化工原理連續(xù)精餾塔課程設(shè)計(jì)--3.5萬噸年乙醇連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì)

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化工原理連續(xù)精餾塔課程設(shè)計(jì)--3.5萬噸年乙醇連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì)_第1頁

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文檔簡(jiǎn)介

1、　?。?lt;/b>　　二〇一五年七月　　化工原理—化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書　　設(shè)計(jì)題目　　3.5萬噸/年乙醇連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì)　　二

2、. 原始數(shù)據(jù)及條件　　生產(chǎn)能力：年產(chǎn)3.5萬噸乙醇（開工率300天/年），每天工作24小時(shí)；　　原料：乙醇含量為45%（質(zhì)量分率，下同），水含量為55%的常溫混合液。　　分離要求：塔頂，乙醇含量不低于91%　　塔底，乙醇含量不高于 2% <p

3、>　　操作條件：　　三. 設(shè)計(jì)要求：　?。ㄒ唬┚幹埔环菰O(shè)計(jì)說明書，主要內(nèi)容包括：　　1. 前言　　2. 設(shè)計(jì)方案的確定和流程的說明

4、　　3. 塔的工藝計(jì)算　　4. 塔和塔板主要工藝尺寸的設(shè)計(jì)　　a. 塔高、塔徑及塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定　　b. 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算　　c. 塔板的負(fù)荷性能圖　　5. 附屬設(shè)備的

5、選型和計(jì)算　　7. 注明參考和使用的設(shè)計(jì)資料　　8. 對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述或有關(guān)問題的分析討論　?。ǘ├L制一個(gè)帶控制點(diǎn)的工藝流程圖（2#圖）　　（三）繪制精餾塔的工藝條件圖（1#圖紙）　　推薦教材及主要參考書：

6、　　1.王國(guó)勝, 裴世紅，孫懷宇. 化工原理課程設(shè)計(jì). 大連：大連理工大學(xué)出版社，2005　　2. 賈紹義，柴誠(chéng)敬. 化工原理課程設(shè)計(jì). 天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，2002.　　3. 馬江權(quán)，冷一欣. 化工原理課程設(shè)計(jì). 北京：中國(guó)石化出版社，2009.　　4.《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，上、下冊(cè);

7、　　5.《化學(xué)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》；上、下冊(cè);　　6. 化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編輯委員會(huì).化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書-塔設(shè)備；化學(xué)工業(yè)出版社：北京. 2004，01　　7.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編輯委員會(huì).化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書-管道；化學(xué)工業(yè)出版社：北京. 2004，01　　8.陳敏恒. 化工原理(第三

8、版). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006 　　目錄　　第一章設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介........................................1　　第二章工藝流程圖及說明....................................2</p&g

9、t;　　第三章塔板的工藝計(jì)算......................................3　　3.1 精餾塔全塔物料衡算..................................3　　3.2基本物性參數(shù)計(jì)算....................................3

10、　　3.2.1溫度...........................................3　　3.2.2精餾段和提餾段平均組成.........................4　　3.2.3摩爾質(zhì)量.......................................4

11、　　3.2.4操作壓力.......................................4　　3.2.5密度..........................................4　　3.2.6混合物表面張力...................................5　　3.

12、2.7混合物的粘度................................6　　3.2.8相對(duì)揮發(fā)度.....................................6　　3.3理論塔板和實(shí)際塔板數(shù)的計(jì)算...........................7　　3.3.1最小回流比的確定....

13、...............................7 3.3.2理論塔板數(shù)的確定..................................7　　3.3.3確定進(jìn)料位置....................................10　　第四章塔體的主要工藝尺寸計(jì)算...........................

14、....11　　4.1塔體主要尺寸確定..................................11　　4.1.1塔徑的初步計(jì)算....................................11　　4.1.2塔體主要工藝尺寸計(jì)算.............................12&l

15、t;/p>　　4.1.3塔板布置....................................13　　4.2 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算....................................14　　4.2.1塔板壓降.........................................14<

16、;/p>　　4.2.2頁面落差.........................................14　　4.2.3液泛.............................................15　　4.2.4漏液.........................................

