化工原理課程設(shè)計(jì)---篩板式連續(xù)精餾塔及其主要附屬設(shè)備設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一部分 設(shè)計(jì)概述2</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目：2</b></p><p><b>　　二、工藝條件:2</b></p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)內(nèi)容2</b>&l

2、t;/p><p><b>　　四、工藝流程圖2</b></p><p>　　第二部分 塔的工藝計(jì)算3</p><p>　　一、查閱文獻(xiàn)，整理有關(guān)物性數(shù)據(jù)3</p><p>　　二、全塔物料衡算與操作方程7</p><p>　　三、全塔效率的估算8</p><p>&l

3、t;b>　　四、實(shí)際塔板數(shù)9</b></p><p>　　五、精餾塔主題尺寸的計(jì)算9</p><p>　　1 精餾段與提餾段的汽液體積流量9</p><p>　　2 塔徑的計(jì)算11</p><p>　　3 塔高的計(jì)算15</p><p>　　4 塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定15</p>

4、<p><b>　　5弓形降液管16</b></p><p>　　6開孔區(qū)面積計(jì)算27</p><p>　　7 篩板的篩孔和開孔率27</p><p>　　六、篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算18</p><p><b>　　1塔板壓降18</b></p><p>&

5、lt;b>　　2液面落差19</b></p><p>　　七、塔板負(fù)荷性能圖20</p><p>　　1精餾段塔板負(fù)荷性能圖20</p><p>　　2提餾段塔板負(fù)荷性能圖23</p><p>　　八、精餾塔的主要附屬設(shè)備25</p><p>　　1.塔頂全凝器設(shè)計(jì)計(jì)算25</p&g

6、t;<p>　　2.料液泵設(shè)計(jì)計(jì)算27</p><p>　　九、設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表28</p><p><b>　　十、符號說明29</b></p><p>　　十一、參考文獻(xiàn)31</p><p>　　十二、設(shè)計(jì)小結(jié)31</p><p><b>　　第一部分 設(shè)計(jì)概述

7、</b></p><p>　　一 、設(shè)計(jì)題目： 篩板式連續(xù)精餾塔及其主要附屬設(shè)備設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二 、工藝條件:</b></p><p>　　生產(chǎn)能力：30000噸/年（料液）</p><p><b>　　年工作日：300天</b></p><p&g

8、t;　　原料組成：25%丙酮，75%水（質(zhì)量分率，下同）</p><p>　　產(chǎn)品組成：餾出液 99%丙酮，釜液2%丙酮</p><p>　　操作壓力：塔頂壓強(qiáng)為常壓</p><p><b>　　進(jìn)料溫度：泡點(diǎn)</b></p><p><b>　　進(jìn)料狀況：泡點(diǎn)</b></p><

9、;p>　　加熱方式：直接蒸汽加熱</p><p><b>　　回流比： 自選</b></p><p><b>　　三 、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　1 、確定精餾裝置流程，繪出流程示意圖。</p><p>　　2 、 工藝參數(shù)的確定</p>

10、<p>　　基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的查取及估算，工藝過程的物料衡算及熱量衡算，理論塔板數(shù)，塔板效率，實(shí)際塔板數(shù)等。</p><p>　　3 主要設(shè)備的工藝尺寸計(jì)算</p><p>　　板間距，塔徑，塔高，溢流裝置，塔盤布置等。</p><p><b>　　4 流體力學(xué)計(jì)算</b></p><p>　　流體力學(xué)驗(yàn)

11、算，操作負(fù)荷性能圖及操作彈性。</p><p>　　5 、主要附屬設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算及選型</p><p>　　塔頂全凝器設(shè)計(jì)計(jì)算：熱負(fù)荷，載熱體用量，選型及流體力學(xué)計(jì)算。</p><p>　　料液泵設(shè)計(jì)計(jì)算：流程計(jì)算及選型。</p><p><b>　　四、工藝流程圖</b></p><p>

12、;　　丙酮—水溶液經(jīng)預(yù)熱至泡點(diǎn)后，用泵送入精餾塔。塔頂上升蒸氣采用全冷凝后，部分回流，其余作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻器冷卻后送至貯槽。塔釜采用間接蒸汽再沸器供熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。</p><p>　　精餾裝置有精餾塔、原料預(yù)熱器、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。熱量自塔釜輸入，物料在塔內(nèi)經(jīng)多次部分氣化與部分冷凝進(jìn)行精餾分離，由冷凝器和冷卻器中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。</p><p>

