【正文】 餾段有效高度 提餾段有效高度從塔頂開始每隔7塊板開一個(gè)人孔，,所以應(yīng)多加高()[31/7]=1mZ=Z精+Z提+=++= 塔徑欲求塔徑應(yīng)先求出空塔氣速 u＝安全系數(shù)umax 功能參數(shù)：取塔板間距=，板上液層高度h1=，那么分離空間：h1==從史密斯關(guān)聯(lián)圖查得：，由于m/su===取 D=塔截面積：實(shí)際空塔氣速：功能參數(shù)：取塔板間距=，板上液層高度h1=，那么分離空間：h1==從史密斯關(guān)聯(lián)圖查得：，由于u’===圓整?。?D39。s由奧肯奈爾（O`connell）關(guān)聯(lián)圖的ET=N精=11/=23塊N提=NP＝N精+N提＝23+8=31塊實(shí)際塔板數(shù)為31塊本設(shè)計(jì)采用常壓精餾根據(jù)設(shè)計(jì)要求，相關(guān)計(jì)算如下：塔頂壓力P頂=+4= 單板壓降ΔP=進(jìn)料板壓力pF=+22=塔底壓力pw=+31=精餾段平均壓力pm=(+)/2=提餾段平均壓力pm39。（1）提餾段理論板數(shù)由上而下逐板計(jì)算，自x11==。第三節(jié) 板式精餾塔的工藝參數(shù)計(jì)算 物料衡算與操作線方程已知進(jìn)料量F＝200kmol/h，進(jìn)料組成XF＝（摩爾分率），進(jìn)料q＝設(shè)計(jì)要求：XD＝（質(zhì)量分率），Xw=（質(zhì)量分率）將物料的質(zhì)量分率轉(zhuǎn)化為摩爾分率：質(zhì)量分率摩爾分率XDXw衡算方程 ： q線方程因?yàn)閄F＝ q＝1q線方程為：x＝讀圖可知平衡線和q線交點(diǎn)為:xe=，ye=R===精餾段操作線方程： D＝＝精餾段：L＝RD＝ V＝（R＋1）D＝提餾段：L’＝L＋qF＝+200= V’＝V－（1－q）F＝V＝提餾段操作線方程： 理論塔板數(shù)的計(jì)算與實(shí)際板數(shù)的確定由于塔釜?dú)堃旱臐舛容^低，而塔頂產(chǎn)品的濃度較高，故不適宜用作圖法求解理論板數(shù)。⑶ 保證生產(chǎn)安全 要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設(shè)備與基建的費(fèi)用，如合理利用塔頂和塔底的廢熱，既可節(jié)省蒸汽和冷卻介質(zhì)的消耗，也能節(jié)省電的消耗。⑵ 滿足經(jīng)濟(jì)上的要求本設(shè)計(jì)中的熱能利用主要有兩方面：一、塔頂冷卻水的熱量，通過水介質(zhì)導(dǎo)出，可用周邊生活區(qū)的供暖；二、塔釜?dú)堃簻囟容^高，可用于進(jìn)料的預(yù)熱。采用熱泵技術(shù)可使塔頂蒸汽溫度提高，提高了溫度的蒸汽再用于加熱釜液，使釜液蒸發(fā)的同時(shí)，塔頂蒸汽冷凝?？傎M(fèi)用最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的R值稱為最佳回流比。實(shí)際操作的R必須大于Rmin，但并無(wú)上限限制。所以本設(shè)計(jì)應(yīng)采用再沸器提供熱量，采用3kgf/cm2（溫度130℃）間接水蒸汽加熱。此外，泡點(diǎn)進(jìn)料，提餾段和精餾段塔徑大致相同，在設(shè)備制造上比較方便。⑶ 真空操作不僅需要增加真空設(shè)備的投資和操作費(fèi)用，而且由于真空下氣體體積增大，需要的塔徑增加，因此塔設(shè)備費(fèi)用增加。根據(jù)所處理的物料性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性來(lái)綜合考慮，一般有下列原則：⑴ 壓力增加可提高塔的處理能力，但會(huì)增加塔身的壁厚，導(dǎo)致設(shè)備費(fèi)用增加；壓力增加，組分間的相對(duì)揮發(fā)度降低，回流比或塔高增加，導(dǎo)致操作費(fèi)用或設(shè)備費(fèi)用增加。對(duì)篩孔少、塔徑大的塔段，為減少進(jìn)塔壁處液體“短路”，可在近塔壁處設(shè)置擋板。對(duì)于氣、液恒摩爾流的塔段，只需任選其中一塊塔板進(jìn)行設(shè)計(jì)，并可將該設(shè)計(jì)結(jié)果用于此塔段中。塔頂冷凝裝置可采用全凝器、分凝器全凝器兩種不同的設(shè)置。連續(xù)蒸餾具有生產(chǎn)能力大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，工業(yè)生產(chǎn)中以連續(xù)蒸餾為主。泡罩的種類很多，國(guó)內(nèi)用較多的是圓形泡罩。其主要特點(diǎn)是在塔板的開孔上裝有可浮動(dòng)懂得浮閥，氣流從浮閥周邊以穩(wěn)定的速度水平地進(jìn)入塔板上液層進(jìn)行兩相接觸。值得說(shuō)明的是，盡管篩板傳質(zhì)效率高，但若設(shè)計(jì)和操作不當(dāng)，易產(chǎn)生漏液，使得操作彈性減小，傳質(zhì)效率下降。工業(yè)應(yīng)用小以小孔徑篩板為主，大孔徑篩板多用于某些特殊場(chǎng)合(如分離粘度大、易結(jié)焦的物系)。塔設(shè)備大致可以分為兩類，一類是有降液管的塔板，如泡罩、浮閥、篩板、導(dǎo)向篩板、舌形、S形、多降液管塔板等；另一類是無(wú)降液管塔板，如傳流式篩板（柵板）、穿流式波紋板等。