）主要設備工藝尺寸設計</p><p&

17、gt;　?、?塔頂及精餾段塔板結構尺寸的確定</p><p>　?、?塔板的流體力學校核</p><p>　?、?塔板的負荷性能圖</p><p>　?、?總塔高、總壓降及接管尺寸的確定</p><p><b>　?。?）設計結果匯總</b></p><p>　?。?）工藝流程圖及精餾塔工藝條件圖

18、</p><p><b>　?。?）設計評述</b></p><p><b>　　（四）圖紙要求</b></p><p>　?。?）工藝流程圖（在說明書上草圖）</p><p>　　（2）精餾塔裝配圖（1號圖）</p><p><b>　　第三章 工藝計算</

19、b></p><p><b>　　3.1物料衡算</b></p><p>　　3.1.1塔的物料衡算</p><p><b>　　苯的摩爾質(zhì)量：</b></p><p><b>　　甲苯的摩爾質(zhì)量：</b></p><p><b>　　原

20、料液摩爾分率：</b></p><p><b>　　塔頂摩爾分率</b></p><p><b>　　塔底摩爾分率：</b></p><p>　　3.1.2 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量：</p><p>　　原料液平均摩爾質(zhì)量 </p><p>　

21、　塔頂產(chǎn)品平均摩爾質(zhì)量 </p><p>　　塔底產(chǎn)品平均摩爾質(zhì)量 </p><p>　　3.1.3全塔物料衡算</p><p><b>　　原料處理量：</b></p><p><b>　　采出率：</b></p><p><b>　　塔頂產(chǎn)品流量：<

22、/b></p><p><b>　　塔釜產(chǎn)品流量：</b></p><p><b>　　3.2塔板數(shù)的確定</b></p><p>　　3.2.1理論塔板數(shù)的確定</p><p>　　苯-甲苯屬理想物系，可采用圖解法求理論板層數(shù)。</p><p>　　由手冊查得苯-甲苯

23、物系的氣液平衡數(shù)據(jù)（表3-1），繪出x-y圖，見圖3-1</p><p>　　表3-1苯-甲苯物系的氣液平衡數(shù)據(jù)</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　3.2.1.1回流比的確定</p><p>　　知q線與平衡線的交點坐標E（xq,yq)為（0.45,0.667），則</p>

24、<p>　　取回流比R=1.6Rmin=2.205</p><p>　　3.2.1.2 操作線方程</p><p>　　精餾段操作線方程： </p><p><b>　　則</b></p><p>　　提餾段氣液負荷，由于泡點進料，故q=1，則</p><p><b>　　提餾

25、段操作線方程</b></p><p><b>　　即 </b></p><p>　　3.2.1.3 圖解法確定理論塔板數(shù)</p><p>　　由圖3-1可知，總理論塔板數(shù)為14.8塊(包括塔釜)，進料板位置為自塔頂數(shù)起第6塊。</p><p>　　3.2.2 全塔效率與實際塔板數(shù)</p&g

26、t;<p>　　3.2.2.1 全塔效率</p><p>　　3.2.2.2 實際塔板數(shù)</p><p><b>　　精餾段實際塔板數(shù)</b></p><p><b>　　精餾段實際塔板數(shù)</b></p><p><b>　　實際總塔板數(shù)</b></p>

27、;<p>　　3.3 精餾塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)的計算</p><p>　　3.3.1 操作壓力</p><p>　　每層板的壓力 </p><p>　　塔頂操作壓力 </p><p>　　進料板壓力 </p><p>　　塔底壓力

28、 </p><p>　　精餾段平均壓力 </p><p>　　提餾段平均壓力 </p><p>　　3.3.2 操作溫度</p><p>　　根據(jù)安托因方程 </p><p>　　已知苯： </p><p>

29、;　　甲苯： </p><p>　　3.3.2.1 的確定</p><p>　　假設 則</p><p><b>　　故81℃不合適</b></p><p><b>　　假設 則</b></p><p><b>　　故8

30、0.8℃不合適</b></p><p>　　假設 則</p><p><b>　　且 故</b></p><p>　　3.3.2.2 的確定</p><p><b>　　假設，則</b></p><p><b>　　故115℃