13、　　丙酮—水混合液原料經(jīng)預(yù)熱器加熱到泡點(diǎn)溫度后送入精餾塔進(jìn)料板，在進(jìn)料板上與自塔上部下降的的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底。在每層板上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞過程。</p><p><b>　　流程示意圖如下圖</b></p><p>　　圖1：精餾裝置流程示意圖</p><p>　　第二部分 塔的工藝計(jì)算<

14、/p><p>　　一、查閱文獻(xiàn)，整理有關(guān)物性數(shù)據(jù)</p><p>　　（1）水和丙酮的性質(zhì)</p><p>　　表1.水和丙酮的粘度</p><p>　　表2.水和丙酮表面張力</p><p><b>　　表3.水和丙酮密度</b></p><p>　　表4.水和丙酮的物理性質(zhì)

15、</p><p>　　表5. 丙酮—水系統(tǒng)t—x—y數(shù)據(jù)</p><p>　　由以上數(shù)據(jù)可作出t-y（x）圖如下</p><p>　　由以上數(shù)據(jù)作出相平衡y-x線圖</p><p>　?。?）進(jìn)料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù)</p><p>　　酮的摩爾質(zhì)量 =58.08 Kg/kmol</p>&

16、lt;p>　　水的摩爾質(zhì)量 =18.02 Kg/kmol</p><p><b>　　平均摩爾質(zhì)量</b></p><p>　　M=0.093758.08+（1-0.0937）18.02=21.774 kg/kmol</p><p>　　M= 0.96858.08+ (1-0.968) 18.02=56.798 kg/kmol

17、</p><p>　　M=0.0062958.08+（1-0.00629）18.02=18.272 kg/kmol</p><p><b>　　kg/kmol</b></p><p><b>　　最小回流比</b></p><p>　　由題設(shè)可得泡點(diǎn)進(jìn)料q=1則= ，又附圖可得=0.0937,

18、 =0.749。</p><p>　　= </p><p><b>　　確定操作回流比： </b></p><p><b>　　令=0.6684</b></p><p>　　二、全塔物料衡算與操作方程</p><p>　　(1)全塔

19、物料衡算</p><p><b>　　Kmol/h</b></p><p><b>　　Kmol/h</b></p><p><b>　　Kmol/h</b></p><p><b>　　(2) 操作方程</b></p><p&

20、gt;<b>　　精餾段 = </b></p><p><b>　　提餾段 = </b></p><p>　?。?）由圖可得當(dāng)R=0.6684時(shí)，精餾段與平衡線相切，則即使無窮多塔板及組成也不能跨越切點(diǎn)，切點(diǎn)為（0.854,0.915），則：</p><p>　　可解得：=0.8688</p><p&g

21、t;<b>　　設(shè)=1.7376</b></p><p><b>　　精餾段操作線方程：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　利用圖解法求理論班層數(shù)，可得：</p><p>　　總理論板層數(shù) 塊 ， 進(jìn)料板位置 &

22、lt;/p><p><b>　　三、全塔效率的估算</b></p><p>　　用奧康奈爾法()對全塔效率進(jìn)行估算：</p><p>　　根據(jù)丙酮—水系統(tǒng)t—x(y)圖可以查得：</p><p>　　(塔頂?shù)谝粔K板) </p><p>　　設(shè)丙酮為A物質(zhì)，水為B物質(zhì)&

23、lt;/p><p>　　所以第一塊板上： </p><p>　　可得： </p><p>　　(加料板) </p><p>　　假設(shè)物質(zhì)同上： </p><p>　　可得： </p><p

24、>　　(塔底) </p><p>　　假設(shè)物質(zhì)同上： </p><p>　　可得： </p><p>　　所以全塔平均揮發(fā)度： </p><p>　　精餾段平均溫度： </p><p>　　查前面物性常數(shù)（粘度表）：61.85

25、 時(shí)， </p><p>　　所以 </p><p>　　查85時(shí)，丙酮-水的組成</p><p>　　所以 </p><p>　　同理可得：提留段的平均溫度 </p><p>　　查表可得在83.6時(shí) </p>

