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文檔簡介
1、<p> 化工原理課程設(shè)計任務(wù)書</p><p> 學(xué)院:化工學(xué)院 班級: 姓名: 學(xué)好:</p><p> 指導(dǎo)教師: 設(shè)計時間:12.26~1.6 </p><p> 一.設(shè)計題目: 4.0萬噸/年乙醇連續(xù)精餾塔設(shè)計</p><p> 目的與意義:乙醇是重要的化工原料,對乙醇連續(xù)精餾塔的設(shè)
2、計可以使學(xué)生充分利用化學(xué)工程原理課程中所學(xué)習(xí)到的知識來解決工業(yè)實際問題,同時訓(xùn)練學(xué)生一定的工程繪圖能力。 </p><p> 三.要求(包括原始數(shù)據(jù),技術(shù)參數(shù),設(shè)計要求,圖紙量,工作量要求等)</p><p> 設(shè)計條件:1. 原料液組成:乙醇50%;水50%(質(zhì)量分率);</p><p> 2. 塔頂?shù)囊掖己坎坏玫陀?0.0%;殘液
3、中乙醇含量不得高于 1.0%;</p><p> 3. 操作條件 1) 塔頂壓力0.5kpa(表壓)2)進(jìn)料熱狀態(tài) 自選3) 回流比 自選4)加熱蒸汽壓力0.3~0.5Mpa(表壓)5)單板壓降≤0.5kpa </p><p> 4.踏板類型:篩板塔</p><p> 5.塔釜采用飽和
4、水蒸汽加熱(加熱方式自選);塔頂采用全凝</p><p><b> 器,泡點回流。</b></p><p> 6.操作回流比R自選。</p><p> 設(shè)計要求:1. 設(shè)計方案的確定及流程說明;</p><p><b> 2.塔的工藝計算;</b></p><p>
5、 3.塔和塔板的工藝尺寸設(shè)計(1)塔高,塔經(jīng)及塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定;(2)踏板的流體力學(xué)演算;(3)塔板的負(fù)荷性能圖; </p><p> 4.涉及一覽表 </p><p> 5. 輔助設(shè)備選型與計算;</p><p> 6.主要接管尺寸計算</p><p> 7.對本設(shè)計的評述或有關(guān)問題的分析討論</p>
6、;<p> 8.編制設(shè)計說明書 </p><p> 圖紙要求:1.踏板布置圖;</p><p><b> 2.工藝流程圖</b></p><p><b> 摘 要</b></p><p> 本設(shè)計是以乙醇――水物系為設(shè)計物系,以篩板塔為精餾設(shè)備分離乙醇和水。篩板塔
7、是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備,此設(shè)計針對二元物系乙醇--水的精餾問題進(jìn)行分析,選取,計算,核算,繪圖等,是較完整的精餾設(shè)計過程。</p><p> 通過逐板計算得出理論板數(shù)為9塊,回流比為1.32,算出塔效率為0.51,實際板數(shù)為18塊,進(jìn)料位置為第7塊,在板式塔主要工藝尺寸的設(shè)計計算中得出塔徑為1.4米,有效塔高5.95米,篩孔數(shù)5868。通過篩板塔的流體力學(xué)驗算,證明各指標(biāo)數(shù)據(jù)均符合標(biāo)準(zhǔn)。本次設(shè)計過程正常
8、,操作合適。</p><p> 關(guān)鍵詞:乙醇、水、二元精餾、篩板連續(xù)精餾精餾塔、精餾段</p><p><b> 第1章 </b></p><p> 1.1精餾原理及其在化工生產(chǎn)上的應(yīng)用</p><p> 實際生產(chǎn)中,在精餾柱及精餾塔中精餾時,上述部分氣化和部分冷凝是同時進(jìn)行的。對理想液態(tài)混合物精餾時,最后得到的
9、餾液(氣相冷卻而成)是沸點低的B物質(zhì),而殘液是沸點高的A物質(zhì),精餾是多次簡單蒸餾的組合。精餾塔底部是加熱區(qū),溫度最高;塔頂溫度最低。精餾結(jié)果,塔頂冷凝收集的是純低沸點組分,純高沸點組分則留在塔底。</p><p> 1.2精餾塔對塔設(shè)備的要求</p><p> 精餾設(shè)備所用的設(shè)備及其相互聯(lián)系,總稱為精餾裝置,其核心為精餾塔。常用的精餾塔有板式塔和填料塔兩類,通稱塔設(shè)備,和其他傳質(zhì)過程一