17、..15　　4.2.5液沫夾帶.......................................15　　4.3塔板負(fù)荷性能曲線......................................15　　4.3.1漏液線......................................

18、....15　　4.3.2液沫夾帶線......................................15　　4.3.3液相負(fù)荷下限線..................................16　　4.3.4液相負(fù)荷上限線..................................1

19、7　　4.3.5液泛線..........................................17　　第五章板式塔的結(jié)構(gòu)..........................................19　　5.1塔其他部分高度的計(jì)算...............................

20、...19　　5.1.1塔的頂部空間高度................................19　　5.1.2塔的底部空間高度................................19　　5.1.3人孔............................................1

21、9　　5.2接管..............................................19　　5.2.1進(jìn)料管..........................................19　　5.2.2回流管.....................................

22、.....20　　5.2.3塔底出料管......................................20　　5.2.4塔頂蒸汽出料管..................................20　　5.2.5塔底進(jìn)氣管....................................

23、..21　　第六章附屬設(shè)備的計(jì)算.......................................22　　6.1 熱量衡算............................................22　　6.2附屬設(shè)備的選型..............................

24、..........23　　6.2.1再沸器..........................................23　　6.2.2塔頂回流冷凝器..................................24　　6.2.3塔頂產(chǎn)品冷凝器...........................

25、.......24　　6.2.4塔底產(chǎn)品冷凝器..................................24　　6.2.5原料預(yù)熱器......................................25　　第七章設(shè)計(jì)評(píng)述...................................

26、..........26　　主要符號(hào)說明.................................................27　　塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果參數(shù)............................................. 29　　第一章設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介&l

27、t;p>　　精餾的基本原理是根據(jù)各液體在混合液中的揮發(fā)度不同，采用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理來實(shí)現(xiàn)連續(xù)的高純度分離。在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于物系的分離、提純、制備等領(lǐng)域，并取得了良好的效益。其中主要包括板式塔和填料塔，而板式塔的塔板類型主要有泡罩塔板、浮閥塔板、篩板塔板、噴射塔板等等,本次課程設(shè)計(jì)是篩板塔。　　精餾過程與其他蒸餾過程最大的區(qū)別，是在塔兩端同時(shí)提供純度較高的液

28、相和氣相回流，為精餾過程提供了傳質(zhì)的必要條件。提供高純度的回流，使在相同理論板的條件下，為精餾實(shí)現(xiàn)高純度的分離時(shí)，始終能保證一定的傳質(zhì)推動(dòng)力。所以，只要理論板足夠多，回流足夠大時(shí)，在塔頂可能得到高純度的輕組分產(chǎn)品，而在塔底獲得高純度的重組分產(chǎn)品。精餾廣泛應(yīng)用于石油,化工,輕工等工業(yè)生產(chǎn)中,是液體混合物分離中首選分離方法　　本次課程設(shè)計(jì)是分離乙醇——水二元物系。在此我選用連續(xù)精餾篩板塔。具有以下優(yōu)

29、點(diǎn)：　　(1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低　　(2) 板上頁面落差小，其他壓降低　　(3) 氣體分散均勻，傳質(zhì)效率高　　具有以下缺點(diǎn)：　　篩板易堵塞，不易處理結(jié)焦、粘度大的物料&

30、lt;p>　　本次設(shè)計(jì)針對(duì)二元物系的精餾問題進(jìn)行分析、計(jì)算、核算、繪圖，是較完整的精餾設(shè)計(jì)過程。精餾設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)方案的選取，主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算——物料衡算、工藝參數(shù)的選定、設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算、輔助設(shè)備的選型、工藝流程圖的制作、主要設(shè)備的工藝條件圖等內(nèi)容。通過對(duì)精餾塔的運(yùn)算，可以得出精餾塔的各種設(shè)計(jì)如塔的工藝流程、生產(chǎn)操作條件、物性參數(shù)及接管尺寸是合理的，以保證精餾過程的順利進(jìn)行并使效率盡可能的提高。</p