26、<p><b>　　四、實(shí)際塔板數(shù)</b></p><p><b>　　實(shí)際塔板數(shù)</b></p><p>　?。?）精餾段：，取整15塊，考慮安全系數(shù)加一塊為15塊。</p><p>　?。?）提餾段：，取整9塊，考慮安全系數(shù)加一塊，為9塊。</p><p>　　故進(jìn)料板為第16塊，實(shí)際

27、總板數(shù)為25塊。</p><p><b>　　全塔總效率： </b></p><p>　　五、精餾塔主題尺寸的計(jì)算</p><p>　　1 精餾段與提餾段的汽液體積流量</p><p>　　精餾段的汽液體積流量</p><p>　　整理精餾段的已知數(shù)據(jù)列于表3(見下頁)，由表中數(shù)據(jù)可知：<

28、;/p><p>　　液相平均摩爾質(zhì)量：M=(21.774+56.798)/2=39.29kg/kmol</p><p>　　液相平均溫度：tm=(tf+td)/2=(67.2+56.5)/2=61.85℃</p><p>　　表6. 精餾段的已知數(shù)據(jù)</p><p><b>　　在平均溫度下查得</b></p>

29、<p><b>　　液相平均密度為：</b></p><p>　　其中，α1 =0.1580 α2 =0.8420</p><p>　　所以，ρlm =852.35</p><p>　　精餾段的液相負(fù)荷L=RD=1.7376×17.091=29.697kmol/h</p><p>　　Ln=LM

30、/ρlm=29.697×39.29/852.35=1.369</p><p><b>　　由 </b></p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　精餾段塔頂壓強(qiáng)</b></p><p>　　若取單板壓降為0.7, 則</p>

31、;<p><b>　　進(jìn)料板壓強(qiáng)</b></p><p><b>　　氣相平均壓強(qiáng)</b></p><p><b>　　氣相平均摩爾質(zhì)量 </b></p><p><b>　　氣相平均密度</b></p><p>　　汽相負(fù)荷 V=（R+1)

32、D=(1.736+1)×17.091= 46.761kmol/h</p><p>　　精餾段的負(fù)荷列于表7。</p><p>　　表7 精餾段的汽液相負(fù)荷</p><p>　　提餾段的汽液體積流量</p><p>　　整理提餾段的已知數(shù)據(jù)列于表8，采用與精餾段相同的計(jì)算方法可以得到提餾段的負(fù)荷，結(jié)果列于表9。</p>

33、<p>　　表8提餾段的已知數(shù)據(jù)</p><p>　　表9提餾段的汽液相負(fù)荷</p><p><b>　　2 塔徑的計(jì)算</b></p><p>　　在塔頂?shù)臏囟认虏楸砻鎻埩Ρ?</p><p>　　在進(jìn)料板溫度下查表面張力表：=17.9mN/m =64.74mN/m</p><

34、;p>　　在塔底溫度下查表面張力表： =14.3mN/m =58.4mN/m</p><p>　　精餾段液相平均表面張力 </p><p>　　提餾段液相平均表面張力 </p><p>　　全塔液相平均表面張力 </p><p>　　在塔頂?shù)臏囟认虏檎扯缺?</p><p>　　在進(jìn)料板溫度下查粘度

35、表：</p><p>　　在塔底溫度下查粘度表： </p><p>　　精餾段液相平均粘度 </p><p>　　提餾段液相平均粘度 </p><p>　　全塔液相平均粘度 </p><p><b>　　1. 塔徑的計(jì)算</b></p><p>　　精餾段的體積流率計(jì)算

36、：</p><p><b>　　圖橫坐標(biāo)：</b></p><p>　　取板間距，板上液層高度</p><p>　?。翰楦綀D： </p><p><b>　　表觀空塔氣速：</b></p><p><b>　　估算塔徑：</b>&

37、lt;/p><p><b>　　塔截面積：</b></p><p>　　實(shí)際塔氣速： </p><p>　　精餾塔的有效高度的計(jì)算</p><p><b>　　精餾段有效高度為：</b></p><p><b>　　提留段有效高度為：</b>