10、樣,精餾塔對塔設(shè)備的要求大致如下: </p><p> 一:生產(chǎn)能力大:即單位塔截面大的氣液相流率,不會產(chǎn)生液泛等不正常流 </p><p><b> 動。 </b></p><p> 二:效率高:氣液兩相在塔內(nèi)保持充分的密切接觸,具有較高的塔板效率或傳質(zhì)效率。 </p><p> 三:流體阻力?。毫黧w通過塔設(shè)備
11、時阻力降小,可以節(jié)省動力費用,在減壓操作是時,易于達(dá)到所要求的真空度。 </p><p> 四:有一定的操作彈性:當(dāng)氣液相流率有一定波動時,兩相均能維持正常的流動,而且不會使效率發(fā)生較大的變化。 </p><p> 五:結(jié)構(gòu)簡單,造價低,安裝檢修方便。 </p><p> 六:能滿足某些工藝的特性:腐蝕性,熱敏性,起泡性等。</p><p&
12、gt; 1.3常用板式塔類型及本設(shè)計的選型</p><p> 常用板式塔類型有很多,如:篩板塔、泡罩塔、舌型塔、浮閥塔等。精餾塔屬氣—液傳質(zhì)設(shè)備。氣—液傳質(zhì)設(shè)備主要分為板式塔和填料塔兩大類。該塔設(shè)計生產(chǎn)時日要求較大,由板式塔與填料塔比較[1]知:板式塔直徑放大時,塔板效率較穩(wěn)定,且持液量較大,液氣比適應(yīng)范圍大,因此本次精餾塔設(shè)備選擇板式塔。篩板塔是降液管塔板中結(jié)構(gòu)最簡單的,它與泡罩塔相比較具有下列優(yōu)點:生產(chǎn)能
13、力大10-15%,板效率提高15%左右,而壓降可降低30%左右,另外篩板塔結(jié)構(gòu)簡單,消耗金屬少,塔板的造價可減少40%左右,安裝容易,也便于清洗檢修[2]。因此,本設(shè)計采用篩板塔比較合適。</p><p> 乙醇與水的分離是正常物系的分離,精餾的意義重大,在化工生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛,對于提純物質(zhì)有非常重要的意義。所以有必要做好本次設(shè)計</p><p> 第二章流程的確定和說明</p
14、><p><b> 2.1設(shè)計思路</b></p><p> 首先,乙醇和水的原料混合物進(jìn)入原料罐,在里面停留一定的時間之后,通過泵進(jìn)入原料預(yù)熱器,在原料預(yù)熱器中加熱到泡點溫度,然后,原料從進(jìn)料口進(jìn)入到精餾塔中。因為被加熱到泡點,混合物中既有氣相混合物,又有液相混合物,這時候原料混合物就分開了,氣相混合物在精餾塔中上升,而液相混合物在精餾塔中下降。氣相混合物上升到塔頂
15、上方的冷凝器中,這些氣相混合物被降溫到泡點,其中的液態(tài)部分進(jìn)入到塔頂產(chǎn)品冷卻器中,停留一定的時間然后進(jìn)入乙醇的儲罐,而其中的氣態(tài)部分重新回到精餾塔中,這個過程就叫做回流。液相混合物就從塔底一部分進(jìn)入到塔底產(chǎn)品冷卻器中,一部分進(jìn)入再沸器,在再沸器中被加熱到泡點溫度重新回到精餾塔。塔里的混合物不斷重復(fù)前面所說的過程,而進(jìn)料口不斷有新鮮原料的加入。最終,完成乙醇和水的分離。</p><p><b> 2.2
16、設(shè)計流程</b></p><p> 乙醇—水混合液經(jīng)原料預(yù)熱器加熱,進(jìn)料狀況為汽液混合物q=1 送入精餾塔,塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝,一部分入塔回流,其余經(jīng)塔頂產(chǎn)品冷卻器冷卻后,送至儲罐,塔釜采用直接蒸汽加熱,塔底產(chǎn)品冷卻后,送入貯罐(附流程圖)。</p><p> 第三章 篩板式精餾塔的工藝設(shè)計</p><p> 3.1. 乙醇和水的汽液平衡組
17、成</p><p><b> 相對揮發(fā)度的計算:</b></p><p> 塔頂產(chǎn)品濃度為90.0%,因此,可近似看成純乙醇溶液;同理,塔底濃度為1.0%可近似看成純水溶液。所以,塔頂溫度為乙醇沸點為78.5oC,塔底溫度為水的沸點98.75oC</p><p> 查設(shè)計書附錄二得:不同溫度下乙醇和水的汽液平衡組成如下表所示:</p