31、>　　工科大學(xué)生應(yīng)具有較高的綜合能力，解決實(shí)際生產(chǎn)問題的能力，課程設(shè)計(jì)是一次讓我們接觸實(shí)際生產(chǎn)的良好機(jī)會(huì)，我們應(yīng)充分利用這樣的機(jī)會(huì)認(rèn)真去對(duì)待每一項(xiàng)任務(wù)，為將來打下一個(gè)穩(wěn)固的基礎(chǔ)。　　第二章工藝流程圖及說明　　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(shí)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(diǎn)溫度

32、，然后，原料從進(jìn)料口進(jìn)入到精餾塔中。原料液全部作為提餾段的回流液。提餾段氣相混合物上升到塔頂上方的冷凝器中，這些氣相混合物被降溫冷卻，其中一部分停留一定的時(shí)間然后進(jìn)入乙醇的儲(chǔ)罐，而其中的一部分重新回到精餾塔中，這個(gè)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)品再沸器中，在再沸器中被加熱到重新回到精餾塔；一部分經(jīng)冷卻流出。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，完成乙醇與水的分離。

33、;　　冷凝器→塔頂產(chǎn)品冷卻器→乙醇儲(chǔ)罐→乙醇 ↑回流↓　　原料→原料罐→原料預(yù)熱器→精餾塔 ↑回流↓ 再沸器← → 塔底產(chǎn)品冷卻器→水的儲(chǔ)罐→水

34、;　　第三章塔板的工藝計(jì)算　　3.1 精餾塔全塔物料衡算　　F:進(jìn)料量(kmol/h) XF:原料組成　　D:塔頂產(chǎn)品流量(kmol/h)XD:塔頂組成　　W:塔底殘液流量(kmol/h)XW:塔底組成</p&

35、gt;　　XF= 　　XD= \* MERGEFORMAT 　　Xw= \* MERGEFORMAT 　　總物料衡算 : F=D+W　　易揮發(fā)組分物料衡算 : F XF=D XD+

36、W XW　　聯(lián)立以上式子得:　　F=412.32 kmol/h　　D=120.77 kmol/h　　W=291.55 kmol/s　　3.2 基本物性參數(shù)<p&g

37、t;　　3.2.1 溫度　　T頂=78.4℃　　T進(jìn)=82.4℃　　T底=99.9℃　　Tm精=( T頂+T進(jìn))/2=(

38、78.4+82.4)/2=80.4℃　　Tm提=(T進(jìn)+ T底)/2=(82.4=99.9)/2=91.2℃　　3.2.2平均組成　　由平均溫度查表可得　　精餾段平均組成：<

39、;/b>　　x =0.43　　y =0.66　　提餾段平均組成：　　x=0.0507<

40、;p>　　y=0.3306　　3.2.3摩爾質(zhì)量　　精餾段　　氣相：MV精=MA*yA+MB*yB=46*0.66+18*0.34=36.48　　液相：

41、ML精=MA*Xa+MB*Xb=46*0.43+18*0.57=30.04　　提餾段　　氣相：MV提=MA*yA+MB*yB=46*0.3306+18*0.6694=27.26　　液相：ML提=MA*Xa+MB*Xb=46*0.0507+18*0.9493=19.42<

42、/p>　　3.2.4操作壓力　　PD=101.3+0.5=101.8 kpa　　PF=101.8+0.5*16=109.8 kpa　　PW=101.8+0.5*19+5=116.3 kpa　　PM精=( P

43、D+ PF)/2=(109.8+101.8)/2=105.55 kpa　　PM提= (PF+ PW/2=(109.9+116.3)/2=113.1 kpa　　3.2.5密度　　混合液密度:　　混合

44、氣密度:（T為熱力學(xué)溫度，K）　　精餾段　　aA =0.43*46/((0.43*46)+(0.57*180)=0.62　　氣相：　　ρ精，V= p精MV精/ RTm精=107.55*36.48/

45、8.314*(80.425+273.15)=1.33 kg/m3　　液相：　　ρ精，L=1/((0.62/789)+(0.38/971.8))=849.72 kg/m3　　提餾段　　aB =0.