38、</p><p>　　在進(jìn)料板上方開一小孔，其高度為0.8m，故精餾塔的有效高度為：</p><p><b>　　3.溢流裝置的計(jì)算</b></p><p><b>　　⑴堰長</b></p><p>　　可取=0.66D=0.66×0.8=0.528m</p><p&

39、gt;<b>　　⑵溢流堰高度</b></p><p>　　由=，選用平直堰，堰上液層高度：</p><p><b>　　取用E=1，則</b></p><p><b>　　取液上清液層高度</b></p><p>　?、枪谓狄汗軐挾群徒孛娣e</p><p

40、>　　由，查圖5-7（）附圖得</p><p><b>　　用經(jīng)驗(yàn)公式：</b></p><p><b>　　故降液管設(shè)計(jì)合理。</b></p><p>　?、冉狄汗艿紫陡叨缺鹊?0mm，則：</p><p>　　=－0.01=0.0547－0.01=0.0447m</p>&l

41、t;p>　　故選用凹形受液盤，深度</p><p><b>　　塔板布置</b></p><p><b>　?、潘宓姆謮K</b></p><p>　　因?yàn)镈≥800mm，故塔板采用分塊式，查表5-3得：塔板分3塊。</p><p><b>　?、七吘墔^(qū)寬度確定</b>&

42、lt;/p><p><b>　　取</b></p><p><b>　?、情_孔區(qū)面積</b></p><p><b>　　其中，</b></p><p><b>　?、群Y孔計(jì)算及其排列</b></p><p>　　選用δ=3mm碳鋼篩孔

43、直徑板，取篩孔直徑=5mm</p><p>　　篩孔按正三角形排列，取孔中心距t=3=5mm</p><p>　　篩孔數(shù)目： </p><p>　　開孔率： </p><p>　　氣體通過閥孔的氣速為：</p><p><b>　　3 塔高的計(jì)算</b>

44、</p><p>　　塔的高度可以由下式計(jì)算：</p><p>　　--塔頂空間（不包括頭蓋部分）</p><p><b>　　--板間距</b></p><p><b>　　N---實(shí)際板數(shù)</b></p><p><b>　　S---人孔數(shù)</b>&

45、lt;/p><p><b>　　--進(jìn)料板出板間距</b></p><p>　　--塔底空間（不包括底蓋部分）</p><p>　　已知實(shí)際塔板數(shù)為N=23塊，板間距HT=0.3由于料液較清潔，無需經(jīng)常清洗，可取每隔8塊板設(shè)一個(gè)人孔，因?yàn)榘鍞?shù)較少，所以可以忽略人工開孔數(shù)。 </p><p>　　取人孔兩板

46、之間的間距，則塔頂空間HP=1m，塔底空間HW=1.5m，進(jìn)料板空間高度，那么，全塔高度：</p><p>　　4 塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定</p><p>　　由于塔徑大于800mm，所以采用單溢流型分塊式塔板。</p><p>　　取無效邊緣區(qū)寬度WC=35mm，破沫區(qū)寬度，</p><p><b>　　查得 堰長</b>

47、;</p><p><b>　　弓形溢流管寬度</b></p><p><b>　　弓形降液管面積</b></p><p>　　降液管面積與塔截面積之比 </p><p><b>　　堰長與塔徑之比</b></p><p>　　降液管的體積與液相流量之比

48、，即液體在降液管中停留時(shí)間一般應(yīng)大于5s</p><p>　　液體在精餾段降液管內(nèi)的停留時(shí)間</p><p><b>　　符合要求</b></p><p>　　液體在精餾段降液管內(nèi)的停留時(shí)間</p><p><b>　　符合要求</b></p><p><b>　　

49、5弓形降液管</b></p><p><b>　　采用平直堰，堰高</b></p><p>　　--板上液層深度，一般不宜超過60--70mm</p><p><b>　　--堰上液流高度</b></p><p>　　堰上的液流高度可根據(jù)Francis公式計(jì)算</p>&l

50、t;p><b>　　=</b></p><p>　　E--液體的收縮系數(shù)</p><p><b>　　--液相的體積流量</b></p><p><b>　　--堰長</b></p><p><b>　　精餾段</b></p><

