【正文】 ...........(21) ......................................(21) ..........................................(21) ......................................(21) （五） 設(shè)備示意圖 ...................................(23) 三 、總結(jié)體會 ...........................................(24) 四 、參考文獻 ...........................................(29) 五、附錄 ...............................................(31) 江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 2 化工原理課程設(shè)計 3 前言 化工原理課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生化工設(shè)計能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計使我們初步掌握化工設(shè)計的基礎(chǔ)知識、設(shè)計原則及方法；學(xué)會各種手冊的使用方法及物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的查找方法和技巧；掌握各種結(jié)果的校核，能畫出工藝流程、塔板結(jié)構(gòu)等圖形。精餾是常用的液體混合物的分離操作，它利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝，從而達到輕重組分分離的目的。前者的代表是 填料 塔，后者的代表則為 板式 塔 。近年來，隨著高效新型填料和其他高性能塔內(nèi)件的開發(fā)，以及人們對填料流體力學(xué)、放大效應(yīng)及傳 質(zhì)機理的深入研究，使填料塔技術(shù)得到了迅速發(fā)展。 在設(shè)計過程中應(yīng)考慮到設(shè)計的 吸收塔和 精餾塔具有較大的生產(chǎn)能力滿足工藝要求，另外 還要有一定的潛力。即對操作費用和設(shè)備費用均有影響，因此設(shè)計是否合理的利用熱能R等直接關(guān)系到生產(chǎn)過程的經(jīng)濟問題。也用作稀釋劑，清洗劑，萃取劑 ， 還是制造醋酐、雙丙酮醇、氯仿、碘仿、環(huán)氧樹脂、聚異戊二烯橡膠等的重要原料?；钚蕴课椒ㄊ抢没钚蕴康奈阶饔?，對 江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 6 丙酮進行回收。 水吸收丙酮是物理吸收，其 利用丙酮 空氣混合物中各組分在水中的溶解度不同，實現(xiàn)丙酮的分離。首先，丙酮空氣混合氣中，水對丙酮的 溶解度大 , 而對其他組分則溶解度 很小 或基本不溶 。 綜上所述，在本次課程設(shè)計中，選用水吸收 精餾的工藝路線來回收空氣中的丙酮。 經(jīng)過精餾后，在精餾塔塔頂經(jīng)過全凝器冷凝后的溶液進入分配器，一部分回流至精餾塔，另一部分再通過冷凝器冷凝后貯存在丙酮產(chǎn)品貯罐中，即得到產(chǎn)品；在精餾塔塔底， 用低壓蒸汽直接加熱塔釜液體，在塔底 流出液 中， 丙酮含量較低， 可 對吸收塔塔底流出的丙酮 水溶液進行第一次加熱 。 x x2—— 分別表示吸收過程水相進、出口中易揮發(fā)組分的摩爾分率； y y2—— 分別表示吸收過程氣相進、出口中易揮發(fā)組分的摩爾分率； F、 D、 W—— 分別表示精餾過程中原料液、餾出液和釜殘液的流量， kmol /s； xF、 xD、 xW—— 分別表示精餾過程中原料液、餾出液和釜殘液中易揮發(fā)組分的摩爾分率。被加熱的丙酮 水溶液再用低壓蒸汽加熱至泡點，送入精餾塔進料版進料。 冷流體流量 qm， 2=L M 冷 = = kg/s 冷流體進口溫度 t1， 出溫度 t2=98℃， Cp 水 = kJ/kg。 K) 飽和水蒸汽在 110℃下的物性數(shù)據(jù)如下： 3// mkg? )/(/ kkgkJCp ? )/(/ KmW ?? sPa??? / Pr 951 u=）外 22d2(4/1,?dqm?? = ）20 5 7 (49 5 1/2 6 ??