甲醇－水體系汽液平衡數(shù)據(jù)如下：溫度t(℃)液相組成x氣相組成y溫度t(℃)液相組成x氣相組成y100007596739471916989688866184651182651178注：x、y分別為氣液兩相中甲醇的摩爾分?jǐn)?shù)設(shè)計(jì)條件：體系：甲醇水體系 已知：進(jìn)料量F=200 kmol/h進(jìn)料濃度ZF= （摩爾分?jǐn)?shù)）進(jìn)料狀態(tài)：q＝ 操作條件：塔頂壓強(qiáng)為4 kPa(表壓)。實(shí)際上，任何塔設(shè)備都難以滿足上述所有要求，因此，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)塔型特點(diǎn)、物系性質(zhì)、生產(chǎn)工藝條件、操作方式、設(shè)備投資、操作與維修費(fèi)用等技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)以及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等因素，依矛盾的主次，綜合考慮，選擇適宜的塔型。板式塔內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量踏板，氣體以鼓泡活噴射形式穿過板上液層進(jìn)行質(zhì)、熱傳遞，氣液相組成成階梯變化，屬逐級(jí)接觸逆流操作過程。工業(yè)中的蒸餾多為多組分精餾，從石油工業(yè)、酒精工業(yè)直至焦油分離，基本有機(jī)合成，空氣分離等等，特別是大規(guī)模的生產(chǎn)中精餾的應(yīng)用更為廣泛。蒸餾按操作可分為簡(jiǎn)單蒸餾、平衡蒸餾、精餾、特殊精餾等多種方式。以本設(shè)計(jì)所選取的甲醇水體系為例，加熱甲醇（℃）和水（℃）的混合物時(shí),由于甲醇的沸點(diǎn)較低（即揮發(fā)度較高）,所以甲醇易從液相中汽化出來(lái)。常壓甲醇－水篩板精餾塔設(shè)計(jì)南京工業(yè)大學(xué)《化工原理》課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目 常壓甲醇－水篩板精餾塔設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 陳獻(xiàn)富 班級(jí)、學(xué)號(hào) 化工070313 指導(dǎo)教師姓名 劉曉勤、王曉東 課程設(shè)計(jì)時(shí)間2010年6月14日2010年6月25日 課程設(shè)計(jì)成績(jī)百分制權(quán)重設(shè)計(jì)說(shuō)明書、計(jì)算書及設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量，70%獨(dú)立工作能力、綜合能力、設(shè)計(jì)過程表現(xiàn)、設(shè)計(jì)答辯及回答問題情況，30%設(shè)計(jì)最終成績(jī)（五級(jí)分制） 指導(dǎo)教師簽字 化學(xué)化工學(xué)院課程名稱 化工原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目 常壓甲醇－水篩板精餾塔設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 周佳佳 專業(yè) 化學(xué)工程與工藝 班級(jí)學(xué)號(hào) 1001090605 設(shè)計(jì)日期 2010 年 6 月 14 日至 2009 年 6 月 25日設(shè)計(jì)條件及任務(wù)：設(shè)計(jì)體系：甲醇－水體系設(shè)計(jì)條件：進(jìn)料量：F= 200 kmol/h進(jìn)料濃度：ZF= （摩爾量分?jǐn)?shù)）進(jìn)料狀態(tài)：q= 操作條件：塔頂壓強(qiáng)為4kPa(表壓)。蒸餾的理論依據(jù)是利用溶液中各組分蒸汽壓的差異，即各組分在相同的壓力、溫度下，其揮發(fā)性能不同（或沸點(diǎn)不同）來(lái)實(shí)現(xiàn)分離目的。在工業(yè)精餾設(shè)備中，使部分汽化的液相與部分冷凝的氣相直接接觸，以進(jìn)行氣液相際傳質(zhì)，結(jié)果是氣相中的難揮發(fā)組分部分轉(zhuǎn)入液相，液相中的易揮發(fā)組分部分轉(zhuǎn)入氣相，也即同時(shí)實(shí)現(xiàn)了液相的部分汽化和氣相的部分冷凝。此外，按操作是否連續(xù)蒸餾和間歇蒸餾。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸件的結(jié)構(gòu)型式，可分為板式塔和填料塔兩大類。此外還要求不易堵塞、耐腐蝕等。 本設(shè)計(jì)的體系為甲醇水體系。此外還要求不易堵塞、耐腐蝕等。根據(jù)孔徑的大小，分為小孔徑篩板(孔徑為3—8mm)和大孔徑篩板(孔徑為10—25mm)兩類。但其缺點(diǎn)是篩孔易堵塞，不宜處理易結(jié)焦、粘度大的物料。浮閥廣泛應(yīng)用于精餾、吸收和解析等過程。泡罩塔是最早使用的板式塔，其主要構(gòu)件是泡罩、升氣管及降液管。 蒸餾過程按操作方式的不同，分為連續(xù)蒸餾和間歇蒸餾兩種流程。蒸餾是通過物料在塔內(nèi)的多次部分氣化與多次部分冷凝實(shí)現(xiàn)分離的