46、0507*46/((=0.0507*460+(18*0.9493))=0.12　　氣相：　　ρ提，V= p提MV提/ RTm提=113.1*27.26/8.314*(273.15+91.2)=1.01　　kg/m3

47、　　液相：　　ρ提，L=1/((0.12/789)+(0.88/971.8))=945.5 kg/m3　　3.2.6混合液體表面張力　　乙醇表面張力：　　水表面

48、張力：　　精餾段的平均溫度約為80℃，由表可查得　　σ精，水=62.67 mN/m　　σ精，乙醇=17.15 mN/m　　σm精=σ精，水*xA+σ精，乙醇*xB=17.15*0.43+62.67*0.57=43.1mN/m&l

49、t;p>　　提餾段的平均溫度約為90℃，由表可查得　　σ提，水=60.7 mN/m　　σ題，乙醇=16.2 mN/m　　σm提=σ提，水*xa+σ提，乙醇*xb=60.7*0.0507+16.2*0.9493=18.4 mN/m　　3.2.7相對(duì)揮發(fā)度</p&

50、gt;　　=10F　　x=5 F1=1.105-0.027x=0.97 α1=10F=9.33　　x=15F2=1.045-0.019x=0.751 α2=5.64　　x=25 F3=0.957-0.0153x=0.

51、5745 α3=37.5　　x=35F4=0.89-0.013x=0.5745α4=2.72　　x=45F5=0.78-0.01X=0.33α5=2.14　　x=55F6=0.773-0.01x=0.223α6=1.67　　x=65F7=0.603-

52、0.007x=0.148α7=1.48　　x=75F8=0.553-0.0062x=0.088α8=0.88　　x=85 F9=0.55-0.0062x=0.023 α9=0.23　　=(α1+α2+α3+α4+α5+α6+α7+α8+α9)/9=3.09<p

53、>　　3.2.8混合物的粘度　　精餾段溫度約為80℃ 　　查表，得μ水=0.3565mpa·s, μ醇=0.4950mpa·s　　提餾段溫度約為91℃ 　　查表，得μ水=0.3130mpa·s, μ醇=0.3960mpa

54、83;s　　(1)精餾段粘度：　　μ1=μ醇x1+μ水(1-x1)=0.4950*0.43+0.3565* (1-0.43)=0.4160 mpa·s　　提留段粘度: 　　μ2=μ醇x2

55、+μ水(1-x2)=0.3960*0.0507+0.3130* (1-0.0507)=0.3172 mpa·s　　平均粘度：μ=（μ1+μ2）/2=(0.4160+0.3172)=0.3666mpa.s　　3.3理論塔板和實(shí)際塔板數(shù)的計(jì)算　　3.3.1最小回流比的確定：<p

56、>　　繪出乙醇—水的氣液平衡組成，即t-X-Y曲線圖 　　由上圖知，點(diǎn)精餾線與縱軸的截距為0.37　　即為值　　XD=0.80　　最小回流比Rmin=1.16<

57、;p>　　3.3.2理論塔板數(shù)的確定：　　簡(jiǎn)捷法求理論塔板數(shù)　　Nmin=4.5　　知道：Nmin=4.5 Rmin=1.16　　通過吉利蘭圖，可查得&l

58、t;p>　　跟的關(guān)系　　在0.01＜＜0.9范圍內(nèi)　　令Y= ， X=　　有：Y=0.545827-0.591422X+0.002743/X　　R1=1.1 Rmin=1.276 R2=1.2Rmin=1.392

