化工原理課程設(shè)計(jì)——板式精餾塔的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-01-01 09:06 本頁(yè)面
【正文】 見(jiàn)的塔設(shè)備為板式塔和填料塔兩大類。作為主要用于傳質(zhì)過(guò)程的塔設(shè)備，首先必須使氣（汽）液兩相能充分接觸，以獲得高的傳質(zhì)效率。此外，為滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，塔設(shè)備還必須滿足以下要求：生產(chǎn)能力大；操作穩(wěn)定，彈性大；流體流動(dòng)阻力?。唤Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、材料耗用量少，制造和安裝容易；耐腐蝕和不易阻塞，操作方便，調(diào)節(jié)和檢修容易。在本設(shè)計(jì)中我使用篩板塔，篩板塔的突出優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)低。合理的設(shè)計(jì)和適當(dāng)?shù)牟僮骱Y板塔能滿足要求的操作彈性，而且效率高采用篩板可解決堵塞問(wèn)題適當(dāng)控制漏液。篩板塔是最早應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備之一，五十年代之后通過(guò)大量的工業(yè)實(shí)踐逐步改進(jìn)了設(shè)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)，近年來(lái)與浮閥塔一起成為化工生中主要的傳質(zhì)設(shè)備。為減少對(duì)傳質(zhì)的不利影響，可將塔板的液體進(jìn)入?yún)^(qū)制成突起的斜臺(tái)狀這樣可以降低進(jìn)口處的速度使塔板上氣流分布均勻。篩板塔多用不銹鋼板或合金制成，使用碳鋼的比率較少。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，造價(jià)為泡罩塔的60左右，為浮閥塔的80%左右；在相同條件下，生產(chǎn)能力比泡罩塔大20%～40%；塔板效率較高，比泡罩塔高15%左右，但稍低于浮閥塔；氣體壓力降較小，每板降比泡罩塔約低30%左右。缺點(diǎn)是：小孔篩板易堵塞，不適宜處理臟的、粘性大的和帶固體粒子的料液；操作彈性較小（約2～3）。2設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 流程簡(jiǎn)介圖11 精餾過(guò)程流程圖 工藝參數(shù)選擇(1) 處理能力：5000T/y ,年開(kāi)工7200小時(shí)(2) 進(jìn)料濃度：Xf=（mol%）(3) 進(jìn)料溫度：tf=18 ℃ (4) 塔頂冷凝水采用12℃深井水, 塔釜間接蒸汽加熱(5) 壓力： 常壓操作 單板壓降≤ kPa(6) 要求： xd=86 mol % xw= 1mol % 3 工藝計(jì)算進(jìn)料濃度為XF=（mol%），則MF=46*+18*=F=5000T/y=5000000/(MF*7200)=由 F=D+W FXF=DXD+WXW得：D= Kmol/hW= Kmol/h 查找各體系的汽液相平衡數(shù)據(jù)如表31 表31 乙醇水汽液平衡組成溫度 液相組成 氣相組成℃ /% /%100 0 0 溫度 液相組成 氣相組成℃ /% /% 溫度 液相組成 氣相組成℃ /% /% q線方程18℃進(jìn)料：查物性數(shù)據(jù)：易揮發(fā)組分比熱c1＝ kJ/kgK難揮發(fā)組分比熱c2＝ kJ/kgK易揮發(fā)組分汽化潛熱r1＝ 902 kJ/kgK難揮發(fā)組分汽化潛熱r2＝ 2458 kJ/kgK進(jìn)料溫度t1＝ 18 ℃，進(jìn)料組成對(duì)應(yīng)的泡點(diǎn)溫度t2＝ 83 ℃則平均r =zf r1*M輕組分+(1 zf) r2*M重組分 =*902*46+*2458*18= KJ/Kmol 平均cp= zf c1*M輕組分+(1 zf) c2*M重組分 =**46+85**18= 得q=（cp*Δt+r）/r=[*(8318)+]/=則q線方程：= 平衡線，并畫(huà)出理論塔板數(shù)，如圖31和32。圖31乙醇－水的氣液平衡xy圖圖32乙醇－水的氣液平衡局部放大圖 回流比=xD/(Rmin+1) 得最小回流比Rmin＝ 又R=（）Rmin取回流比R=4 操作線方程 精餾段操作線方程為: =+提餾段操作線方程為: = 理論板數(shù)的計(jì)算用作圖法（如圖31）,總塔板數(shù)=20+（）/()=第19塊板與q線相交，為進(jìn)料板。精餾段理論板數(shù)= 18 ，第 19 塊為進(jìn)料板提餾段= 總理論板數(shù)NT= 實(shí)際塔板數(shù)的計(jì)算塔頂xD==℃塔底xW==℃平均粘度的計(jì)算： 塔頂塔底平均溫度t=℃，查得乙醇粘度μ1=,圖32 O’connel關(guān)聯(lián)圖水的粘度μ2=；則μav= μ1xF+ μ2（1－xF）=*+*=查得平均溫度下的平衡組分：x=，y=，又： y=αx/[
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