31、不合適</b></p><p><b>　　假設 時，則</b></p><p>　　故116.5℃不合適</p><p><b>　　假設 時，則</b></p><p><b>　　故</b></p><p>　　3.3.2.3

32、的確定</p><p><b>　　假設時，則</b></p><p><b>　　故95℃不合適</b></p><p><b>　　假設時，則</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　

33、　精餾段平均溫度 </b></p><p>　　3.3.3平均摩爾質(zhì)量</p><p>　　3.3.3.1塔頂平均摩爾質(zhì)量的確定</p><p><b>　　，由平衡曲線得 </b></p><p>　　塔頂平均摩爾質(zhì)量 </p><p>　　3.3.3.2進料板平均摩爾質(zhì)量的確

34、定</p><p><b>　　,由平衡曲線得 </b></p><p>　　進料板平均摩爾質(zhì)量 </p><p>　　3.3.3.3塔底平均摩爾質(zhì)量的確定</p><p><b>　　，由平衡曲線得</b></p><p>　　塔底平均摩爾質(zhì)量 </p>

35、<p>　　精餾段平均摩爾質(zhì)量 </p><p>　　提餾段平均摩爾質(zhì)量 </p><p>　　3.3.4液相和氣相平均密度</p><p>　　查相關資料的苯和甲苯在各溫度下的密度如表3-2 </p><p>　　表3-2組分的液相密度</p><p&g

36、t;　　3.3.4.1氣相平均密度</p><p>　　液相密度由(為質(zhì)量分數(shù))計算而得。</p><p>　　塔頂 </p><p>　　塔底 </p><p>　　進料板 </p><p>　　精餾段液相平均密度 </p><p>　　提餾段

37、液相平均密度 </p><p>　　3.3.4.2液相平均密度</p><p>　　精餾段氣相平均密度：</p><p>　　提餾段氣相平均密度：</p><p>　　3.3.5液相平均表面張力</p><p>　　查相關資料的苯和甲苯在各溫度下的表面張力如表3-3</p><p>　　

38、表3-3純組分的表面張力</p><p>　　由公式計算，查苯和甲苯表面張力表得:</p><p>　　塔頂 </p><p>　　進料板 </p><p>　　塔底 </p><p>　　塔頂液相平均表面張力</p&

39、gt;<p>　　進料板液相平均表面張力</p><p>　　塔底液相平均表面張力 </p><p>　　精餾段平均表面張力 </p><p>　　提餾段平均表面張力 </p><p>　　3.3.6液相平均粘度</p><p>　　查相關資料的苯和甲苯在各溫度下的表面張力如下表所示：<

40、;/p><p>　　表3-4 液體粘度µL</p><p>　　由公式計算，查苯和甲苯表面粘度表得：</p><p>　　塔頂 </p><p>　　進料板 </p><p>　　塔底 </p><p>　　塔頂液相平均粘度 &l

41、t;/p><p>　　進料板液相平均粘度 </p><p>　　塔底液相平均粘度 </p><p>　　精餾段平均粘度 </p><p>　　提餾段平均粘度 </p><p>　　3.4精餾塔塔體和塔板主要尺寸計算</p><p>　　3.4.1 塔高和塔徑</

42、p><p>　　取板間距， 上液層高度， </p><p><b>　　則分離空間為</b></p><p>　　3.4.1.1 精餾段</p><p><b>　　氣液相流量 ，</b></p><p><b>　　氣液相體積流率為</b></p

43、><p><b>　　液液氣動能參數(shù)為</b></p><p><b>　　查得</b></p><p>　　在史密斯關聯(lián)圖上（圖3-2）</p><p>　　圖3-2 史密斯關聯(lián)圖</p><p><b>　　氣體負荷因子校正為</b></p>

44、<p><b>　　最大允許氣速</b></p><p>　　取安全系數(shù)為0.7（安全系數(shù)在允許的范圍內(nèi)，符合設計要求）</p><p>　　則空塔氣速 </p><p>　　所以塔徑 </p><p>　　3.4.1.1 提餾段</p><p>　　氣液相流量