18、><p> 根據(jù)以上數(shù)據(jù)畫出以下乙醇-水的t-x(y)相平衡圖,以及乙醇-水的x-y圖</p><p> 3.2全塔物料衡算 </p><p> 原料液中:設(shè) A組分-乙醇; B組分-水</p><p><b> 查和得: </b></p><p> 乙醇的摩爾質(zhì)量:M乙=46 kg
19、/kmol</p><p> 水的摩爾質(zhì)量: M水=18 kg/kmol</p><p> 因為入口的原料液是上游為95——96℃的飽和蒸汽冷卻至90oC所得,因此,x F的液相組成就是95.5 oC的氣相組成。經(jīng)查表得,95.5 oC的飽和蒸汽進(jìn)料液的摩爾組成為:</p><p> x F = 0.2813</p><p> 根據(jù)產(chǎn)
20、量和所定工作時間,即日產(chǎn)13.34kg,90.0%乙醇,每天24小時連續(xù)正常工作,則</p><p> 原料處理量:kmol/h</p><p><b> 求q值</b></p><p><b> 選泡點進(jìn)料 q=1</b></p><p> 塔頂和塔釜溫度的確定</p>&l
21、t;p> 由t-x-y圖可知: 塔頂溫度t=78.5℃,塔底溫度t= 98.75℃,</p><p> △t=1/2(tD+tw)=88.63℃</p><p> 3.3回流比和理論塔板的確定</p><p> 圖解法的回流比=0.8800 =1.5=1.32</p><p> 3.3.1操作方程的確定</p&
22、gt;<p><b> 提鎦段操作線方程:</b></p><p> 3.3.2理論板數(shù)確定:</p><p> 精餾段α:2.8 氣液平衡方程: 操作線方程: </p><p> 提留段α:5.6 氣液平衡方程: 操作線方程:</p><p><b> 理論板數(shù):</b>
23、</p><p> 3.3.3板效率及實際塔板數(shù)的確定 </p><p><b> ℃ ℃ ℃</b></p><p><b> 精餾段:℃</b></p><p><b> 提留段:℃</b></p><p><b> 全塔:℃&
24、lt;/b></p><p> 不同溫度下乙醇和水的粘度</p><p><b> 實際板數(shù)</b></p><p> 3.4 操作參數(shù)的確定</p><p> 3.4.1精餾段參數(shù)的確定</p><p> 不同溫度下乙醇和水的密度</p><p><
25、b> 平均組成</b></p><p> 2.5.1 平均組成</p><p> 據(jù)參考平衡數(shù)據(jù),得出</p><p><b> 第一塊板的壓強</b></p><p><b> 最后一塊板的壓強</b></p><p><b> 精
26、餾段平均壓強</b></p><p> 3.4.2 精餾段氣相體積流率及密度</p><p> 3.4.3 精餾段液相體積流率及密度</p><p> 3.4.4 精餾段表面張力σ</p><p><b> 臨界溫度℃ ℃ </b></p><p><b>
27、 ℃</b></p><p> 3.4.5 提餾段參數(shù)的確定</p><p><b> ℃</b></p><p> 2.6.1 組成</p><p> 3.4.6 提餾段氣相體積流率及密度</p><p> 提餾段的第一塊板的壓強</p><p>
28、;<b> 最后一塊板的壓強</b></p><p><b> 提餾段平均壓強</b></p><p> 3.4.7 提餾段液相體積流率及密度</p><p> 3.4.8 提餾段段表面張力σ</p><p> 參考溶劑手冊得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的乙醇水溶液的表面張力為</p>&l
29、t;p> 乙醇的臨界溫度為 243.1℃,水的臨界溫度為374.2℃</p><p><b> ℃</b></p><p> 3.5塔和塔板主要工藝尺寸計算</p><p> 3.5.1 塔板橫截面的布置計算</p><p><b> 塔徑D的計算</b></p>&l
