【正文】 供的熱量： BQ （全塔范圍內(nèi)列衡算式）塔釜熱損失為 10%，則 Q損 = B F C W DQ Q Q Q Q Q? ? ? ? ? 損 再沸器的實(shí)際熱負(fù)荷： ? ? ? ? ? ? ? ? ? 774 398 964 963 .3 498 816 .1 136 206 0 784 57 09. 3 /B C W D FQ Q Q Q Q KJ h 計(jì)算得 QB= ⑧ 熱量衡算計(jì)算結(jié)果： 項(xiàng)目 進(jìn)料 冷凝器 塔頂溜出液 塔底殘液 再沸器 平均比熱容KJ/ _ _ 熱量Q/(KJ/h) 1362060 8717454.8 理論塔板數(shù)的計(jì)算 精餾塔的氣、液相負(fù)荷 ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ?39。39。 精餾段塔截面積為 2 2 2(1 . 4) 1 . 5 444TA D m??? ? ? ? 實(shí)際空塔氣速為 提鎦段： ?? ?1 / 2 1 / 6 730. 6( ) ( ) 3600 7hLhLVv 取板間距 HT=, 板上液層高度 hL=, 則 ? ? ? ?0. 4 0. 05 0. 35TLH h m 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 19 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 C20= ?? ? ? ( ) ( ) 20LCC ?????? ? ?max 730. 6 37 /Vu C m s 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 ? ? ? ?max0. 7 0. 7 1. 37 0. 95 9 /u u m s ??? ? ??4 4 9sVDm 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后 D= 。0 wLshmlu 同理：提鎦段 0h = （ 1）塔的分塊 因 1400 800D mm mm??，故塔板采用分塊式，查表得，塔板分為 4塊 表 34 塔徑 ,mm 800~1200 1400~1600 1800~2000 2200~2400 塔板分塊數(shù) 3 4 5 6 (2)邊緣區(qū)寬度確定 39。 ???? ? ? ???6 10 ( ) 液 / 氣 液 / 10v kg kg kg kg 故本設(shè)計(jì)液沫夾帶量在允許范圍內(nèi) 對(duì)于 篩板 ,漏液點(diǎn)氣速 可由式： 0 ,m i n 04 . 4 ( 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 ) /L L Vu c h h ? ??? ? ?計(jì)算 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 24 0 ,m i n 04 . 4 ( 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 ) /L L Vu c h h ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4. 4 0. 79 4 ( 0. 00 56 0. 13 0. 05 0. 00 20 2 ) 73 8 / 1. 70 3 7. 30 /ms 實(shí)際孔速 ??0 0,mi n15 .37 /u m s u 穩(wěn)定系數(shù)為 ? ? ?00 ,min15. 37 （1 ) u 提鎦段： 對(duì)于篩板 ,漏液點(diǎn)氣速 可由式： 0 ,m i n 04 . 4 ( 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 ) /L L Vu c h h ? ??? ? ?計(jì)算 0 ,m i n 04 . 4 ( 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 ) /L L Vu c h h ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4. 4 0. 79 4 ( 0. 00 56 0. 13 0. 05 0. 00 19 2 ) 73 0. 6 / 2. 1 07 6. 56 3 /ms 實(shí)際孔 速 0 0,mi n13 .97 /u m s u 穩(wěn)定系數(shù)為 ? ? ?00 ,min13. 