59、　　R3=1.3 Rmin=1.508R4=1.4 Rmin=1.624　　R5=1.5 Rmin=1.74R6=1.6 Rmin=1.856　　R7=1.7 Rmin=1.972R8=1.8 Rmin=2.088　　即：<

60、;/p>　　X1=(1.276-1.16)/(1.276+1)=0.050967　　X2=(1.392-1.16)/(1.392 +1)=0.96990　　X3=(1.508-1.16)/(1.508+1)=0.138756　　X4=(1.624-1.16)/(1.624+1)=0.1

61、76829　　X5=(1.74-1.16)/(1.74+1)=0.211679　　X6=(1.856-1.16)/(1.856+1)=0.412955　　X7=(1.972-1.16)/(1.972+1)=0.273216　　X8=(2.088-1.16)/(2.088+

62、1)=0.394280　　N1=13.1 N2=11.4　　N3=10.6N4=9.96　　N5=9.4N6=9.07　　N7=8.2N8=8.4　　用坐標(biāo)紙畫出N和R的關(guān)系圖，如下：<

63、p>　　由圖知，當(dāng)R=1.7Rmin時(shí)，N變化率已經(jīng)非常小，幾乎不再下降，此時(shí)經(jīng)濟(jì)費(fèi)用比較合理，故　　R=1.7Rmin=1.972　　NT=N-1=8.2-1=7.2塊　　實(shí)際塔板數(shù)確定：　　T頂=78.4℃ T底=99

64、.9℃　　Tm=（78.4+99.9）/2=89℃　　查表知此溫度的乙醇摩爾分?jǐn)?shù)為：6.68%　　F=1.105-0.027x=0.92　　=10F=8.32　　μ=0.3666 mpa.s&

65、lt;/p>　　ET=0.49(μL)-0.245=0.49*(8.32*0.3666)-0.245=0.382　　全塔所需實(shí)際塔板數(shù)：塊　　3.3.3確定進(jìn)料位置　　X＞80 F=0.55-0.0062x=0.55-0.0062*91=-0.0142<

66、;p>　　D=10F=0.968　　X＜30 F=0.89-0.013*24=0.578　　F=10F=3,784　　=　　Nmin，精=　　X

67、==(1.972-1.16)/(1.972+1)=0.273217　　Y=0.545827-0.591422X+0.002743/X =0.394280　　N精=　　實(shí)際精餾段層數(shù)為：Np,精=塊　　實(shí)際提餾段層數(shù)為：Np，提=19-

68、16=3塊　　故加料板層數(shù)為為：16+1=17塊　　第四章塔體的主要工藝尺寸計(jì)算　　4.1塔體主要尺寸確定　　4.1.1塔徑的初步計(jì)算　　氣液相體積流量計(jì)算<p

69、>　　(1)精餾段：　　氣相：　　液相：　?。?）提餾段 　　氣相： &

70、lt;/p>　　液相:　　精餾段塔徑計(jì)算　　氣，液相負(fù)荷：　　L=R*D=1.972*120.77=238.16　　V=(R+1)

71、*D=358.93 　　取板間距：Ht=0.5m , hL=0.06m .則Ht- hL=0.44m　　查圖可知C20=0.073 ,則 　　umax=m/s　　u= umax*0.7=1.173 m/s<

72、;p>　　D=m　　塔徑圓整后：D=1800 mm=1.8 m　　塔截面積為:　　AT=0.785D2=2.54m2　　實(shí)際空塔氣速為:</p&g

73、t;　　u=VS/AT=2.72/2.54=1.071 m/s　　精餾段有效高度 :Z精=（N精-1）HT=（16-1）*0.5=7.5m　　提餾段有效高度 :Z提=（N提-1）HT=（3-1）*0.5=1m　　進(jìn)料上方開一人入孔，高度為：0.8m

74、　全塔的有效高度：Z =7.5+1+0.8 =9.3m　　4.1.2塔體主要工藝尺寸計(jì)算　　D=1800mm 選用單溢流板即可　　堰長(zhǎng)lw 取=0.6D=1.08m　　溢流堰高度（出口堰高）hw

