【正文】 易揮 發(fā)組分物料衡算 F Fx = D Dx + Wχ W （ 2） 恒摩爾流假設 S=V=(R+1)D (3） 通過 由 RMIN 專用計算程序知 Rmin= 由工藝條件決定 R==? =2 F=?103 /=聯(lián)立上式（ 1）、（ 2）、 (3)得： S= 塔板數(shù)的確定 TN 的求取 根據(jù)乙醇 —— 水氣液平衡表 16，作圖 圖 2： 乙醇 —— 水氣液平衡圖 ?Fx ?Dx化工原理課程設計 第 6 頁 共 30 頁 由圖可知總理論板數(shù)為 15，第十三塊板為進料板，精餾段理論板數(shù)為 12，提留段理論板數(shù)為 3（包括蒸餾釜） 用奧康奈爾法 ( 39。 精餾裝置有精餾塔、原料預熱器、再沸器、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設備。 化工原理課程設計 第 3 頁 共 30 頁 第二章 設計方案的確定及流程說明 塔型選擇 根據(jù)生產(chǎn)任務，若按年工作日 300 天，每天開動設備 24 小時計算，產(chǎn)品流量為 ，由于產(chǎn)品粘度較小，流量較大，為減少造價，降低生產(chǎn)過程中壓降和塔板液面落差的影響，提高生產(chǎn)效率，選用篩板塔。 浮閥式之所以廣泛的應用，是由于它具有以下優(yōu)點： （ 1） .處理能力大 （ 2） .操作彈性大 （ 3） .塔板效率高 （ 4） .壓力降小 其缺點是閥孔易磨損，閥片易脫落。 板式塔是分級接觸型氣液傳質(zhì)設備，種類繁多，根據(jù)目前國內(nèi)外的現(xiàn)狀，主要的塔型是浮閥塔、篩板塔和泡罩塔。此外，工業(yè)氣體的冷卻與回收、氣體的濕法凈制和干燥以及兼有氣液兩相傳質(zhì)和傳熱的增濕、減濕等。第 1 頁，共 30 頁 第一章 設計概述 塔設備是是化工、石油化工和煉油等生產(chǎn)中最重要的設備之一。 在化工、石油化工、煉油廠中，塔設備的性能對于整個裝置的產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)境保護等各個方面都有重大影響。 泡罩塔 泡罩塔是歷史悠久的板式塔，長期以來，在 蒸餾、吸收等單元操作使用的設備中曾占有主要的地位，泡罩塔具有一下優(yōu)點： （ 1） .操作彈性大 （ 2） .無泄漏 （ 3） .液氣比范圍大 化工原理課程設計 第 2 頁 共 30 頁 （ 4） .不易堵塞，能適應多種介質(zhì) 泡罩塔的不足之處在于結(jié)構(gòu)復雜、造價高、安裝維修方便以及氣相壓力降較大。 浮閥的形式有很多，目前常用的浮閥形式有 F1 型和 V4 型， F1 型浮閥的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，節(jié)省材料，性能良好。 操作流程 乙醇 —— 水溶液經(jīng)預熱至泡點后，用泵送入精餾塔。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。O conenell )對全塔效率進行估算： 根據(jù)乙醇 ~水體系的相平衡數(shù)據(jù)可以查得： ?? Dxy ?x ctd ? (塔頂?shù)谝粔K板 ) ?y ?x ctf ? (加料板 ) ?y ?x ctw ? (塔底 ) 由相平衡方程式1 ( 1)xy x??? ??可得 ( 1)( 1)yxxy? ?? ? 因此可以求得： 。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計 第 8 頁 共 30 頁 23 塊。39。 表 5 提餾段 的已知數(shù)據(jù) 位置 塔釜 進料板 化工原理課程設計 第 10 頁 共 30 頁 質(zhì)量分數(shù) xw39。= 摩爾分數(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较嗟取? 塔高的計算 塔的高度可以由下式計算： 化工原理課程設計 第 13 頁 共 30 頁 ( 2 )P T T F WZ H N S H S H H H? ? ? ? ? ? ? PH 塔頂空間（不包括頭蓋部分） TH 板間距 N實際板數(shù) S人孔數(shù) FH 進料板出板間距 wH 塔底空間（不包括底蓋部分） 已知實際塔板數(shù)為 N=31 塊，板間距 ? 由于料液較清潔，無需經(jīng)常清 洗，可取每隔 8 塊板設一個人孔，則人孔的數(shù)目 S 為： ????S 個 取人孔兩板之間的間距 ? ，則塔頂空間 ? ，塔底空間 ? ，進料板空間高度 ? ，那么，全塔高度： )3231(.21Z ?????????? . 塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定 由于塔徑大于 800mm，所以采用單溢流型分塊式塔板。 ????? fT Sa AA Vu 動能因子 2 9 9 7 a ??? vau ? 查充氣系數(shù) 0? 與 Fa 的關(guān)聯(lián)圖可得 0? = 則 hl= 0? hL== 提餾段 8 0 54 3 ????? fT Sa AA Vu 動能因子 Fa= ??vau ? 查 充氣系數(shù) 0? 與 Fa 的關(guān)聯(lián)圖可得 0? = 則 ?39。 漏液 漏液驗算 VLLow hhCu ??? /) 0 5 ( 0 ??? K=owuu0 u0 —— 篩孔氣速 uow—— 漏液點氣速 精餾段 ? ?? ?smhhC VLLo/ / 0w????????? ??? 實際孔速 w00 / usmu ?? 穩(wěn)定系數(shù)為 ???K 提餾段 ? ?? ?smhhC VLLo// 0m i n,????????? ??? 穩(wěn)定系數(shù)為 ???K 故在本設計 中無明顯漏液。)2=（ ） 2= Hd=++= 液柱 )( wTd hHH ??? =。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。 根據(jù)以上各線方程，可做出篩板塔的負荷性能圖如下： B:在負荷性能圖 B 上，作出操作點 A，連接 OA，即可作出操作線。 r1 ,r2— 熱，冷流體的汽化潛熱， J/kg t=℃時 查表得 r=則 Q=qm1r1 =（ 2+1）