30、t;p> H-=0.35-0.06=0.29m</p><p> 參考化工原理下表10-1,取板間距H=0.35m 0.06m</p><p> 兩相流動參數(shù)計算如下</p><p><b> = =0.02</b></p><p> 帶入數(shù)據(jù)的:a=-3.45 b=-0.54 c=-0.078 ex
31、p </p><p> 圓整D=1.4m 校正: </p><p> 3.5.2塔板詳細(xì)設(shè)計 </p><p> 選用單溢流,弓形降液管,不設(shè)進(jìn)口堰。</p><p> 因為弓形降液管具有較大容積,又能充分利用塔面積,且單溢流液體流徑長,塔板效率高,結(jié)構(gòu)簡單,廣泛用于直徑小于2.2米的塔中。[4]</p><p
32、><b> (1)溢流裝置</b></p><p> 取堰長=0.645D=0.645×1.4=0.903m, 選擇平流溢流堰</p><p> 出口堰高 ,已取=0.05</p><p> =2.84×E 取E=1 </p><p> =0.05-0.00756=0.05m<
33、/p><p> 取0.050是符合的。</p><p> ∴hL=hW+hOW=0.050+0.00756=0.05756m</p><p> 修正后hL對un影響不大,顧塔徑計算不用修正.</p><p> (2) 降液管寬度Wd與降液管面積Af</p><p> 由/D=0.645查化工原理課程設(shè)計書附錄4得
34、: </p><p> ?。?)降液管底隙高度</p><p> (4)塔板布置 </p><p> (3)篩板數(shù)與開孔率 初取, 呈正三角形排列</p><p> 依下式計算塔板上的開孔率</p><p> =10.1% 則每層塔板上的開孔面積為:</p><p> 2
35、.6.2 篩板能校塔流體力學(xué)校核</p><p> 板壓降的校核 氣體通過篩板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋篽p=hc+hL+hσ</p><p> (1)干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?lt;/p><p> 取板厚,,查化工原理下圖10-45得:</p><p><b> Co=0.84</b></p><
36、p><b> m/s</b></p><p> hc=0.051=0.051=0.0172m液柱</p><p> (2)氣體穿過板上液層壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨萮l</p><p> 相應(yīng)的氣體動能因子 </p><p> 查化工原理下圖10-46得:</p><p><b&g
37、t; β=0.72</b></p><p><b> 液柱</b></p><p> (3)克服液體表面張力壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨萮σ</p><p><b> =</b></p><p> ∴ 板壓降 hp=hc+hL+hσ=0.0172+0.0368+0.00180=0.07
38、2 m</p><p> 本設(shè)計系常壓操作,對板壓降本身無特殊要求。</p><p> 1 液沫夾帶量的校核 </p><p> ev=kg液/Kg汽</p><p> 0.049<0.1Kg液/Kg氣</p><p> 故在設(shè)計負(fù)荷下不會發(fā)生過量液沫夾帶。</p><p>
39、; 2 溢流液泛條件的校核</p><p> 溢流管中的當(dāng)量清液高度可由式 計算液體沿篩板流動時,阻力損失很小,其液面落差可忽略不計,即 。</p><p> 已知: , ,</p><p> 故降液管內(nèi)的當(dāng)量清液高度: </p><p> 乙醇-水混合液不易起泡,取=0.5,則降液管內(nèi)泡沫層高度:</p>
40、<p> 故不會產(chǎn)生溢流液泛。</p><p> 液體在降液管內(nèi)停留時間的校核 </p><p> 降液管內(nèi)的停留時間 τ=〉5s</p><p> 不會產(chǎn)生嚴(yán)重的氣泡夾帶。</p><p><b> 漏液點的校核 </b></p><p><b>
41、漏液點的孔速為:</b></p><p> uow=4.4*0.84=7.89(m/s)</p><p> 篩孔氣速= (m/s)</p><p> 塔板穩(wěn)定系數(shù) K=>1.5</p><p> 表明具有足夠的操作彈性。</p><p> 根據(jù)以上各項流體力學(xué)驗算,可認(rèn)為設(shè)計的塔徑及各工藝尺