75、;　　選擇平直堰取E=1 　　堰上層高度: m　　hw=0.06-0.01=0.05　　弓形降液管寬度和截面積　　由lw/d=0.6查得　　Wd/D=0.11，Af /AT=0.054&

76、lt;p>　　Wd=0.198m，Af=0.137m2　　數(shù)值大于5S ，設(shè)計(jì)合理　　降液管底隙高度　　取u0＇=0.1m/s　　h0=<b

77、>　　受液盤的選取　　由于D=1800mm＞600mm　　故選用凹液盤比較合適　　4.1.3塔板布置　　塔板分布　　本設(shè)計(jì)塔徑D

78、=1.8m 采用分塊式塔板　?、俟呐輩^(qū)　?、谝缌鲄^(qū)　?、郯捕▍^(qū)　　D=1.8m＞1.5m 取WS=80mm<p&g

79、t;　?、軣o效區(qū)　　由于塔徑比較大，取WC=150mm　　篩孔的計(jì)算及其排列　　篩孔直徑：　　選用不銹鋼塔板，取d0=2.5mm </p&

80、gt;　　板厚為2.5mm　　孔中心距：　　t/d0=3 　　t=3*d0=7.5mm　　篩孔的排列與篩孔數(shù)<

81、;/p>　　采用正三角形排列　　x=D/2-（Wd+Ws）=1.8/2-(0.198+0.08)=0.622　　r= D/2-Wc=1.8/2-0.15=0.75　　鼓泡區(qū)面積：Aa=&

82、lt;p>　　開孔數(shù)：n=37265個(gè)　　開孔率：　　4.2 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算　　4.2.1塔板壓降　　△p=△pc+△p1+△pσ　　把壓力用液

83、柱高度來表示：　　hp=hc+h1+hσ　　干板壓降　　hc=　　d0/δ=1 查表得C0=0.8　　hc=0.051（25.53/0.8）2（1.3

84、3/849.72）=0.0813m　　氣體通過充氣液層的壓降　　h1=β（hw+how）　　h1=0.62*0.26=0.0372m　　液體表面張力產(chǎn)生的壓降　　hσ一般很小，可以忽略

85、hp=0.0372+0.0813=0.1185　　4.2.2液面落差 　　很小，可以忽略不計(jì)　　4.2.3液泛　　H d=hp+hL+hd　　H d=0

86、.1185+0.006+0.002=0.1265m　　(hw+HT)*0.5＞0.1265　　設(shè)計(jì)合理　　4.2.4漏液　　篩板相對(duì)漏液量為10%時(shí)，取動(dòng)能因子F0=10&

87、lt;p>　　K=u0/uo,min=14.36/8.76=1.66　　1.5＜K＜2　　故無明顯漏液現(xiàn)象　　4.2.5液沫夾帶　　hf=2.5hL=0

88、.015m　　ua=1.132m/s　　ev=0.011kg液體/kg氣體＜0.1kg液體/kg氣體　　4.3塔板負(fù)荷性能曲線　　4.3.1漏液線　　曲線1

89、;　　VS，min=0.785 d02 n u0=0.785*0.00252*38602*8.67=1.64m3/s　　4.3.2液沫夾帶線 　　曲線2　　取ev=0.1kg液/kg氣，求VS,LS關(guān)系如下&l

90、t;p>　　hf=2.5hL=2.5(hw+how)=0.125+2.5 how　　how=　　hf=0.125+1.58LS2/3　　HT-hf=0.375-1.58 LS2/3　　4.3.3液相負(fù)荷下限線

91、　　曲線3　　how=0.01　　E=1　　LS,min=　　4.3.4液相負(fù)荷上限線</p

92、>　　曲線4　　取停留時(shí)間為 5S　　LS，max=(Af+AT)/5=（0.137*0.5）/5=0.0137 m3/s　　4.3.5液泛線 &l