51、p><b>　　=</b></p><p><b>　　由 </b></p><p>　　查手冊知 E=1 則</p><p>　　=0.00526×1=0.00526m</p><p>　　=0.06-0.00526=0.0546m</p><p>

52、　　降液管底部離塔板距離,考慮液封，取比小15mm</p><p>　　即=0.0546-0.01=0.0446</p><p><b>　　同理，對提餾段</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　由 </b></p>&

53、lt;p>　　查手冊得 E=1.</p><p>　　=0.00337×1=0.0337m</p><p>　　=0.06-0.00337=0.05663m</p><p>　　=0.05663-0.01=0.04663m</p><p><b>　　6開孔區(qū)面積計(jì)算</b></p>&l

54、t;p><b>　　已知=0.12m</b></p><p>　　進(jìn)取無效邊緣區(qū)寬度 =0.035m 破沫區(qū)寬度 =0.07m</p><p>　　閥孔總面積可由下式計(jì)算</p><p><b>　　x=</b></p><p><b>　　r=</b></p&

55、gt;<p><b>　　所以 </b></p><p>　　7 篩板的篩孔和開孔率</p><p>　　因乙醇-水組分無腐蝕性，可選用碳鋼板，取篩空直徑d0=5mm</p><p>　　篩空按正三角排列，孔中心距t=3d0=35=15mm </p><p><b>　　篩孔數(shù)目 </b&

56、gt;</p><p>　　開孔率 （在5--15%范圍內(nèi)）</p><p>　　氣體通過篩孔的氣速為 </p><p><b>　　則 精餾段 </b></p><p><b>　　提餾段 </b></p><p>　　六、篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算</p>&l

57、t;p><b>　　1塔板壓降</b></p><p><b>　?、鸥砂遄枇τ?jì)算</b></p><p><b>　　干板阻力</b></p><p><b>　　由所選用篩板，查得</b></p><p><b>　　液柱</b&

58、gt;</p><p>　?、茪怏w通過液層的阻力的計(jì)算</p><p><b>　　氣體通過液層的阻力</b></p><p><b>　　查圖得：</b></p><p>　?、且后w表面張力的阻力計(jì)算</p><p>　　液體表面張力所產(chǎn)生的阻力</p>&l

59、t;p><b>　　液柱</b></p><p>　　氣體通過每層塔板的高度可計(jì)算：</p><p>　?。?00Pa=設(shè)計(jì)允許值）</p><p><b>　　2液面落差</b></p><p>　　對于篩板塔，液面落差很小，由于塔徑和液流量均不大，所以可忽略液面落差的影響。</p&g

60、t;<p><b>　　液沫夾帶</b></p><p>　　液沫夾帶量，采用公式</p><p><b>　　由</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　故設(shè)計(jì)中液沫夾帶量允許范圍內(nèi)</p><p><

61、b>　　漏液</b></p><p>　　對于篩板塔，漏液點(diǎn)氣速：</p><p><b>　　=5.89m/s</b></p><p><b>　　實(shí)際空速：</b></p><p><b>　　穩(wěn)定系數(shù)：</b></p><p>　

62、　故在本實(shí)驗(yàn)中無明顯漏液。</p><p><b>　　液泛</b></p><p>　　為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液高度應(yīng)服從式子</p><p><b>　　取</b></p><p>　　而，板上不設(shè)進(jìn)口堰，則有</p><p><b>　　液柱</b

63、></p><p>　　可知，本設(shè)計(jì)不會發(fā)生液泛</p><p><b>　　七、塔板負(fù)荷性能圖</b></p><p>　　1精餾段塔板負(fù)荷性能圖</p><p><b>　　1.1漏液線</b></p><p><b>　　查圖知</b><

64、;/p><p><b>　　=</b></p><p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，已上式計(jì)算</p><p><b>　　1.2液沫夾帶線</b></p><p>　　以ev=0.1kg液/kg氣為限，求Vs-Ls關(guān)系如下：</p><p>　　解得VS=0.5901-9.2

65、282LS2/3 </p><p><b>　　可作出液沫夾帶線2</b></p><p>　　1.3液相負(fù)荷下限線</p><p>　　液相負(fù)荷低于此線就不能保證塔板上液流的均勻分布，將導(dǎo)致塔板效率下降，對于平直堰，取堰上液層高度=0.00526作為最小液相負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　=E<