42、寸合適。 </p><p> 2.7 提餾段塔板負(fù)荷性能圖</p><p> 注:以下計算常用得,E ~~經(jīng)驗計算,</p><p> 取E=1.0 則=2/3 </p><p> 2.7.1 過量霧沫夾帶線</p><p> 依下式計算: =3.2 (2-1)
43、</p><p><b> 式中: ===</b></p><p><b> =(h+h)==</b></p><p> 令=0.1kg液/kg氣,由= 17.1410, H=0.35</p><p> 代入式(2-1)得:0.1=()</p><p> 整理得:
44、 </p><p> 在操作范圍中,任取幾個值,根據(jù)上式算出值列于表2-6中:</p><p><b> 表2-6</b></p><p> 依表中數(shù)據(jù)在作出過量液沫夾帶線(參見圖2-2) </p><p> 2.7.2溢流液泛線</p><p>
45、 由式 和 聯(lián)立求解。</p><p><b> (1) </b></p><p> =()()=() </p><p><b> =()=</b></p><p><b> =(h+h)=</b></p><p> 故
46、 =++0.0018 </p><p> =++ 0.0338</p><p> (2)=0.153()=()= 則: </p><p> ++ 0.0338+0.05+0.714+ </p><p> 整理得: =14.525-146.375-79281.125 <
47、;/p><p> 任取幾個值(2-18)式計算值,見表2-7,作出液泛線(3)</p><p><b> (參見2-2圖)</b></p><p><b> 表2-7</b></p><p> 2.7.3液相上限線</p><p> 取液體在降液管中停留時間為8秒。&l
48、t;/p><p> 則 ===0.0035()</p><p> 在=0.0035處作出垂線得液相負(fù)荷上限線,可知在圖上</p><p> 它為與氣體流量 無關(guān)的垂直線。(參見圖2-2)</p><p> 2.7.4漏液線(氣相負(fù)荷下限線)</p><p> 由 h=h+h=0.05+0.714
49、</p><p> u=代入下式求漏液點氣速式:</p><p> u=4.4C </p><p><b> =4.40.74</b></p><p> 將=1.437 代入上式并整理得:</p><p> =11.11 </p><
50、;p> 據(jù)上式,取若干個值計算相應(yīng)值,見表2-8,作漏液線</p><p><b> (參見圖2-2)</b></p><p><b> 表2-8</b></p><p> 2.7.5液相下限線</p><p> 取平頂堰堰上液層高度=7.56,作為液相負(fù)荷下限條件,低于此下限,則不
51、能保證板上液流分布均勻。 則</p><p> h=2.8410E() </p><p> 0.00756=2.84101.01()</p><p><b> 整理得: </b></p><p> 在圖上處作垂線即為液相下限線。(見圖2-2)</p><p&
52、gt;<b> 2.7.6 操作線</b></p><p> P點為操作點,其坐標(biāo)為:</p><p><b> , </b></p><p> OP為操作線,OP與液泛線的交點對應(yīng)氣相負(fù)荷為,與漏夜線的交點對應(yīng)氣相負(fù)荷為可知:</p><p><b> 精餾段的操作彈性=&l
53、t;/b></p><p> 3 精餾塔的附屬設(shè)備及選型</p><p> 3.1 輔助設(shè)備的選型</p><p> 本精餾塔選用直接蒸汽加熱,其附屬設(shè)備主要有蒸汽冷凝器、產(chǎn)品冷凝器、連接管、泵等(由于原料由上游而來,且進(jìn)料時溫度為90℃,故不需預(yù)熱。)列管換熱器具有結(jié)構(gòu)較簡單,加工制造比較容易,結(jié)構(gòu)堅固,性能可靠,適應(yīng)面廣等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用與化工
