【正文】 的溫度分別為 25℃ 和 35℃。 3. 有關(guān)的工藝計(jì)算 由于精餾過程的計(jì)算均以摩爾分?jǐn)?shù)為準(zhǔn)，需先把設(shè)計(jì)要求中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化為 摩爾分?jǐn)?shù)。 4 熱能利用 精餾過程的原理是多次部分冷凝和多次部分汽化。 2. 操作條件的確定 操作壓力 由于乙醇 ~水體系對(duì)溫度的依賴性不強(qiáng)，常 壓下為液態(tài)，為降低塔的操作費(fèi)用，操作壓力選為常壓。在化工生產(chǎn)中，塔設(shè)備的性能對(duì)于整個(gè)裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面，都有非常重大的影響。但是由于常用的多為其水溶液，因此，研究和改進(jìn)乙醇 `水體系的精 餾設(shè)備是非常重要的。因其良好的理化性能，而被廣泛地應(yīng)用于化工、日化、醫(yī)藥等行業(yè)。 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 操作性能負(fù)荷圖 錯(cuò)誤 !未定義書簽。19 液泛線 霧沫夾帶驗(yàn)算 18 由表面張力引起的阻力 h? 18 氣體通過浮閥塔板的壓力降 (單板壓降 ) ph 17 校核 浮閥數(shù)目 進(jìn)口堰高和受液盤 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 塔板尺寸 塔徑的計(jì)算 9 精餾段 2 二：計(jì)算過程 1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 3 1. 塔型選擇 3 操作壓力 3 進(jìn)料狀態(tài) 3 加熱方式 3 熱能利用 4 3. 有關(guān)的工藝計(jì)算 5 全凝器冷凝介質(zhì)的消耗量 6 熱能利用 6 理論塔板層數(shù)的確定 8 實(shí)際塔板數(shù) PN 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 堰高 降液管底隙高度 h0 17 6. 流體力學(xué)驗(yàn)算 19 7. 操作性能負(fù)荷圖 液體負(fù)荷上限線 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 8. 各接管尺寸的確定 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 塔頂上升蒸汽管 錯(cuò)誤 !未定義書簽。近些年來，由于燃料價(jià)格的上漲，乙醇燃料越來越有取代傳統(tǒng)燃料的趨勢(shì)，且已在鄭州、濟(jì)南等地的公交、出租車行業(yè)內(nèi)被采用。 塔設(shè)備是最常采用的精餾裝置，無論是填料塔還是板式塔都在化工生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用，在此我們作板式塔的設(shè)計(jì)以熟悉單元操作設(shè)備的設(shè)計(jì)流程和應(yīng)注意的事項(xiàng)是非常必要的。 設(shè)計(jì)依據(jù) 本設(shè)計(jì)依據(jù)于教科書的設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)所提出的題目進(jìn)行分析并做出理論計(jì)算。 其中塔頂壓力為 10 Pa180。因此熱效率較低，通常進(jìn)入再沸器的能量只有 5%左右可以被有效利用。 乙醇的摩爾質(zhì)量 AM =46 kmolkg/ 水的摩爾質(zhì)量 BM =18 kmolkg/ 原料液的摩爾組成： 3 8 / 4 6= 0 .1 9 3 43 8 / 4 6 6 2 / 1 8fx ?? 同理可求得： Dx = Wx = 原料液的平均摩爾質(zhì)量： 3 2 2( 1 ) 0 . 1 9 3 4 4 6 ( 1 0 . 1 9 3 4 ) 1 8 2 3 . 4 1 5 /f f C H C H O H f H OM x M x M k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? ? 同理， DM = kmolkg/ 。 則： 平均溫度下的比熱 /pcc kJ kg C??186。所以， 3 648000 10 ( 45 ) 10 /300 24fQ k J h?? ? ? ? ? ?? 釜?dú)堃悍懦龅臒崃?12()w w pw w wQ W c t t?? 