66、;/b></p><p><b>　　E=1,則 </b></p><p>　　據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限3.</p><p>　　1.4液相負(fù)荷上限線</p><p>　　以3s 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限</p><p><b>　　故</b>

67、;</p><p>　　據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上線4。</p><p><b>　　1.5液泛線</b></p><p>　　為使液體能由上層塔板順利地流入下層塔板降液管內(nèi)，須維持的液層高度</p><p><b>　　令 ，，</b></p><p>&l

68、t;b>　　， 聯(lián)立得</b></p><p><b>　　整理得：</b></p><p>　　0.0215=0.39-355.3-1.74</p><p><b>　　列表計(jì)算如下</b></p><p>　　由此表數(shù)據(jù)即可做出液泛線5。</p><p&

69、gt;　　根據(jù)以上各線方程，可做出篩板塔的負(fù)荷性能圖如下：</p><p><b>　　精餾A）</b></p><p>　　在負(fù)荷性能圖A上，作出操作點(diǎn)A，連接OA，即可作出操作線。由圖可以看出，該篩板的操作上線為液泛控制，下線為漏液控制。由圖查得</p><p>　　Vs，max= 1.46m3/s Vs，min= 0.5m3

70、/s</p><p>　　故操作彈性為Vs，max/Vs，min=2.92</p><p>　　2提餾段塔板負(fù)荷性能圖</p><p><b>　　2.1漏液線</b></p><p><b>　　查圖知</b></p><p><b>　　=</b>&

71、lt;/p><p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，已上式計(jì)算</p><p><b>　　2.2液沫夾帶線</b></p><p>　　以ev=0.1kg液/kg氣為限，求Vs-Ls關(guān)系如下：</p><p>　　hf=2.5hL=2.5（hw+how），hw=0.0366 how=2.84/1000×1.074

72、×(3600LS/0.65)2/3=0.958LS2/3</p><p>　　則hf=0.0915+2.395 LS2/3 HT-hf=0.4-0.0915-2.395LS2/3=0.309-2.395 LS2/3</p><p>　　解得VS=0.6455-10.398LS2/3 </p><p><b>　　可作出液沫夾帶線2</

73、b></p><p>　　2.3液相負(fù)荷下限線</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　E=1</b></p><p>　　據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下線3。</p><p>　　2.4液相負(fù)荷上限線</p><

74、;p>　　以5s 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限</p><p>　　據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上線4。</p><p><b>　　2.5液泛線</b></p><p>　　0.195=0.0821-252.4-1.736</p><p><b>　　列表計(jì)算如下</b><

75、;/p><p>　　由此表數(shù)據(jù)即可做出液泛線5。</p><p>　　根據(jù)以上各線方程，可做出篩板塔的負(fù)荷性能圖如下：</p><p>　　B:在負(fù)荷性能圖B上，作出操作點(diǎn)A，連接OA，即可作出操作線。由圖可以看出，該篩板的操作上線為液泛控制，下線為漏液控制。由圖查得</p><p>　　Vs，max= 1.45m3/s Vs，mi

76、n= 0.427m3/s</p><p>　　故操作彈性為Vs，max/Vs，min= 3.40</p><p>　　八、精餾塔的主要附屬設(shè)備</p><p>　　1.塔頂全凝器設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　?。?）冷凝器的選擇：強(qiáng)制循環(huán)式冷凝器</p><p>　　冷凝器置于塔下部適當(dāng)位置，用泵向塔頂送回流冷凝水，在冷

77、凝器和泵之間需設(shè)回流罐，這樣可以減少臺架，且便于維修、安裝，造價(jià)不高。</p><p>　?。?）冷凝器的傳熱面積和冷卻水的消耗量</p><p>　　塔頂全凝器的熱負(fù)荷：</p><p>　　塔頂溫度：tD=56.5O C 進(jìn)料板溫度：tF=67.2O C 塔釜溫度 ：tW=100O C </p><p>　　塔頂：用內(nèi)插

78、法求溫度</p><p>　　tLD=56.757O C tVD=56.837O C </p><p><b>　　冷凝器的熱負(fù)荷： </b></p><p>　　IVD—塔頂上升氣體的焓</p><p>　　ILD—塔頂鎦出液的焓</p><p>　　—丙酮的蒸發(fā)潛熱 <