93、t;p>　　曲線5　　聯(lián)立解：　　帶入相關(guān)數(shù)據(jù)得：　　上圖可知：　　氣相最大負(fù)荷</b&g

94、t;　　VS,max=2.692　　氣相最小負(fù)荷　　VS,min=1.64　　操作彈性：　　第五章板式塔的結(jié)構(gòu)

95、　　5.1塔其他部分高度的計(jì)算　　5.1.1塔的頂部空間高度　　塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)谝粚铀P到塔頂封頭的直線距離，塔頂部空間高度為1200mm。 　　5.1.2塔的底部空間高度 　　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，釜液停留時(shí)間取20min

96、。釜液上方的氣液分離空間高度取1.5m。　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，塔底可取H底=2m　　5.1.3人孔　　人孔是安裝或檢修人員進(jìn)出塔的唯一通道，人孔的設(shè)置應(yīng)便于進(jìn)入任何一層塔板，由于設(shè)置人孔處塔間距離大，且人孔設(shè)備過多會(huì)使制造時(shí)塔體的彎曲度難于達(dá)到要求，一般每隔6~8塊塔板才設(shè)一個(gè)人孔，

97、，需經(jīng)常清洗時(shí)每隔3~4塊塔板才設(shè)一個(gè)人孔.本塔中共19塊板，需設(shè)置3個(gè)人孔，每個(gè)孔直徑為800mm，人孔伸入塔內(nèi)部應(yīng)與塔內(nèi)壁修平，其邊緣需倒棱和磨圓，人孔法蘭的密封面形及墊片用材，一般與塔的接管法蘭相同，本設(shè)計(jì)也是如此，取人孔所在為800mm　　5.2接管　　5.2.1進(jìn)料管進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進(jìn)料管、彎

98、管進(jìn)料管、T型進(jìn)料管。本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管。管徑計(jì)算如下 　　查標(biāo)準(zhǔn)系列選取　　經(jīng)計(jì)算，實(shí)際流速u=0.401m2/s　　5.2.2回流管　　采用直流回流管取 &l

99、t;p>　　查標(biāo)準(zhǔn)系列選取　　5.2.3塔底出料管　　取直管出料　　查標(biāo)準(zhǔn)系列選取　　5.2.4塔頂蒸汽出料管<p&g

100、t;　　直管出氣取出口氣速　　查標(biāo)準(zhǔn)系列選取　　5.2.5塔底進(jìn)氣管　　采用直管取氣速 　　查標(biāo)準(zhǔn)系列選取　　第六章附屬設(shè)備的計(jì)

101、算　　6.1 熱量衡算 　　0℃的塔頂氣體上升的焓Hv　　tD溫度下，即 78.21 ℃　　=30℃溫度下　　tw溫度下，即 91.2 ℃ <p&

102、gt;　　tD溫度下，即 78.4 ℃ 　　0℃的塔頂氣體上升的焓Qv　　塔頂以0℃為基準(zhǔn)　　溫度由78.21℃到30℃的熱量變化　　溫度由99℃到30℃的熱量變化　　回流

103、液的焓HR　　塔頂餾出液的焓HD　　因餾出口與回流液口組成一樣，所以　　冷凝器消耗的熱量QC　　進(jìn)料口的熱量QF　　t溫度下，即 82

104、.4℃ 　　=25℃溫度下　　塔釜?dú)堃旱撵蔘W　　6.2附屬設(shè)備的選型　　6.2.1再沸器　　塔釜熱損失為10%,

105、則　　設(shè)再沸器損失能量Q損=0.1QB　　加熱器實(shí)際熱負(fù)荷　　再沸器的選型：選用飽和水蒸氣加熱，傳熱系數(shù)取K=2926J/(m2.h.oC) 　　料液溫度：82℃-99℃ 水蒸氣：120℃

