【正文】 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(wú)法繼續(xù)進(jìn)行驗(yàn)算。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(kāi)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(wèn)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(guò)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(huà)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。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。 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(wú)關(guān)，所以在圖上是一垂直線。 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(guò)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(chēng)為液泛極限。 65t mm? ，其中75 , 39。一般孔間距 0( ~ 5)td? ， t 過(guò)小，易使氣流互相干擾； t 過(guò)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。為了使塔板上液流均勻，一般不用圓形降液管。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 .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。 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。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。 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(guò)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)。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。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。 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??；板效率高。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。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。 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 漏液線 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 19 校核 塔板尺寸 精餾段 5 工藝計(jì)算 4 操作壓力 2 2. 操作條件的確定 2 1. 塔型選擇 1 設(shè)計(jì)依據(jù) 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 液體負(fù)荷上限線 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 水蒸汽進(jìn)口管 30 近些年來(lái)，由于燃料價(jià)格的上漲，乙醇燃料越來(lái)越有取代傳統(tǒng)燃料的趨勢(shì)，且已在鄭州、濟(jì)南等地的公交、出租車(chē)行業(yè)內(nèi)被采用。 設(shè)計(jì)依據(jù) 本設(shè)計(jì)依據(jù)于教科書(shū)的設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)所提出的題目進(jìn)行分析并做出理論計(jì)算。為克服篩板安裝水平要求過(guò)高的困難，發(fā)展了環(huán)流篩板；克服篩板在低負(fù)荷下出現(xiàn)漏液現(xiàn)象，設(shè)計(jì)了板下帶盤(pán)的篩板；減輕篩板上霧沫夾帶縮短板間距，制造出板上帶擋的的篩板和突孔式篩板和用斜的增泡臺(tái)代替進(jìn)口堰，塔板上開(kāi)設(shè)氣體導(dǎo)向縫的林德篩板。泡罩的下部周邊開(kāi)有很多齒縫，齒縫一般為三角形、矩形或梯形。 板式塔的比較 ： 評(píng)價(jià)板式塔的性能主要是指處理能力、操作彈性、板效率、板壓降、板間距和費(fèi)用等。因此熱效率較低，通常進(jìn)入再沸器的能量只有 5%左右可以被有效利用。于是冷凝水用量可求 ： hkgttC QW pc CC / 1 8 3)2535( 1 7 4 6 0 0)12( ?????? 8 熱能利用 以釜?dú)堃簩?duì)預(yù)熱原料液，則將原料加熱至泡點(diǎn)所需的熱量 fQ 可記為：21()f f pf f fQ W c t t?? 其中 83 .8 3 45 64 .42fmtC??? 186。 9 010 0.10.20.30.40.50.60.70.80.91xy 圖 全塔效率的估算 用奧康奈爾法 ( 39。1 ?x 摩爾分?jǐn)?shù) ?fx ?? Dxy ?fy 1 ? 摩爾質(zhì)量 / /kgkmol ?fM ? ? ?DM 溫度 /℃ 在平均溫度下查得2 3 2339 7 1 . 1 / , 7 3 5 /H O C H C H O Hk g m k g m???? 液相平均密度為： 3 2 239。 ? 39。0 0 0 .0 0 2 2 5 0 .1 2 9 /0 .7 0 .0 2 5STwLu m slh? ? ?? 39?？讖降盟^“大”或“小”，一般以 9mm為界，大于 9mm的稱(chēng)為大孔徑。 atAt N?計(jì) 2 2 2 12 2 2 122 [ sin ]180 [ 0. 28 4 0. 46 0. 28 4 0. 46 sin ]18 0 0. 46= 0. 48 7axA x R x RRm????? ? ? ?? ? ? ? ?? 20 39。氣速增大， ph? 也增大。 23 howhwHTHdh0p 2p 1圖 1 0 － 2 4 降 液 管 中 的 液 柱 高 圖 溢流管內(nèi)的清液層高度 d p d LH h h h h?? ? ? ? 其中， 0 .0 6 6 7 , 0 .0 6pLh m h m?? 所以， 0 . 6 6 7 0 . 0 6 0 . 0 0 3 0 . 1 2 9 7dHm? ? ? ? 為防止液泛，通常 ()d T wH H h???，取校正系數(shù) ?? ，則有：( ) 0 . 5 (0 . 4 0 . 0 5 ) 0 . 2 2 5TwH h m? ? ? ? ? ? 可見(jiàn)， ()d T wH H h???，即不會(huì)產(chǎn)生液泛。當(dāng)塔的降液管的體積確定后（設(shè)計(jì)時(shí)已 26 選定停留時(shí)間為若干秒），則降液管液體體積流量為一定值 [即等于降液管容積/(35) ]，所以液體流量與氣速無(wú)關(guān)，此線是一垂直線。 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷，可知操作點(diǎn) P(， )在正常的操作范圍內(nèi)。” 雖然我的 化工原理課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束， 但是 那種成功的喜 悅將會(huì)一直延續(xù)下去 的。 此次設(shè)計(jì)對(duì)在安逸中的我是一次很好的歷練和警醒，使我的動(dòng)手能力及綜合處理問(wèn)題的能力得到提高。 本次設(shè)計(jì) 使 我學(xué)到了很多知識(shí)，也 使我 認(rèn)識(shí)到理論與實(shí)踐是有差別的 。必須指出，圖中設(shè)計(jì)的上下限，設(shè)計(jì)時(shí)可以控制。 (3)線 c 為最大液體負(fù)荷線，此時(shí)最大液流量為一定值，與氣速無(wú)關(guān)，所以在圖上也是一垂直線。操作彈性是塔板的一個(gè)重要特性。 液泛驗(yàn)算 現(xiàn)說(shuō)明一下板式塔的液泛是如何引起的？ 當(dāng)氣體通過(guò)一層塔板時(shí)，因流體阻力造成壓力降，即 12pp? （見(jiàn)圖 10－ 24）。 td 0圖 1 0 － 2 1 篩 孔 排 列 示 意 圖 圖 若同一橫排的閥孔中心距 75t mm? ，那么相鄰兩排間的閥孔中心距 39