【正文】 液泛驗(yàn)算 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 6. 流體力學(xué)驗(yàn)算 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 8 理論塔板層數(shù)的確定 7 全凝器冷凝介質(zhì)的消耗量 5 最小回流比、操作比的計(jì)算 4 進(jìn)料狀態(tài) 1 設(shè)計(jì)依據(jù) 1 二：計(jì)算過程 2 1. 塔型選擇 2 2. 操作條件的確定 4 操作壓力 5 3. 有關(guān)的工藝計(jì)算 5 工藝流程簡(jiǎn)圖 5 工藝計(jì)算 6 塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量及釜?dú)堃沽康挠?jì)算 8 全塔效率的估算 精餾段 塔徑的計(jì)算 塔高的計(jì)算 5. 塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定 塔板尺寸 降液管底隙高度 h0 進(jìn)口堰高和受液盤 浮閥數(shù)目及排列 19 校核 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 霧沫夾帶驗(yàn)算 霧沫夾帶上限線 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 漏液線 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。 錯(cuò)誤 !未定義書簽。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)。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。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。因此精餾塔操作彈性的好壞直接關(guān)系到石油化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。泡沫式接觸氣液傳質(zhì)過程的一種形式，性能優(yōu)于泡罩塔。 篩板塔優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低；氣流壓降小、板上液面落差?。话逍矢?。泡罩有 f80mm、 f100mm、 f150mm 三種尺寸，可根據(jù)塔徑的大小選擇。升氣管的頂部應(yīng)高于泡罩齒 縫的上沿，以防止液體從中漏下。 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，若按年工作日 300 天，每天開動(dòng)設(shè)備 24 小時(shí)計(jì)算，產(chǎn)品流量為 6667 /kg h ，由于產(chǎn)品粘度較小，流量較大，為減少造價(jià)，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，選用浮閥塔。若板效率很高而彈性很小，則此中塔板只在很狹窄的范圍內(nèi)能良好操作，氣液略有波動(dòng)或生產(chǎn)能體需提高時(shí)，其板效率立即就會(huì)下降。 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。 3. 有關(guān)的工藝計(jì)算 工藝流程簡(jiǎn)圖 圖 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)。V =V= 全凝器冷凝介質(zhì)的消耗量 塔頂全凝器的熱負(fù)荷： ( 1) ( )C V D LDQ R D I I? ? ? 可以查得 1 2 6 6 / , 2 5 3 . 9 /V D L DI k J k g I k J k g??，所以 hkJQ C /) 2 6 6(69)( 5??????? 取水為冷凝介質(zhì)，其進(jìn)出冷凝器的溫度分別為 25℃ 和 35℃ 則 平均溫度下的比熱 4 .1 7 4 /pcc kJ kg C??186。所以， hkJQ f /)( 100050000 6???????? 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。1 ????? mwmm xxVWxVLy 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 12?TN 塊 (含塔釜 ) 其中，精餾段 6塊，提餾段 6 塊。 11 表 4 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 ???? RDL 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 /22SJ STS VVV m s? ?? ? ? 13 汽塔的平均液相流量： 3() 0. 00 06 75 0. 00 22 5 0. 00 14 6 /22SJ STS LL m s? ?? ? ? 汽塔的汽相平均密度： 31. 25 1 0. 81 61. 03 35 /22V J V TV k g m??? ? ?? ? ? 汽塔的液相平均密度： 381 4 91 186 3 /22LJ LTL k g m??? ? ?? ? ? 塔徑可以由下面的公式給出： 4SVD u?? 由于適宜的空塔氣速 max(0 .6 ~ )uu? ，因此，需先計(jì)算出最大允許氣速 maxu 。0 0 00 67 5 64 3 / 15SJwLu m slh? ? ?? 提餾段： 39。為了使塔板上液流均勻，一般不用圓形降液管。有的則認(rèn)為孔徑大好，理由時(shí)大孔徑加工方便，不易堵。一般孔間距 0( ~ 5)td? ， t 過小，易使氣流互相干擾； t 過大，則鼓泡不均，實(shí)際設(shè)計(jì)常取 0(3~ 4)td? ，傳質(zhì)效果較好。