54、生產(chǎn)中,特別是列管式換熱器在現(xiàn)階段的化工生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛,而且設(shè)計數(shù)據(jù)和資料較為完善,技術(shù)上比較成熟。因此,以下的冷凝器采用列管換熱器。</p><p> 3.1.1間接接蒸汽加熱</p><p> 本設(shè)計中,水為難揮發(fā)組分,采用間接蒸汽加熱方式,以提高傳熱效果。</p><p> 不同溫度下水和乙醇的汽化潛熱</p><p> 乙
55、醇 : </p><p><b> 水: </b></p><p><b> 3.1.2冷凝器</b></p><p> 采用列管式冷凝器,并使塔頂蒸汽在殼程冷凝,冷卻水在管程流動,以提高傳熱系數(shù)和便于排出凝液。</p><
56、;p><b> 熱量衡算 </b></p><p> 塔頂上升蒸汽的摩爾潛熱</p><p> 冷卻水出口溫度不宜超過50否則會使溶于水中的無機鹽析出,破壞效果。</p><p> 在30℃時,KJ/Kg·K-1 </p><p> 設(shè)冷卻水進(jìn)口溫度為20,出口溫度為40,則水的冷卻用量為
57、:</p><p><b> ===4636.8</b></p><p> 設(shè)傳熱方式為逆流傳熱</p><p> 選型 查書取=1000</p><p><b> ==</b></p><p> 換熱器面積: A====34.789m</p>&
58、lt;p> 查書可選G500-25-35型列管式換熱器,主要設(shè)計參數(shù)如下:</p><p> A=35m,管長L=3000,管程數(shù)4,公稱直徑DN=500mm,碳鋼管</p><p> 3.1.3塔底再沸器的熱負(fù)荷</p><p> (1)塔底上升蒸汽的摩爾潛熱</p><p> (2)由于加熱蒸汽的壓力為0.3~0.5MPa
59、,操作壓力為101.3KPa所以P=101.3+500=601.3KPa.該壓力下水的汽化潛熱</p><p><b> 水的比熱</b></p><p> 選型 查書取=1000</p><p><b> =22.5</b></p><p> 換熱器面積: A==m查書可選JB4714
60、,4715-92型列管式換熱器,主要設(shè)計參數(shù)如下:</p><p> A=78.2m,管長L=6000,管程數(shù)4,公稱直徑DN=500mm,</p><p><b> 換熱器規(guī)格匯總表</b></p><p> 3.2 塔的主要接管尺寸的選取</p><p> 接管尺寸由管內(nèi)蒸氣、液體速度及體積流量決定。本塔的
61、接管均采用YB231-64熱扎無縫鋼管[5]。</p><p> 3.2.1加料管管徑</p><p> 進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多,有直管進(jìn)料管、T型進(jìn)料管。本設(shè)計采用直管進(jìn)料管。管徑計算如下: </p><p><b> ,查標(biāo)準(zhǔn)系列選取。</b></p><p> 3.2.2回流管管徑
62、 </p><p><b> 采用直管回流管,取</b></p><p><b> ,查表取。</b></p><p> 3.2.3排液排除管徑</p><p><b> 取,直管出</b></p><p><b> ,查表取。<
63、;/b></p><p> 3.2.4 塔頂蒸氣出口管徑</p><p> 直管出氣,取出口氣速,則</p><p><b> ,查表取。</b></p><p> 3.2.5 飽和水蒸汽管徑</p><p><b> 采用直管,取氣速,</b></
64、p><p><b> ,查表取。 </b></p><p><b> 接口管路匯總表</b></p><p><b> 3.3輸送泵的選取</b></p><p><b> 泵的分類</b></p><p> 泵按作用與液體
65、的原理一般分為葉片式和容積式, 本設(shè)計使用的離心泵在化工廠是很常見的,其性能普遍適用于一般的液體輸送。因此本設(shè)計選用離心泵輸送各液體。</p><p><b> 選泵原則</b></p><p> 根據(jù)介質(zhì)物性,已經(jīng)確定的流量,揚程,再從化工原理下冊附表中選擇泵的具體型號,察看性能參數(shù)(包括流量、揚程或壓差、效率、允許吸上高度或允許其容度)。</p>