106、;　　加熱水蒸氣的汽化熱：r=2259.5 kJ/kmol水蒸氣的用量m水= QB/ r=　　查表得水蒸氣溫度為t=120℃取k=650（w/m2×k）則再沸器的傳熱面為:由其中Cp=4.187Kj/(kg.h)得A=147 m2　　選取型號(hào)為：G.CH800-6-70　　6.2.2塔頂回流冷凝

107、器　　有機(jī)物蒸汽冷凝器設(shè)計(jì)選用的總體傳熱系數(shù)一般范圍為500—1500℃)　　本設(shè)計(jì)取K=700℃)=2926℃)　　出料液溫度：　　冷卻水溫度： 　　逆

108、流操作：△t1=58.21 ℃ △t2=43.21℃　　選用設(shè)備型號(hào)：G500I-16-40　　6.2.3塔頂產(chǎn)品冷凝器　　出料液溫度：　　冷卻水溫度： <p&

109、gt;　　逆流操作：△t1=43.21 ℃ △t2=10℃　　選用列管式換熱器　　6.2.4塔底產(chǎn)品冷凝器　　出料液溫度：　　冷卻水溫度： </p

110、>　　逆流操作：△t1=64.91 ℃ △t2=10℃　　選用列管式換熱器。　　6.2.5原料預(yù)熱器　　原料液由25℃加熱到82℃，假設(shè)加熱蒸汽進(jìn)口溫度為130℃，出口溫度為60℃，　　原料液由25℃

111、加熱到88.29℃，假設(shè)加熱蒸汽進(jìn)口溫度為130℃，出口溫度為60℃，逆流冷凝，取傳熱系數(shù)取K=700℃)=2926℃)　　加熱蒸汽溫度： 　　原料液溫度：　　逆流操作：△t1=35 ℃ △t2=45.03℃

112、　　選用U型管換熱器。　　第七章設(shè)計(jì)評(píng)述　　化工原理課程設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，同時(shí)也是我們?cè)趯W(xué)習(xí)化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ)只是過程的初次嘗試。本次課程設(shè)計(jì)要求我們綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)，獨(dú)立思考。要做好課程設(shè)計(jì)，不僅要了解工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)

113、容，掌握設(shè)計(jì)的程序和方法，還要求有縫隙和解決工程實(shí)際問題的能力。　　此次設(shè)計(jì)學(xué)到的真的很多。對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)的乙醇-水溶液連續(xù)精餾，讓自己對(duì)于篩板塔的連續(xù)精餾有了一定的認(rèn)識(shí)，至少對(duì)于篩板精餾設(shè)備有了基礎(chǔ)的了解，對(duì)于溶液連續(xù)精餾的工藝流程有了一定認(rèn)識(shí)。在此次設(shè)計(jì)過程中，知道了查取數(shù)據(jù)及取合適數(shù)據(jù)的重要性，在選取設(shè)備時(shí)都是需要不斷地核算，核算是否符合生產(chǎn)要求及其安全要求，才能選出適合的設(shè)備。在計(jì)算過程中

114、需及其的認(rèn)真，某個(gè)地方錯(cuò)了可能就得全部重來算一遍。當(dāng)然在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)分析、思考是很關(guān)鍵的，如何計(jì)算，選用何種計(jì)算公式都得通過認(rèn)真思考。　　本次設(shè)計(jì)心得有以下幾點(diǎn)：　　數(shù)據(jù)的查?。罕M可能保證數(shù)據(jù)的來源具有一定的可靠性；　　數(shù)據(jù)的單位：各公式計(jì)算時(shí)單位的要求及加和時(shí)單位的一致性；

115、;　　耐心和細(xì)心：需計(jì)算數(shù)據(jù)多、計(jì)算的繁瑣都需要有一定的耐心和細(xì)心；　　4、清晰的思路：計(jì)算的公式特別多，各符號(hào)代表的意義及對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)一定得很清楚。　　主要符號(hào)說明：　　下標(biāo)的說明：　　篩板塔設(shè)

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化工原理連續(xù)精餾塔課程設(shè)計(jì)--3.5萬噸年乙醇連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì)

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