= m/s de=4A/π =)0 5 7 ()0 5 7 (44 22?????? = m Re= ??ude = 895 ???? = α 2=ed? = = W/(m2由丙酮氣液平衡數(shù)據(jù)表可得：液相中丙酮含量為 %時，釜液溫度為 97 ℃。 qm， 1Cp， 1（ T1 T2） = qm， 2Cp， 2（ t2t1） 故 T2= T11，p1，m122，p2，m Cq ）tt( Cq = 97 20)(? = ℃ 江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 16 采用直徑為 Φ 19 3 mm 的圓管，冷流體流經(jīng)管內(nèi)，熱流體在管外與之逆流換熱。 K) 熱流體給熱系數(shù)的計算： 由《化工原理》附錄表查得含 61 根 Φ 19 3 mm 單程管的列管式換熱器的公稱直徑 d=273 mm= m。 Δ tm 故 L=m2 ΔtKnππ ?Q = 3???? ?? = m 按單程管設(shè)計， 其傳熱管過長，宜采用多管程結(jié)構(gòu)。 換熱器 （ 參見上述熱量計算） 【 設(shè)備示意圖】 （參見附錄） 設(shè)備規(guī)格一覽表 名稱 管程數(shù) 管子根數(shù) 換熱管長度 /m 換熱管徑 /mm 公稱直徑 /mm 列管式 換熱器 2 122 6 Φ 19 3 400 套管式 換熱器 1 1 24 2 Φ 58 3 套管式 換熱器 2 1 24 2 Φ 58 3 型號 揚程 /m 效率 /% 軸功率 /kW (NPSH)r/m IS— 65— 50— 125 58 江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 24 【 總結(jié)體會 】 1. 侯祥祥 3091303039 通過本次化工原理課程設(shè)計，我們將學(xué)習(xí)化工原理的理論知識運用到了實際的生產(chǎn)中，進行了第一次獨立的工業(yè)設(shè)計。 設(shè)計中我們遇到了諸多問題，在剛開始時，還不懂如何下手去做。 在繪制工藝流程簡圖中，我們也遇到一些麻煩，如換熱器的選擇、泵的選擇、冷凝器的畫法、工藝流程圖的排布等等。 這些天的課程設(shè)計的訓(xùn)練，使我們對自己的所學(xué)的專業(yè)有了更多的認識，這對我們接下來的學(xué)習(xí)提供了一個很好的指導(dǎo)方向。課程設(shè)計結(jié)束了，愿同學(xué)們和老師能回家好好過年了，祝大家新年快樂。之前我們所做的習(xí)題，都是經(jīng)過簡化或者只計算其中一部分，條件充足，做題的時候基本上就是套套公式就行，而做課程設(shè)計，遇到的都是實際問題，條件都未知，即使全本書公式背得滾瓜爛熟都沒用，因為根本沒有數(shù)據(jù)代進去。 雖然設(shè)計的過程中遇到很多問題，但同時，我也學(xué)到了許多。要是沒有耐心的話，往往會出現(xiàn)這種情況，在離正確答案還有一步時放棄了，結(jié)果前功 盡棄。課程設(shè)計過程中，需要查找大量的資料，處理大量的數(shù)據(jù)，單靠一個人的力量是很不容易完成的，因此需要我們合作。因為很多數(shù)據(jù)，公式在教科書上是根本找不到的，需要從很多其他書籍或資料上搜索，所以我們的課程設(shè)計是在圖書館中緊張地開始了。但是，在我們確定計算方式的時候，爆發(fā)了激烈的爭論，每個人都有自己的思路，但是大家的方法不盡相同，有些結(jié)果相差還非常大，我們在辨別那種方法或思路比較正確或符合實際時，爭論得面紅耳赤，甚至在繁雜的計算壓力下，大家的耐心也似乎達到了極限，有些時候也鬧得不太愉快。我們頓時慌得手足無措，因為這一步的錯誤，宣判了我們前幾天的精力都白費了，因為我是負責(zé)計算過程整理的，我想到我花了那么多時間計算下來的結(jié)果，都不對，都得重算，我就覺得黯無天日，難過死了。 通過這次課程設(shè)計，我感覺到如果只是掌握課本上的知識，通過了考試，那是遠遠不夠的，我們要學(xué)的東西還有很多很多。一個團體，需要齊心協(xié)力，才會到達成功的彼岸！ 江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 28 可能我們的課程設(shè)計還有許多不足之處，但是這次的經(jīng)歷與體會，已讓我學(xué)到了很多，在以后的學(xué)習(xí)生涯來說，這次經(jīng)歷已彌足珍貴。吸收的亨利系數(shù) m 被我們在圖書館的豐富資源中查到了計算 H的公式，這才算邁出了設(shè)計的第一步。這時我真感覺有點氣餒了，真想錯了就錯了吧 ，但想想