t計(jì) 為： 39。 65t mm? ，其中75 , 39。根據(jù)流體力學(xué)中靜力學(xué)基本方程可以算出由于（ 12pp? ）的壓差在降液管中將引起一段液柱高為 12pLpph g?? ?? 此外，降液管中液體流動(dòng)時(shí)有一阻力，會(huì)引起液體在降液管中的壓降，此阻力又將造成降液管中一段相應(yīng)的液柱高度 ch 可用式（ 10－ 15）計(jì)算，則降液管中的液柱高 dH 為： d p L cH h h h?? ? ? （ 10－ 29） ch 值一般很小（要求不大于 25mm）， Lh 變動(dòng)不大，則 dH 的變動(dòng)取決于 ph? 。 因此板式塔的設(shè)計(jì)中要求降液管中的液柱高 dH 不超過板間距 TH 的 倍，即 (0 .5 )dTHH? （ 10－ 30） 凡氣速大到 dH 達(dá)到式（ 10－ 30）情況時(shí)稱為液泛極限。操作彈性大，則該塔穩(wěn)定操作范圍大，這是我們所希望的。 操作點(diǎn)液 量 ( m3/ h )氣量/（m3/h）BaAEf eDbc d圖 1 0 － 2 5 篩 板 塔 操 作 性 能 示 意 圖 圖 (1)圖中線 a 為最小液體負(fù)荷線，此時(shí)最小液體流量為一定值，與氣速無關(guān)，所以在圖上是一垂直線。 (4)線 d 按液體在降液管中允許停留時(shí)間計(jì)算，當(dāng)降液管容積等于或小于液體流量（單位為 3/ms）的 35倍時(shí)即達(dá)極限。此線與氣、液量都有關(guān)，液量愈大，在較低氣體負(fù)荷時(shí)即達(dá)液泛極限，所以如圖中曲線所示。例如，漏液線 b可以用改變開孔率來調(diào)整，允許霧沫夾帶線 f可以用合理選取塔板間距 TH 來調(diào)整。ou 降液管底隙處液體流速， sm/ V 塔內(nèi)上升蒸汽量， hkmol/ sV 塔內(nèi)上升蒸汽流量， m/s W 塔底產(chǎn)品流量， hkmol/ cW 有效區(qū)寬度， m dW 弓形降液管寬度， m x 液相中 易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù) y 氣相中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù) Z 塔的有效高度， m ? 干板篩孔流量系數(shù)修正系數(shù)，量綱為 1 ? 篩板厚度， m o? 板上液層充氣系數(shù)，量綱為 1 ? 開孔率 ? 粘度， smPa? L? 液相密度， 3/mkg V? 氣相密度， 3/mkg ? 液相表面張力， mmN/ ? 停留時(shí)間， s i 組分序號(hào) m 平均 n 塔板 數(shù) 32 10. 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)是對(duì)二元物系的精餾問題進(jìn)行分析、選取、計(jì)算、繪圖等，是較完整的精餾設(shè)計(jì)過程，對(duì)此塔進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)，包括它的進(jìn)出口管路的設(shè)計(jì)計(jì)算，畫出了塔板負(fù)荷性能圖，并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行匯總。 既而，提升了我對(duì)“理論高于實(shí)踐，源于實(shí)踐。在了解了原理后，驗(yàn)算數(shù)據(jù)也是相當(dāng)繁瑣的：數(shù)據(jù)是一環(huán)套一環(huán)的，有時(shí)一個(gè)數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤，會(huì)使后面的數(shù)據(jù)無法繼續(xù)進(jìn)行驗(yàn)算。在此再次對(duì)在我設(shè)計(jì)過程中一直給予幫助與指導(dǎo)的 王新運(yùn)老師表示感謝！ 33 [1].陳敏恒，叢德滋，方圖南，齊鳴齋，化工原理（上 、下 冊(cè)）， 第三版，北京化學(xué)工業(yè)出 版社， 2021 年 [2].匡國(guó)柱，史啟才，化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)，第二版，北京，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 年 [，柴誠敬，姚玉英，化工原理（下冊(cè)），天津，天津大學(xué)出版社， 2021 年 [4].唐倫成，化工原理課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明教程，哈爾濱，哈爾濱工程大學(xué)出版社， 2021 年 [5].圖偉萍，陳佩珍，程達(dá)芳，化工過程及設(shè)備設(shè)計(jì)，北京，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021年 [6].化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) [7].劉光啟，馬連湘，劉杰主編，化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)（ 有機(jī)卷、 無機(jī)卷），北京，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 年 [8].華東理工大學(xué)化工原理教研室編 . 化工過程設(shè)備及設(shè)計(jì) . 廣州 ， 華南理工大學(xué)出版社 ， [9].天津大學(xué)化工原理教研室編 . 化工原理 (下 ). 天津 ， 天津大學(xué)出版社 ， [10].肖華，李偉， AutoCAD 實(shí)用教程，北京，清華大學(xué)出版社，北京交通大學(xué)出版社， 2021 年