若將釜?dú)堃簻囟冉抵?2 55wtC? 186。 7 理論塔板層數(shù)的確定 精餾段操作線方程： 3 6 5 ??????? nDnn xR xxR Ry 提餾段操作線方程： 1 00 2 . 4 7 5 0 . 0 0 7 7m m w mWWy x x xVV? ? ? ? ? q 線方程： ?x 在 ~yx相 圖中分別畫出上述直線，利用圖解法可以求出 13?TN 塊 (含塔釜 ) 其中，精餾段 5 塊，提餾段 8塊。 表 3 精餾段的已知數(shù)據(jù) 位置 進(jìn)料板 塔頂 (第一塊板 ) 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 39。 ?fy 39。 0 .3 5 0 .8 8 5 0 .6 0 32Lmx ??? 所以， 3814 /Lm kg m? ? 精餾段的液相負(fù)荷 hk m o lRDL / ???? hmLMLLmn / 3???? ? 同理可 計(jì)算出精餾段的汽相負(fù)荷。 ? 39。有以上的計(jì)算結(jié)果可以知道： 汽塔的平均蒸汽流量： 3() 1 . 0 5 6 1 . 1 5 1 . 1 0 3 /22S J S TS VVV m s? ?? ? ? 汽塔的平均液相流量： 3() 0 . 0 0 0 6 7 5 0 . 0 0 2 2 5 0 . 0 0 1 4 6 /22S J S TS LL m s? ?? ? ? 汽塔的汽相平均密度： 31 . 2 5 1 0 . 8 1 61 . 0 3 3 5 /22V J V TV k g m??? ? ?? ? ? 汽塔的液相平均密度： 38 1 4 9 1 18 6 3 /22L J L TL k g m??? ? ?? ? ? 塔徑可以由下面的公式給出： 4SVDu?? 由于適宜的空塔氣速 max( ~ )uu? ，因此，需先計(jì)算出最大允許氣速 maxu 。0 0 0 . 0 0 0 6 7 5 0 . 0 6 4 3 /0 . 7 0 . 0 1 5SJwLu m slh? ? ?? 提餾段： 39。若同一橫排的閥孔中心距75t mm? ，那么相鄰兩排間的閥孔中心距 39。 80t mm? 時(shí)畫出的閥孔數(shù)目只有 60 個(gè)，不能滿足要求，取 39。 19 液泛驗(yàn)算 溢流管內(nèi)的清液層高度 d p d LH h h h h?? ? ? ? 其中， 0 .0 6 6 7 , 0 .0 6pLh m h m?? 所以， 0. 66 7 0. 06 0. 00 3 0. 12 97dHm? ? ? ? 為 防 止 液 泛 ， 通 常 ()d T wH H h???， 取 校 正 系 數(shù) ?? ，則有：( ) 0. 5 ( 0. 4 0. 05 ) 0. 22 5TwH h m? ? ? ? ? ? 可見， ()d T wH H h???，即不會(huì)產(chǎn)生液泛。線 b為漏液線。線 f 為霧沫夾帶線。由圖可讀得： 33m a x m i n( ) 1 . 6 5 / , ( ) 0 . 5 7 /SSV m s V m s?? 所以，塔的操作彈性為 / ? 有關(guān)該浮閥塔的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總于表 7 22 表 7 浮閥塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 項(xiàng)目 數(shù)值與說明 備注 塔徑 ,Dm 板間距 ,THm 塔板型式 單溢流弓形 降液管 分塊式塔板 空塔氣速 ,/ums 溢流堰長(zhǎng)度 ,Wlm 溢流堰高度 ,Whm 板上液層高度 ,Lhm 降液管底隙高度 0,hm 浮閥數(shù) ,N 個(gè) 89 等腰三角形叉排 閥孔氣速 0,/u ms 閥孔動(dòng)能因數(shù) 0F 5 臨界閥孔氣速 0 ,/cu ms 孔心距 ,tm 同一橫排的孔心距 排間距 39。我們了解了工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握了化工 設(shè)計(jì)的主要程序和方法，增強(qiáng)了分析和解決工程實(shí)際問題的能力。這次對(duì)精餾塔的設(shè)計(jì)，不僅讓我將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中，而且對(duì)知識(shí)也是一種鞏固和提升 。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。圖表整潔，布局合理，