45、 ， </p><p><b>　　氣液相體積流率為</b></p><p><b>　　液液氣動能參數(shù)為</b></p><p>　　查得在史密斯關聯(lián)圖上（圖3-1）</p><p><b>　　氣體負荷因子校正為</b></p><p&

46、gt;<b>　　最大允許氣速</b></p><p>　　取安全系數(shù)為0.7（安全系數(shù)在允許的范圍內(nèi)，符合設計要求）</p><p><b>　　則空塔氣速 </b></p><p>　　所以塔徑 </p><p>　　為設計和制造方便，塔徑統(tǒng)一圓整為，則</p>&l

47、t;p><b>　　精餾段空塔氣速 </b></p><p><b>　　提餾段空塔氣速 </b></p><p>　　塔的橫截面積 </p><p>　　精餾段的有效高度為 </p><p>　　提餾段的有效高度為 </p><p>　　

48、3.4.2 塔板主要工藝尺寸的計算</p><p>　　3.4.2.1 溢流裝置</p><p>　　因小于2.2m可選用單溢流型弓形降液管，平直堰（堰上清液層高度），凹型采液盤。堰長（）。</p><p><b>　?。?）精餾段</b></p><p>　　出口堰高 ，上層液高度</p><p&

49、gt;　　堰上液層高度 </p><p>　　圖3-3 液流收縮系數(shù)計算圖</p><p><b>　　查圖3-3得E≈1</b></p><p><b>　　所以，，</b></p><p>　　降液管寬度和降液管橫截面積</p><p>　　，查圖3-4得 ,

50、 </p><p>　　所以 </p><p>　　液體在降液管中停留時間</p><p><b>　　（設計合理）</b></p><p><b>　　降液管底隙高度</b></p><p><b>　　，（，設計合理）</b>&

51、lt;/p><p>　　選用凹形受液盤，凹槽深度</p><p>　　圖3-4 弓形降液管的寬度與面積</p><p><b>　?。?）提餾段</b></p><p>　　出口堰高 上層液高度</p><p>　　堰上液層高度 </p><p>　　查圖3-

52、3得E≈1，所以</p><p><b>　　， </b></p><p>　　降液管寬度和降液管橫截面積與精餾段一致。</p><p>　　液體在降液管中停留時間</p><p><b>　　降液管底隙高度</b></p><p><b>　　，</b&

53、gt;</p><p>　　選用凹形受液盤，凹槽深度</p><p>　　3.4.2.2 塔板板面布置</p><p><b>　?。?）精餾段</b></p><p>　　取安定區(qū)寬度，邊緣區(qū)寬度，</p><p><b>　?。?）提餾段</b></p>&

54、lt;p>　　取與精餾段相同的參數(shù)。</p><p>　　3.4.2.3 篩孔計算及排列</p><p>　　因為處理物系沒有腐蝕性可選用碳鋼板，取篩孔直徑篩孔按正三角形排列，取孔中心距則</p><p><b>　　開孔率 </b></p><p><b>　　篩孔數(shù)</b></p&g

55、t;<p><b>　　篩孔總面積 </b></p><p><b>　　精餾段篩板氣速</b></p><p><b>　　提餾段篩板氣速</b></p><p>　　3.5 塔板的流體力學驗算</p><p>　　3.5.1 阻力和單板壓降校驗</

56、p><p>　　因為，查圖3-5確定空流系數(shù)</p><p>　　圖3-5 干篩孔的流量系數(shù)</p><p><b>　　（1） 精餾段</b></p><p><b>　　干板阻力</b></p><p><b>　　氣體速率 </b></p

57、><p><b>　　動能因子 </b></p><p><b>　　查圖3-6得</b></p><p>　　氣體通過液層的阻力 </p><p><b>　　液相表面張力的阻力</b></p><p>　　氣體通過每層塔板的液體住高度</p