79、;/p><p><b>　　—水的蒸發(fā)潛熱 </b></p><p>　　蒸發(fā)潛熱與溫度的關(guān)系：</p><p><b>　　Tr—對比溫度</b></p><p>　　在 tVD=56.837O C </p><p>　　丙酮：Tr,1=0.65 Tr,2=

80、0.649</p><p>　　=522.4KJ/Kg</p><p><b>　　同理可得：</b></p><p>　　在tLD=56.757O C </p><p>　　水：Tr,1=0.51 Tr，2=0.576</p><p>　　=2384.6KJ/Kg</

81、p><p>　　因?yàn)?R=1.7376 D=17.091Koml/h MD=56.798Kg/Koml</p><p>　　D1= D *MD =970.73Kg/h</p><p><b>　　QC=</b></p><p>　　因?yàn)樗拇ǖ貐^(qū)夏季平均溫度為35O C，所以選用35O C的冷卻水，升溫10

82、O C.</p><p><b>　　在于是冷凝水用量：</b></p><p><b>　　qm2 </b></p><p>　　CPC在溫度為平均溫度40O C下查取為4.174KJ/（Kg*O C)</p><p><b>　　WC=</b></p><

83、;p>　　取冷凝器傳熱系數(shù)：K=</p><p><b>　　A=</b></p><p>　　==16.29O C</p><p><b>　　因?yàn)镼C=</b></p><p><b>　　2.料液泵設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　由于是

84、泵加料，取 ，</p><p><b>　　進(jìn)料管管徑</b></p><p>　　設(shè)料液至加料孔的高度 z=4.78 ， 取90 彎頭</p><p>　　料液 ， </p><p><b>　　Re= </b></p><p>　　在料液面與進(jìn)料

85、孔面之間列伯努利方程</p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　m</b></p><p>　　則流量為、，查泵性能圖，可得選型如下：</p><p><b>　　九、設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表</b></p><p><b>　

86、　十、符號說明</b></p><p><b>　　英文字母</b></p><p>　　Aα－閥孔的鼓泡面積m2</p><p>　　Af －降液管面積 m2</p><p>　　AT －塔截面積 m2</p><p><b>　　b －操作線截距</b><

87、;/p><p>　　c －負(fù)荷系數(shù)（無因次）</p><p>　　c0 －流量系數(shù)（無因次）</p><p>　　D －塔頂流出液量 kmol/h</p><p><b>　　D －塔徑 m</b></p><p>　　d0 －閥孔直徑 m</p><p>　　ET －全塔效率

88、（無因次）</p><p>　　E －液體收縮系數(shù)（無因次）</p><p>　　－物沫夾帶線 kg液/kg氣</p><p>　　F －進(jìn)料流量 kmol/h</p><p>　　F0 －閥孔動能因子 m/s</p><p>　　g －重力加速度 m/s2</p><p><b>　

89、　HT －板間距 m</b></p><p><b>　　H －塔高 m</b></p><p>　　Hd －清液高度 m</p><p>　　hc －與平板壓強(qiáng)相當(dāng)?shù)囊褐叨?m</p><p>　　hd －與液體流徑降液管的壓降相當(dāng)液柱高度 m</p><p>　　hr －與氣體穿

90、過板間上液層壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?m</p><p>　　hf －板上鼓泡高度 m</p><p>　　hL －板上液層高度 m</p><p>　　h0 －降液管底隙高度 m</p><p>　　h02v－堰上液層高度 m</p><p>　　hp －與板上壓強(qiáng)相當(dāng)?shù)囊簩痈叨?m</p><p>

91、;　　hσ－與克服液體表面張力的壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨?m</p><p>　　h2v－溢液堰高度 m</p><p>　　K －物性系數(shù)（無因次）</p><p>　　Ls －塔內(nèi)下降液體的流量 m3/s</p><p>　　Lw －溢流堰長度 m</p><p>　　M －分子量 kg/kmol</p>

92、<p><b>　　N －塔板數(shù)</b></p><p><b>　　Np －實(shí)際塔板數(shù)</b></p><p><b>　　NT －理論塔板數(shù)</b></p><p>　　P －操作壓強(qiáng) Pa</p><p><b>　　ΔP－壓強(qiáng)降 Pa</b&

