【正文】 清理檢修。本設(shè)計討論的就是篩板塔。體系介紹丙酮－水體系汽液平衡數(shù)據(jù) ()：篩板塔的特點篩板塔板簡稱篩板，結(jié)構(gòu)持點為塔板上開有許多均勻的小孔。根據(jù)孔徑的大小，分為小孔徑篩板(孔徑為3—8mm)和大孔徑篩板(孔徑為10—25mm)兩類。工業(yè)應(yīng)用小以小孔徑篩板為主，大孔徑篩板多用于某些特殊場合(如分離粘度大、易結(jié)焦的物系)。 篩板的優(yōu)點足結(jié)構(gòu)簡單，造價低；板上液面落差小，氣體壓降低，生產(chǎn)能力較大；氣體分散均勻，傳質(zhì)效率較高。其缺點是篩孔易堵塞，不宜處理易結(jié)焦、粘度大的物料。 應(yīng)予指出，盡管篩板傳質(zhì)效率高，但若設(shè)計和操作不當(dāng)，易產(chǎn)生漏液，使得操作彈性減小，傳質(zhì)效率下降．故過去工業(yè)上應(yīng)用較為謹(jǐn)慎。近年來，由于設(shè)計和控制水平的不斷提高，可使篩板的操作非常精確，彌補(bǔ)了上述不足，故應(yīng)用日趨廣泛。在確保精確設(shè)計和采用先進(jìn)控制手段的前提下，設(shè)計中可大膽選用。設(shè)計要求設(shè)計條件：體系：丙酮水體系 已知：進(jìn)料量F=200 kmol/h進(jìn)料濃度ZF= （摩爾分?jǐn)?shù)，下同）進(jìn)料狀態(tài)：q＝ 1 操作條件：塔頂壓強(qiáng)為4 kPa(表壓)。塔頂冷凝水采用深井水，溫度t＝12℃；塔釜加熱方式：間接蒸汽加熱 全塔效率ET = 52%分離要求： XD= ；XW= ；回流比R/Rmin = 。二、設(shè)計說明書1 設(shè)計單元操作方案簡介 蒸餾過程按操作方式的不同，分為連續(xù)蒸餾和間歇蒸餾兩種流程。連續(xù)蒸餾具有生產(chǎn)能力大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點，工業(yè)生產(chǎn)中以連續(xù)蒸餾為主。間歇蒸餾具有操作靈活、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點，但適合于小規(guī)模、多品種或多組分物系的初步分離。故分離苯甲苯混合物體系應(yīng)采用連續(xù)精餾過程。蒸餾是通過物料在塔內(nèi)的多次部分氣化與多次部分冷凝實現(xiàn)分離的，熱量自塔釜輸入，由冷凝器和冷卻劑中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。塔頂冷凝裝置可采用全凝器、分凝器全凝器兩種不同的設(shè)置。工業(yè)上以采用全凝器為主，以便準(zhǔn)確控制回流比。2 篩板塔設(shè)計須知（1）篩板塔設(shè)計是在有關(guān)工藝計算已完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。對于氣、液恒摩爾流的塔段，只需任選其中一塊塔板進(jìn)行設(shè)計，并可將該設(shè)計結(jié)果用于此塔段中。例如，全塔最上面一段塔段，通常選上面第一塊塔板進(jìn)行設(shè)計；全塔最下面一段塔段，通常選最下面一塊塔板進(jìn)行設(shè)計。這樣計算便于查取氣液相物性數(shù)據(jù)。（2）若不同塔段的塔板結(jié)構(gòu)差別不大，可考慮采用同一塔徑，若不同塔段塔板的篩孔數(shù)、空心距與篩孔直徑之比t/d0可能有差異。對篩孔少、塔徑大的塔段，為減少進(jìn)塔壁處液體“短路”，可在近塔壁處設(shè)置擋板。