58、><p>　　單板壓降 </p><p>　　圖3-6 充氣系數(shù)ε0和動能因子Fa間的關系</p><p>　　3.5.2 霧沫夾帶校驗</p><p>　　液沫夾帶將導致塔板效率下降。通常塔板上液沫夾帶量要求低于0.1kg液體/kg干氣體.</p><p>　　3.5.3 漏液校驗</p>

59、<p><b>　?。?） 精餾段</b></p><p><b>　　漏液點氣速</b></p><p><b>　　穩(wěn)定系數(shù) </b></p><p>　　3.5.4 液泛校驗</p><p>　　為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高度應保證降液管中泡沫液體總

60、高度不能超過上層塔的出口堰，即，由于苯—甲苯為一般物系取。</p><p><b>　?。?）精餾段</b></p><p>　　因為，所以不會發(fā)生液泛。</p><p>　　由篩板流體力學驗算結果可見，塔板結構參數(shù)選擇基本合理，所設計的各項尺寸可用。</p><p><b>　　3.6負荷性能圖</b&

61、gt;</p><p>　　3.6.1 精餾段負荷性能圖</p><p>　　3.6.1.1漏液線（氣相負荷下限線）</p><p><b>　　漏點氣速式</b></p><p>　　在操作線范圍內(nèi)，任取幾個值，算出值，如表3-5，在圖3-7中繪出漏液線⑴。</p><p>　　表3-5 精餾段

62、漏液線數(shù)據(jù)</p><p>　　3.6.1.2 液體流量下限線 </p><p>　　取堰上液層高度作為液相負荷下限條件，，則</p><p>　　整理得液體流量下限線方程 </p><p>　　在負荷性能圖處作垂直線，得到圖3-7中液體流量下限線⑵。</p><p>　　3.6.1.3 液體流量上限線</p

63、><p>　　取液體在降液管中停留時間，則</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　在負荷性能圖處作垂直線，得到圖3-7中液體流量上限線（3）。</p><p>　　3.6.1.4 霧沫夾帶線</p><p>　　以為霧沫夾帶極限，則</p><p&g

64、t;<b>　　，</b></p><p><b>　　， </b></p><p>　　整理得霧沫夾帶線方程 </p><p>　　在操作線范圍內(nèi)，任取幾個值，算出值，如表3-6，在圖3-7中繪出霧沫夾帶線⑷。</p><p>　　表3-6 精餾段霧沫夾帶線數(shù)據(jù)</p><

65、p>　　3.6.1.5液泛線</p><p><b>　　令 </b></p><p><b>　　，，，</b></p><p>　　聯(lián)立得 </p><p>　　忽略，將與，與，與的關系式代入上式，并整理得</p><p><b>　　式

66、中 </b></p><p>　　整理得液泛線方程 </p><p>　　在操作線范圍內(nèi)，任取幾個值，算出值，如表3-7，在圖3-7中繪出液泛線⑸。</p><p>　　表7 精餾段液泛線數(shù)據(jù)</p><p><b>　　3-7負荷性能圖</b></p><p>　　在負

67、荷性能圖上，作出操作點P，連接OP，即作出操作線。有圖可看出，該篩板的操作上限為液泛控制，下限為漏液控制。由圖3-7查的</p><p><b>　　故操作彈性為</b></p><p>　　3.7 精餾塔接管尺寸的計算</p><p><b>　　3.7.1 進料管</b></p><p>　　選

68、用泵進料，取輸送速度為，則</p><p>　　經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管（GB8163-87），規(guī)格 </p><p><b>　　實際管內(nèi)流速</b></p><p><b>　　3.7.2 回流管</b></p><p>　　采用直管回流管，回流管的回流量 </p><p>

69、;　　塔頂液相平均摩爾質(zhì)量 </p><p><b>　　平均密度 </b></p><p><b>　　則液體流量</b></p><p><b>　　取管內(nèi)流速 </b></p><p><b>　　則回流管直徑</b></p>&

70、lt;p>　　圓整后可取回流管規(guī)格 </p><p><b>　　回流管內(nèi)實際流速</b></p><p>　　3.7.3 塔頂蒸汽接管</p><p><b>　　塔頂 </b></p><p><b>　　則體積流量：</b></p><p>