93、gt;</p><p><b>　　q －進(jìn)料狀態(tài)參數(shù)</b></p><p><b>　　R －回流比</b></p><p>　　Rmin－最小回流比</p><p>　　u －空塔氣速 m/s</p><p>　　w －釜?dú)堃毫髁?kmol/h</p>&

94、lt;p>　　wc －邊緣區(qū)寬度 m</p><p>　　wd －弓形降液管的寬度 m</p><p>　　ws －脫氣區(qū)寬度 m</p><p>　　x －液相中易揮發(fā)組分的摩爾分率</p><p>　　y －氣相中易揮發(fā)組分的摩爾分率</p><p><b>　　z －塔高</b><

95、;/p><p><b>　　希臘字母</b></p><p><b>　　α－相對揮發(fā)度</b></p><p><b>　　μ－粘度 Cp</b></p><p>　　ρ－密度 kg/m3</p><p><b>　　σ－表面張力</b&g

96、t;</p><p><b>　　下標(biāo)</b></p><p><b>　　r －氣相</b></p><p><b>　　L －液相</b></p><p><b>　　l －精餾段</b></p><p>　　q －q線與平衡線

97、交點(diǎn)</p><p><b>　　min－最小</b></p><p><b>　　max－最大</b></p><p><b>　　A －易揮發(fā)組分</b></p><p><b>　　B －難揮發(fā)組分</b></p><p>&

98、lt;b>　　十一、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]王志魁.化工原理（第三版） [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005、1</p><p>　　[2]劉雪暖、湯景凝.化工原理課程設(shè)計(jì)[M].山東：石油大學(xué)出版社，2001、5</p><p>　　[3]賈紹義、柴誠敬.化工原理課程設(shè)計(jì)[M].天津：天津大學(xué)出版社，2002、8</p

99、><p>　　[4]夏清、陳常貴.化工原理（下冊）[M].天津：天津大學(xué)出版社，2005、1</p><p>　　[5]《化學(xué)工程手冊》編輯委員會.化學(xué)工程手冊—?dú)庖簜髻|(zhì)設(shè)備[M]。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1989、7</p><p>　　[6] 陳敏恒 化工原理（下）[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1989 </p><p>　　[7] 姚玉英

100、. 化工原理（下）[M]. 天津：天津科技出版社，1999 </p><p>　　[8] 譚天恩 化工原理（下）[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994</p><p><b>　　十二、設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　精溜塔的設(shè)計(jì)，在化工行業(yè)有較廣的應(yīng)用，通過短短一周的設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識到精溜在應(yīng)用是十分廣泛的，但是，要把此塔設(shè)計(jì)好，是有

101、一定難度的，它不僅要求我們擁有較高的理論基礎(chǔ)，還要求我們掌握一定的實(shí)踐基礎(chǔ)。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)比上次難難度大，主要是計(jì)算復(fù)雜，計(jì)算量大考慮的細(xì)節(jié)較多，對同一個(gè)設(shè)備分成兩部分進(jìn)行考慮，既相互獨(dú)立又須彼此照應(yīng)，始終要考慮計(jì)算是為一個(gè)設(shè)備進(jìn)行。通過這次設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識到作為過控專業(yè)的學(xué)生，不僅要學(xué)好《化工原理》等專業(yè)課，還要對設(shè)備等相關(guān)內(nèi)容都要學(xué)好用好，只有這樣才能為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在整個(gè)設(shè)計(jì)中

102、要考慮很多問題，尤其是一些不容易引起重視細(xì)節(jié)問題，否則“小毛病出大問題”，這就要我考慮問題要全面詳細(xì)。學(xué)以致用，要多學(xué)各方面的知識并充分利用，用融合的，相互聯(lián)系的知識能更好地解決問題。</p><p>　　由于是工程上的問題，我們設(shè)計(jì)的不能像理論上那樣準(zhǔn)確，存在誤差是在所難免的，計(jì)算過程中數(shù)字的一步步地四舍五入逐漸積累了較大的計(jì)算誤差，但是只要我們在計(jì)算中保持高的精確度，這種誤差可以大大地減小。在計(jì)算中，精餾段和