97 u （ ) 為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛 ,降液管內(nèi)液層高度 dH 應(yīng)服從式 ()d T WH H H??? 的關(guān)系 苯 甲苯物系屬一般物系 ,取 ?? 則 ? ? ? ? ? ?( ) 0. 5 ( 0. 40 0. 02 9) 0. 21 45TWH H m 而 d p l dH h h h? ? ? ? ? ? ? ?39。 L w OWh h h?? 聯(lián)立得 ( 1 ) ( 1 )T W O W C dH h h h h h ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 忽略 h? ,將 OWh 與 SL , dh 與 SL , Ch 與 SV 的關(guān)系帶入上式 ,并整理得 39。 2 / 3s s sa V b c L d L? ? ? 式中 39。 3 2 / 336002 . 8 4 1 0 (1 ) ( ) swd E Ll??? ? ? ?? ， ? ? 及有關(guān)的數(shù)據(jù)代入得： ? ? ??39。 3 2 / 10 1 ( 1 ) ( ) 故 ? ? ?2 2 2 / 30. 01 7 0. 16 04 15 9. 54 1. 08 2S s sV L L ? ? ?2 2 2 / 39. 78 97 28 65 .97S S SV L L 同理提鎦段：? ? ?2 2 2 / 24 51 .5 54 .05S S SV L L 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 28 在操作范圍內(nèi) ,任取幾個(gè)值 ,依上式計(jì)算結(jié)果列于表中 smLS /, 3 sm /,V 3s sm /,V 3s 由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線 5 根據(jù)以上各線方程 ,可做出篩板塔的負(fù)荷性能圖如圖所示 012340 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 29 0123 0 在負(fù)荷性能圖上 ,作出操作點(diǎn) , 連接 ,即作出操作線 .由圖可知 3,min /SV m s? 3,max /SV m s? 故操作彈性為： ,ma x,mi n SVV ?? 同理可算出提鎦段：??,max,min SV 板式塔的結(jié)構(gòu) 塔體結(jié)構(gòu) (1)塔頂空間 指塔內(nèi)最上層塔極與塔頂?shù)拈g距。其值由如下因素決定： ①塔底儲(chǔ)液空間依儲(chǔ)存液量停留 3~8 min(易結(jié)焦物料可縮短停留時(shí)間 )而定； ②再沸器的安裝方式及安裝高度； ③塔底液面至最下層塔板之間要留有 1~2m 的間距。 (4)塔高 板式塔的塔高如圖所示。則封頭高度 mmhH 40050350h 211 ????? （ 2）塔頂空間 設(shè)計(jì)中取 塔頂間距考慮到需要安裝除沫器，所以選取塔頂空間 。 （ 5）進(jìn)料處板間距 考慮在進(jìn)口處安裝防沖設(shè)施，取進(jìn)料板處板間距?FH 400mm。 （ 1）再沸器 (蒸餾釜 ) 該裝置的作用是加熱塔底料液使之部分氣化，以提供精餾塔內(nèi)的上升氣流。按冷凝器與塔的相對(duì)位置區(qū)分，有以下幾類。該方式常用于以下幾種情況：①傳熱面較小 (例如 50m2 以下 )；②冷凝液難以用泵輸送或泵送有危險(xiǎn)的場合；③減壓蒸餾過程。圖 321(e)所示為將回流罐置于冷凝器的上 部，冷凝器置于地面，冷凝液藉壓差流入回流罐中，這樣可減少臺(tái)架，且便于維修，主要用于常壓或加壓蒸餾。 ②強(qiáng)制循環(huán)式 當(dāng)塔的處理量很大或塔板數(shù)很多時(shí)，若回流冷凝器置于塔頂將造成安裝、檢修等諸多不便，且造價(jià)高，可將冷凝器置于塔下部適當(dāng)位置，用泵向塔頂輸送回流，在冷凝器和泵之間需設(shè)回流罐，即為強(qiáng)制循環(huán)式。其優(yōu)點(diǎn)是蒸氣壓降較小，節(jié)省安裝面積，可藉改變升氣管或塔板位置調(diào)節(jié)位差以保證回流與采出所需的壓頭。 應(yīng)予指出，再沸器的傳熱面積是決定塔操作彈性的主要因素之一，故估算其傳熱面積時(shí)安全系數(shù)要選大一些，以防塔底蒸發(fā)量不足影響操作。 