66、<p><b> (1)釜液泵的選型</b></p><p><b> 釜液流量為:</b></p><p> 由塔高9.251m進(jìn)料板高4.3m看出所需揚程,設(shè)輸送對揚程的要求不高<8.5m.</p><p> 查表選取冷卻泵 ,如下表所示:</p><p> 餾出液冷
67、卻水泵的選型</p><p> 餾出液冷卻水流量為:</p><p> 由塔高9.251m進(jìn)料板高4.3m看出所需揚程,設(shè)輸送對揚程的要求不高<12.5m.</p><p> 查表選取冷卻泵 ,如下表所示:</p><p> (3)進(jìn)料液泵的選型</p><p><b> 進(jìn)料液流量為:<
68、;/b></p><p> 由塔高9.251m進(jìn)料板高4.3m看出所需揚程,設(shè)輸送對揚程的要求不高<12m.</p><p> 查表選取冷卻泵 ,如下表所示:</p><p> 4 塔高的確定及塔的其它工藝條件</p><p> 板式塔內(nèi)裝有塔板,降液管,各物流進(jìn)出口管及人孔(手孔),除沫器、噴灑器等附屬裝置。一般塔板按
69、設(shè)計板間距安裝,其它可據(jù)需求決定板間距。</p><p> 板式塔內(nèi)裝有塔板,降液管,各物流進(jìn)出口管及人孔(手孔),除沫器、噴灑器等附屬裝置。一般塔板按設(shè)計板間距安裝,其它可據(jù)需求決定板間距。</p><p> 4.1 塔高的設(shè)計計算 </p><p> 4.1.1 塔的頂部空間高度</p><p> 塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)?/p>
70、一層塔盤到塔頂封頭的直線距離,塔頂部空間高度為1400mm。</p><p> 4.1.2 塔的底部空間高度</p><p> 塔的底部空間高度是指塔底最末一層塔盤到塔底下封頭切線的距離,取停留時間t=4min</p><p><b> 4.1.3 人孔</b></p><p> 取每隔7層塔板設(shè)一個人孔經(jīng)計
71、算共需要兩個人孔。取板間距</p><p> 4.1.4 進(jìn)料板</p><p><b> 個數(shù)為.板間距</b></p><p> 4.1.5 塔立體高度</p><p> 4.1.2塔板結(jié)構(gòu)的確定</p><p> 塔板按結(jié)構(gòu)特點,大致分為整塊式和分塊式兩類。塔徑為300-900
72、mm時,</p><p> 一般采用整塊式;塔徑超過800-900mm時,由于鋼度,安裝,檢修等要求將</p><p> 塔板分成數(shù)塊。本設(shè)計采用分塊式,將塔板分為四塊。(本設(shè)計篩板板面及其</p><p> 工藝尺寸圖可參見附圖5)</p><p> 5 設(shè)計結(jié)果概要及匯總表</p><p> 全塔工藝設(shè)
73、計結(jié)果總匯</p><p><b> 符號一覽表 </b></p><p><b> 6 設(shè)計方案討論</b></p><p> 本次課程設(shè)計不同于往常的作業(yè),它具有多方案性,由同一思路可地多種結(jié)果。其目的是希望我們能夠綜合運用以前學(xué)過的各課程知識,通過認(rèn)真的設(shè)計計算和每項項目的精心校核,提高分析問題、解決問題,理
74、論聯(lián)系實際,獨立思考問題等能力。我通過仔細(xì)計算和校核,在老師和小組成員的幫助下,得出了以上設(shè)計步驟和結(jié)果。</p><p> 從設(shè)計結(jié)果看,本設(shè)計基本上是可行的,但仍存在一些不足之處,在此我將經(jīng)驗和不足總結(jié)如下:</p><p><b> 經(jīng)驗:</b></p><p> ?。?)本次設(shè)計的是乙醇-水精餾塔,由于該物系非理想物系,所以不能用
75、逐板法求取理論板數(shù),因此本設(shè)計選用畫圖法。設(shè)計中很多數(shù)據(jù)都是由x-y圖或t-x-y圖讀出。</p><p> (2)本設(shè)計計算中涉及到很多繁冗的公式,并且在不同書籍中對同一公式的表達(dá)有出入,這給計算帶來了一定誤差。</p><p> ?。?)在計算中,有一些計算值和實際值是有一段差距的。如:計算得出的塔效率ET=51%,而實際中可達(dá)到60-70%.由此可知,設(shè)計計算只能幫助我們設(shè)計出大概