只有當(dāng)不同塔段的塔徑相差較大時才考慮采用不同塔徑，即異徑塔。3 篩板塔的設(shè)計程序（1）選定塔板液流形式、板間距 HT、溢流堰長與塔徑之比lw/D、降液管形式及泛點百分率。（2）塔徑計算。（3）塔板版面布置設(shè)計及降液管設(shè)計。（4）塔板操作情況的校核計算——作負(fù)荷性能圖及確定確定操作點。三、設(shè)計計算書設(shè)計參數(shù)的確定泡點進(jìn)料時，塔的操作易于控制，不受環(huán)境影響。飽和液體進(jìn)料時進(jìn)料溫度不受季節(jié)、氣溫變化和前段工序波動的影響，塔的操作比較容易控制。此外，泡點進(jìn)料，提餾段和精餾段塔徑大致相同，在設(shè)備制造上比較方便。冷液進(jìn)塔雖可減少理論板數(shù)，使塔高降低，但精餾釜及提餾段塔徑增大，有不利之處。所以根據(jù)設(shè)計要求，泡點進(jìn)料，q＝1。 加熱方式精餾塔的設(shè)計中多在塔底加一個再沸器以采用間接蒸汽加熱以保證塔內(nèi)有足夠的熱量供應(yīng)；由于甲醇水體系中，甲醇是輕組分由塔頂冷凝器冷凝得到，水為重組分由塔底排出。所以本設(shè)計應(yīng)采用再沸器提供熱量，采用3kgf/cm2（溫度130℃）間接水蒸汽加熱。實際操作的R必須大于Rmin，但并無上限限制。選定操作R時應(yīng)考慮，隨R選值的增大，塔板數(shù)減少，設(shè)備投資減少，但因塔內(nèi)氣、液流量L，V，L’，V’增加，勢必使蒸餾釜加熱量及冷凝器冷卻量增大，耗能增大，既操作費用增大。若R值過大，即氣液流量過大，則要求塔徑增大，設(shè)備投資也隨之有所增大。其設(shè)備投資操作費用與回流比之間的關(guān)系如下圖所示?？傎M用最低點對應(yīng)的R值稱為最佳回流比。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)核算確定最佳R值，常用的適宜R值范圍為：R＝（～2）Rmin。本設(shè)計考慮以上原則，選用：R＝。 塔頂冷凝水的選擇采用深井水，溫度t＝12℃流程簡介和流程圖 流程簡介（摩爾分?jǐn)?shù)，下同）的丙酮水混合液經(jīng)過預(yù)熱器，預(yù)熱到泡點進(jìn)料。進(jìn)入精餾塔后分離，塔頂蒸汽冷凝后有一部分作為產(chǎn)品（），一部分回流再進(jìn)入塔中，塔底殘留液給再沸器加熱后，部分進(jìn)入塔中，部分液體作為產(chǎn)品排出塔體（）。丙酮———水精餾塔流程圖已知進(jìn)料量F＝200kmol/h，進(jìn)料組成XF＝，進(jìn)料q＝1設(shè)計要求：XD＝，Xw= 衡算方程 ： 由平衡線方程得： 精餾段操作線方程： 已知 D＝＝精餾段：L＝RD＝ V＝（R＋1）D＝ kmol/h提餾段：L’＝L＋qF＝+200= V’＝V－（1－q）F＝V＝提餾段操作線方程：讀圖可知：精餾段理論板數(shù)19塊，提留段理論板數(shù)3塊。N精=19/N提=3/(包括再沸器)NP＝N精+N提＝37+6=43塊4精餾塔工藝條件計算 應(yīng)該根據(jù)處理物料的性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性原則。對熱敏物料，一般采用減壓操作，可使相對揮發(fā)度增大，利于分離，但壓力減小，導(dǎo)致塔徑增加，要使用抽空設(shè)備。對于物性無特殊要求的采用常壓操作。塔頂壓力P頂=+4= 單板壓降 ΔP=進(jìn)料板壓力pF=+*37=塔底壓力pw=+*43=精