塔體總高度： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ????? ?F P T F F P P D B 1 2 H (n n n 1 )H n H n H H H H H( 28 1 5 1 ) 1 3 27 3 m 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 32 第 4 章 輔助設(shè)備及選型 精餾塔的附屬設(shè)備 精餾塔的附屬設(shè)備包括蒸氣冷凝器、產(chǎn)品冷卻器、再沸器 (蒸餾釜 )、原料預(yù)熱器等，可根據(jù)有關(guān)教材或化工手冊(cè)進(jìn)行選型與設(shè)計(jì)。則： mmmA VLHTB 339。 塔總體高度計(jì)算 塔體總高度利用下式計(jì)算： （ 1）塔頂封頭 封頭分為橢圓形、蝶形封頭等幾種，本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭。人孔直徑一般為 450 mm~600mm，其伸出 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 30 塔體的筒 體長為 200~250 mm，人孔中心距操作平臺(tái)約 800~1200mm。若需要安裝除沫器時(shí)，要根據(jù)除沫器的安裝要求確定塔頂間距。 ( 1 ) 6 04 xb ???39。 ( 1)TWb H h? ? ?? ? ? ? 39。 39。 p c lh h h h?? ? ?。本設(shè)計(jì)的1400 1600D mm mm??,故液面落差可忽略不計(jì)。 （ 1）堰長 lW 0 . 7 0 . 7 1 . 4 0 . 9 8Wl D m? ? ? ?[5] （ 2）溢流堰高度 hW 由 hW=hLhOW ,選用平直堰，堰上液層高度 由弗朗西斯公式 2/ ()1000 hOW wLhEl?計(jì)算， 近似取 E=1 則 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 20 則 ?? ? ? ?2 / 31 36001 ( ) 41000 取板上清液層高度 hL=50mm , 故 hW=hLhOW== 同理：提鎦段 （ 1）堰長 lW 0 . 7 0 . 7 1 . 4 0 . 9 8Wl D m? ? ? ?[5] （ 2）溢流堰高度 hW 由 hW=hLhOW ,選用平直堰，堰上液層高度 由弗朗西斯公式 2/ ()1000 hOW wLhEl? 計(jì)算， 近似取 E=1 則 則 ?? ? ? ?2 / 6 36001 ( ) 11000 取板上清液層高度 hL=50mm , 故 hW=hLhOW== （ 3）弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA 由 / ? ? ? 故?? ? ? ???22 2 2 6 6 70= = 8 fTTA A mA D m m 0 . 1 4 0 . 1 4 1 . 4 0 . 1 9 6dW D m? ? ? ? 依式 (3 5)fTAHLs? ?? 驗(yàn)算液體在降液管中的停留時(shí)間 , ? ?? ? ?3600 170 = 15. 09 ssL （ 符 合 要 求 ） ? ?? ? ?3600 170 = 6 ssL （ 符 合 要 求 ） 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 21 故降液管設(shè)計(jì)合理。39。 68 /( 1 ) ( 1 ) 18 / 68 /( 1 ) 18 /L RD kmol hV R D kmol hL L qF kmol hV V q F kmol h 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 11 求操作線方程 精餾段操作線方程 111 DRy x xRR???? ，代入數(shù)據(jù)得： ??0. 78 08 0. 20 63yx （ 8） 精餾段操作線方程 39。 比熱容及汽化潛熱的計(jì)算 乙醇丙醇比熱容及汽化潛熱與溫度關(guān)系表 溫度 60 70 80 90 100 乙醇 汽化熱 比熱容 丙醇 汽化熱 比熱容 (1)、比熱容的計(jì)算（根據(jù)上表，利用插值法計(jì)算） 塔頂溫度 tD 下的比熱容（ ℃） ???80 70 80 79. pC 乙 醇 求得 CpD =()=同理求得 CpD=? ? ? ?P=C .PDC DP 乙 醇 DX +C （ 1X ） = + =140 02KJ/ 同理分別求得進(jìn)料溫度 tF= Cp 乙醇 =????? ? ? ?= 39。水蒸氣易獲得、清潔、不易腐蝕加熱管，不但成本會(huì)相應(yīng)降低，塔結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜。由于飽和水蒸汽冷凝時(shí)的傳熱系數(shù)很高，可以通過改變蒸汽壓力準(zhǔn)確地控制加熱溫度。