71、;　　取管內(nèi)蒸汽流速，則 </p><p>　　可取回流管規(guī)格 </p><p>　　塔頂蒸汽接管實際流速</p><p>　　3.7.4 釜液排出管</p><p><b>　　塔底 </b></p><p><b>　　體積流量</b></p><

72、;p><b>　　取管內(nèi)流速 ，則</b></p><p><b>　　可取回流管規(guī)格 </b></p><p>　　塔頂蒸汽接管實際流速 </p><p><b>　　3.8 板式塔結構</b></p><p>　　板式塔內(nèi)部裝有塔板、降液管、各物流的進出口管及人

73、孔（手孔）、基座、除沫器等附屬裝置。除一般塔板按設計板間距安裝外，其他處根據(jù)需要決定其間距。</p><p><b>　　3.8.1塔頂空間</b></p><p>　　塔頂空間高度指塔內(nèi)第一層塔板與塔頂?shù)拈g距。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，此段遠高于板間距，通常取1.0~1.5m（甚至高出一倍以上），本塔塔頂空間取</p><p><b

74、>　　3.8.2塔底空間</b></p><p>　　塔底空間指塔內(nèi)最下層塔板到塔底封頭的底邊間距。其值由如下兩個因素決定。</p><p>　?、偎遵v液空間依貯存液量停留3~5min或更長時間（易結焦物料可縮短停留時間）而定。</p><p>　?、谒滓好嬷磷钕聦铀逯g要有1~2m的間距，大塔可大于此值。本塔</p><

75、p><b>　　3.8.3人孔</b></p><p>　　一般每隔6~8層塔板設一人孔。設人孔處的板間距等于或大于600mm，人孔直徑一般為450~500mm，其伸出塔體得筒體長為200~250mm。取人孔直徑450mm。本塔設計每7塊板設一個人孔，共三個，即</p><p><b>　　， </b></p><

76、p><b>　　3.8.4進料段</b></p><p>　　進料段高度是指進料口的結構型式和物料狀態(tài)，一般要比大,有時要大一倍。取</p><p><b>　　3.8.5塔高</b></p><p>　　故全塔高為14.4m，另外由于使用的是虹吸式再沸器，可以在較低位置安置，所以裙板取了較小的1.5m。</p

77、><p><b>　　第四章結論 </b></p><p>　　表：篩板塔設計計算結果</p><p><b>　　4.1設計感想</b></p><p>　　進行了整整兩周的化工原理課程我收獲頗豐的。總結于下： </p><p>　?。?）對化工設計有了比較深刻的認識，在平常的

78、化工原理課程學習中總是只針對局部進行了計算，而對參數(shù)之間的相互關聯(lián)缺乏認識。平常的學習總會有題設的條件，省去了我們很多勞動，但在設計中大量用到了物性數(shù)據(jù)是我們需要自己去查取的。 </p><p>　　（2）設計中我學會了離開老師進行自主學習，參看多本指導書，還查閱了一些超星圖書館中的資料。這樣的設計讓我從中獲得了一些自信，覺得專業(yè)還是學了不少東西的，至少學會了一種研究的方法，將來工作中或學習遇到了什么困難或從未接

79、觸過的領域，我也不再會感到畏懼。因為我已經(jīng)有了一定的自主研究的能力，我能通過自學慢慢的將問題化解。 </p><p>　　（3）設計幫助我更好的熟悉了WORD、EXCEL、CAD的操作。平常天天用電腦上網(wǎng)，進行些娛樂活動，真正這些實用的軟件卻觸碰的很少，雖然以前有學過但隔的時間也比較久了，大多都淡忘了。 </p><p><b>　　4.2致謝</b></p&g

80、t;<p>　　這次設計的順利完成，并不是我一個人努力的結果，是得益于老師的精心指導以及我們?nèi)M同學的共同努力。幾天來，是他們和我一起起早貪黑，共同戰(zhàn)斗。我們還要感謝佟老師在這次課程設計中給予我們的敦促和指導工作。對于設計中我們遇到的問題他給予了我們認真明確耐心的指導，這極大的鼓勵了我們完成設計的決心，因此，我們要再次感謝佟白老師和班級同學給予的幫助。盡管我們在設計中參閱了大量的文獻資料,接受了老師的精心指導和同學的熱心幫

