【正文】 ( 1)( 1)yxxy? ?? ? 因此可以求得： 。 16151 ??? ??? 化工原理課程設(shè)計 第 7 頁 共 30 頁 全塔的相對平均揮發(fā)度： （ 1） 精餾段： ???? ??? （ 2） 提餾段： ???? ??? 全塔的平均溫度： （ 1） 精餾段： cttt fdm ??? （ 2） 提餾段： cttt fwm 0/ ??? 在 c0 時，根據(jù)上圖知對應(yīng)的 X=，由《化工原理》課本附錄十一（水在不同溫度下的黏度表）查得 sPa ?? ? ，由附錄十二（液體黏度共線圖）查得sPa ?? ? （圖中，乙醇的 X=， Y=）。 在 c0 時，根據(jù)上圖知對應(yīng)的 X/ =，由《化工原理》課本附錄十一（水在不同溫度下的黏度表）查得 sPa ?? ? ，由附錄十二（液體黏度共線圖）查得sPa ?? ? （圖中，乙醇的 X=， Y=）。 因為 L i Lix???? 所以，平均黏度： （ 1） 精餾段： sm P aL ??????? 3 6 4 )2 9 ( 9 ? （ 2） 提餾段： sm PaL ??????? )(? 用奧康奈爾法 ( 39。O conenell )計算全塔效率： )( ??? ?LTE ?? （ 1） 精餾段： %.)3 6 ( ????? ?TE （ 2） 提餾段： %.)( ????? ?TE 實際塔板數(shù) TTP ENN ? （ 1） 精餾段： %.754/12 ??PN ，取整 22 塊，考慮安全系數(shù)加一塊為化工原理課程設(shè)計 第 8 頁 共 30 頁 23 塊。 （ 2） 提餾段： %.542/3 ??PN ，取整 8 塊，考慮安全系數(shù)加一塊，為 9塊。 故進料板為第 24 塊，實際總板數(shù)為 31 塊。 第四章 精餾塔主題尺寸的計算 精餾段與提餾段的汽液體積流量 精餾段 的汽液體積流量 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： 液相平均摩爾質(zhì)量： M=(+)/2=液相平均溫度： tm=(tf+td)/2=(+)/2=℃ 表 3 精餾段的已知數(shù)據(jù) 位置 進料板 塔頂 (第一塊板 ) 摩爾分?jǐn)?shù) xf= y1=xD= yf= x1= 摩爾質(zhì)量 / /kg kmol Mlf= MLf= Mvf= Mvl= 溫度 /℃ 在平均溫度下查得2 3 2339 7 1 . 1 / , 7 3 5 /H O C H C H O Hk g m k g m???? 液相平均密度為： 3 2 239。39。11 Lm LmLm CH CH O H H Oxx? ? ???? 其中，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù) x39。lm=(+)/2= 所以， ρ lm = 3/kgm 精餾段的液相負(fù)荷 L=RD=2=化工原理課程設(shè)計 第 9 頁 共 30 頁 Ln=LM/ρ lm=由 RTMmn R T ??PV RTRTVmPM ??? 所以 RTPM?? 精餾段塔頂壓強 K P 0 0 14P ???? 若取單板壓降為 , 則 進料板壓強 .4 K P DF ???? 氣相平均壓強 K P aPP F 1 32 2 0 52Pm ????? ? 氣相平均摩爾質(zhì)量 vm ??? 氣相平均密度 4 9 )2 7 (3 1 2 1vm ??? ??? RTPM vm? 汽相負(fù)荷 V=（ R+1)D=3= smVM vm vmn / 3???? ? 精餾段的負(fù)荷列于表 4。 表 4 精餾段的汽液相負(fù)荷 名稱 汽相 液相 平均摩爾質(zhì)量 / /kg kmol 平均密度 / 3/kgm 體積流量 / 3/mh ( 3/ms) ( 3/ms) 提餾段 的汽液體積流量 整理提餾段的已知數(shù)據(jù)列于表 5，采用與精餾段相同的計算方法可以得到提餾段的負(fù)荷，結(jié)果列于表 6。 表 5 提餾段 的已知數(shù)據(jù) 位置 塔釜 進料板 化工原理課程設(shè)計 第 10 頁 共 30 頁 質(zhì)量分?jǐn)?shù) xw39。= xf39。= yw39。= yf39。= 摩爾分?jǐn)?shù) Xw= Xf= Yw= Yf= 摩爾質(zhì)量/ /kg kmol Mlv = MLf= Mlv= Mvf= 溫度 /℃ 表 6 提餾段的汽液相負(fù)荷 名稱 液相 汽相 平均摩爾質(zhì)量 / /kg kmol 平均密度 / 3/kgm 體積流量 / 3/mh ( 3/ms) ( 3/ms) 塔徑的計算 由于精餾段和提餾段的上升蒸汽量相差不大，為便于制造，我們?nèi)啥蔚乃较嗟?。有以上的計算結(jié)果可以知道： 汽塔的平均蒸汽流量： smVVs STsj /3 7 3 7 7 3????? 汽塔的平均液相流量： Ls= smL STsj /0 0 2 6 0 0 3 8 0 1 4 3???? 汽塔的汽相平均密度： 3/2 8 0 7 9 mKgvivjv ????? ??? 汽塔的液相平均密度： 化工原理課程設(shè)計 第 11 頁 共 30 頁 3/ 6 62 1 1 42 mKgljljL ????? ??? 塔徑可以由下面的公式給出： 4SVD u?? 由于適宜的空塔氣速 m ax( ~ )uu? ，因此，需先計算出最大允許氣速 maxu 。 m ax LVVuC????? 取塔板間距 ? ，板上液層高度 1 60 0. 06h mm m??，那么分離空間： 1 0 .4 0 .0 6 0 .3 4TH h m? ? ? ? 功能參數(shù)： 0 4 9 0 2 6 ???VLSSV ?? 從史密斯關(guān)聯(lián)圖 查得： C20=，由于 20 ()20CC??，需先求平均表面張力： 1—— 乙醇 2—— 水 塔頂 : mmN /.3181 ?? mmN /.0622 ?? mmNmD /)7 9 ( 9 ??????? 化工原理課程設(shè)計 第 12 頁 共 30 頁 進料板： 1? =? = mmNF /)1 3 ( 3 ??????? 塔底： 1? =? = mmNW /)( ??????? 精餾段液相平均表面張力 mmNm / 39。 ???? 提餾段液相平均表面張力 mN /5 6 . 8 0 m2 5 8 . 5 85 5 . 0 2m ???? 全塔液相平均表面張力 mmN / ????? C=( )= m a x LVVuC?????= sm / ?? u== 4SVD u?? = ?? = 根據(jù)塔徑系列尺寸圓整為 D=1000mm 此時，精餾段的上升蒸汽速度為： Uj= 1 . 7 5 4121 . 3 7 74DV42SJ ???? ?? 提餾段的上升蒸汽速度為： Ui= 1 . 7 5 2121