76、規(guī)格,在實際操作中還有待修正。</p><p> ?。?)在物性計算中,一定注意要取平均值,而不能直接應(yīng)用某個溫度下的物性。</p><p> ?。?)回流比與經(jīng)濟校核密切相關(guān),回流比太大,使能耗增加;太小,則塔板數(shù)增多,塔的制造費用增加。所以,應(yīng)該根據(jù)N-R關(guān)聯(lián)圖來選擇最適合的回流比。</p><p> (6)對塔板流體力學(xué)的驗算是一項繁冗而耗時的工作,因此要認(rèn)
77、真對待,仔細(xì)計算,盡力將錯誤減小到最低值。</p><p> ?。?)塔的輔助設(shè)備設(shè)計主要是設(shè)計各換熱器。在這里主要應(yīng)抓住熱量衡算這一點,求出Q值后即可求出換熱面積,就能選型了。</p><p> ?。?)從設(shè)計總體看,各設(shè)計過程和結(jié)果是相互關(guān)聯(lián),相互影響的。對某一設(shè)計值若取的不好,就很有可能影響到后邊乃至全設(shè)計的結(jié)果。因此,在作設(shè)計時一定要統(tǒng)籌全局,不能顧此失彼。</p>
78、<p><b> 2、不足之處</b></p><p> ?。?)本設(shè)計中對一些數(shù)據(jù)的選取均選了經(jīng)驗值或參考值,這使計算不夠精確。實際工作中應(yīng)盡量查取精確值。</p><p> ?。?)本設(shè)計中有些計算是為了方便計算或受實際情況的限制不能考察的,忽略或省略了某些因素,這對計算結(jié)果會造成一定影響。在實際工作中應(yīng)盡量考慮周全。</p><p
79、> ?。?)從液體在降液管中的停留時間看,停留的時間較長,這會使塔的流動受影響。但若使降液管面積減小以減小停留時間,則可能發(fā)生氣泡夾帶現(xiàn)象。因此在本設(shè)計中沒有特別調(diào)整,在實際工作中應(yīng)給予重視。</p><p><b> 3、總結(jié)</b></p><p> 由于本人的能力有限,此次設(shè)計難免有些不足之處。但通過這次設(shè)計,我的“查閱”、“選擇”、“計算”、“設(shè)計”
80、及“表述”等能力有了很大提高,并且鞏固所學(xué)化工原理知識以及其他知識,使得所學(xué)的理論知識和實際設(shè)計聯(lián)系了起來。培養(yǎng)了扎實、嚴(yán)謹(jǐn)、求實、創(chuàng)新的作風(fēng),這對于我以后的學(xué)習(xí)和工作都是大有益處的。</p><p> 更重要的是,我們應(yīng)該將這些學(xué)習(xí)工作方法,以及優(yōu)良的作風(fēng)帶到以后的實際工作中去。在實際工作中不斷提高自己的周密設(shè)計能力,給工廠和企業(yè)帶來實際效益。</p><p><b> 參
81、考文獻(xiàn)</b></p><p> 本設(shè)計中所選的物性和參數(shù)若是從《化工原理》課本上選取的,均不列出參考文獻(xiàn)。</p><p> [1]《化工設(shè)計》,第1版,婁愛娟 吳志泉 吳敘美,華東理工大學(xué)出版社,上海,2002.</p><p> [2]《化工工藝設(shè)計手冊》,第三版上冊,中國石化集團上海工程有限公司編.</p><p>
82、 [3]《化工原理課程設(shè)計》,柴誠敬 李阿娜等編, 天津大學(xué)化工原理教研室, 天津科學(xué)技術(shù)出版社,天津,1994.</p><p> [4]《化工工藝設(shè)計手冊 下冊》,第1版,國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計院編,化學(xué)工業(yè)出版社,北京,1986.</p><p> [5]《化工工藝設(shè)計手冊 上冊》,第1版,國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計院編,化學(xué)工業(yè)出版社,北京,1986.</p>
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