81、助，但是限于時間和能力，設計中不免有不足和錯誤之處，望老師批正。</p><p><b>　　4.3參考資料： </b></p><p>　　[1] 天津大學化工原理教研室編.化工原理(上、下冊,第二版)[M]. 天津：天津科技出版社，1996 </p><p>　　[2] 柴誠敬. 化工原理課程設計[M]. 天津：天津科技出版社，1996 &

82、lt;/p><p>　　[3] 潘國昌. 化工設備設計[M]. 北京：清華大學出版社，2001 </p><p>　　[4] 婁愛娟，吳志泉，吳敘美. 化工設計[M]. 上海：華東理工大學出版社，2002 </p><p>　　[5] 黃璐. 化工設計[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2000 </p><p>　　[6] 童景山. 流體的熱物理性

83、質(zhì)[M]. 北京：中國石化出版社，1996 </p><p>　　[7] 童景山. 流態(tài)化干燥工藝與設備[M]. 北京：科學出版社，1989 </p><p><b>　　附錄Ⅰ 符號說明</b></p><p><b>　　英文字母</b></p><p>　　----塔板開孔面積,；

84、 ----進口堰與降液管的水平距離； </p><p>　　----降液管面積,； ----降液管底隙高度,； </p><p>　　----篩孔面積,； ----堰上液層高度,； </p><p>　　----塔截面積,；

85、 ----與克服液體表面張力的壓降相當 </p><p>　　----計算時的負荷系數(shù),量綱為1； 的液柱高度,； </p><p>　　----流量系數(shù),量綱為1； ----板間距,； &l

86、t;/p><p>　　----塔頂餾出液流量,； ----篩板的穩(wěn)定性系數(shù)，量綱為1； </p><p>　　----塔徑,； ----塔內(nèi)下降液體的流量,；

87、 </p><p>　　----開孔區(qū)半徑,； ----塔內(nèi)下降液體的流量,； </p><p>　　----篩孔直徑,； ----溢流堰長度,； </p><p

88、>　　----液流收縮系數(shù),量綱為1； ----理論塔板數(shù)； </p><p>　　----全塔效率（總板效率）,量綱為1；----實際塔板數(shù)； </p><p>　　----霧沫夾帶量,液/氣； ----篩孔數(shù)； </p>&

89、lt;p>　　----進料流量,； ----操作壓強，/；</p><p>　　----溢流堰高度,； ----進料熱狀態(tài)參數(shù)；</p><p>　　----與干板壓降相當?shù)囊褐叨?； ----回流比；</p><p>　　----與液體流經(jīng)降液管的壓降相當?shù)?----篩孔中心距,；</p&g

90、t;<p>　　液柱高度,； ----空塔氣速,；</p><p>　　----板上鼓泡層高度，； ----按開孔區(qū)流通面積計算的氣速,； </p><p>　　----板上液層高度,； ----降液管底隙處液體流速；</p><p>　　---與單板壓降相當?shù)囊簩痈叨?；

91、 ----塔內(nèi)上升蒸氣流量, ；</p><p>　　----塔內(nèi)上升蒸氣流量,； --密度,kg/；</p><p>　　----釜殘液（塔底產(chǎn)品）流量,；--篩板厚度,mm；</p><p>　　-----弓形降液管寬度,； --液體表面張力,mN/m； </p><p>　　----

92、無效區(qū)寬度,； --開孔率，無因次； </p><p>　　----安定區(qū)寬度,； 下標</p><p>　　----液相中易揮發(fā)組分的摩爾分率； ----易揮發(fā)組分； </p><p>　　----氣相中易揮發(fā)組分的摩爾分率； ----難揮發(fā)組分； <

93、;/p><p>　　----塔有效高度,； ----組分序號； </p><p>　　----時間,； </p><p>　　--相對揮發(fā)度,無因次； ----最??； </p><p>　　-