最新化工原理課程設(shè)計(jì)乙醇和水-免費(fèi)閱讀
【正文】 11．6 溢流方式的選擇本次設(shè)計(jì)中，可選用單溢流弓形降液管，此種溢流方式液體流徑較長(zhǎng)，塔板效率較高，塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便。本次設(shè)計(jì)中的物系是乙醇—水體系，故選用篩板塔。以作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，由下式可得，即 故 據(jù)此可作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線4。對(duì)篩板塔，漏液點(diǎn)氣速可由下式計(jì)算，即 實(shí)際孔速穩(wěn)定系數(shù)為 故在本次設(shè)計(jì)中無(wú)明顯漏液。故精餾塔的總高度為 因?yàn)樗絤，一般場(chǎng)合可選用單溢流弓形降液管【4】，采用凹形受液盤(pán)。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過(guò)預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)。設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)(一) 設(shè)計(jì)題目：試設(shè)計(jì)一座乙醇水連續(xù)精餾塔提純乙醇。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲(chǔ)罐。各項(xiàng)計(jì)算如下：取 m 溢流堰高度hw由 選用平直堰，堰上液層高度hOW由下式計(jì)算，即 近似取E=1，則 取板上清液層高度 故 m 弓形降液管寬度Wd和截面積Af由 查圖（弓形降液管的參數(shù)）【4】，得 故 依式 【4】驗(yàn)算液體在降液管中停留的時(shí)間，即 故降液管設(shè)計(jì)合理。為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高Hd應(yīng)服從下式的關(guān)系，即 乙醇—水物系屬一般物系，不易發(fā)泡，故安全系數(shù)取【4】，則 而 板上不設(shè)進(jìn)口堰，hd可由下式計(jì)算，即 故在本次設(shè)計(jì)中不會(huì)發(fā)生液泛現(xiàn)象。令 由 聯(lián)立得 忽略，將與，與，與的關(guān)系式代入上式，并整理得 式中 將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入，得 故 或 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs值，計(jì)算結(jié)果列于表4。11．2 進(jìn)料熱狀況的選取 本次設(shè)計(jì)中選用泡點(diǎn)進(jìn)料，原因是泡點(diǎn)進(jìn)料的操作比較容易控制，且不受季節(jié)氣溫的影響。11．7 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算結(jié)果討論本次設(shè)計(jì)中，氣體通過(guò)每層塔板的壓降：；液面落差忽略（塔徑及液流量均不大）；液沫夾帶：；穩(wěn)定系數(shù)： 降液管內(nèi)液層高度： 綜上數(shù)據(jù)表明，本次設(shè)計(jì)的結(jié)果塔板壓降合理、液面落差的影響極小、液沫夾帶量在允許范圍內(nèi)、不會(huì)發(fā)生漏液及液泛現(xiàn)象。11．5 操作溫度的求解本次設(shè)計(jì)中，為計(jì)算方便，均根據(jù)其組成選取泡點(diǎn)溫度作為其操作溫度。表5 篩板塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果參數(shù)表 序 號(hào)項(xiàng) 目數(shù) 值12345678910111213141516171819202122232425262728293031平均溫度tm，℃平均壓力Pm，kPa氣相流量Vs，（m3/s）液相流量Ls，（m3/s）實(shí)際塔板數(shù)有效段高度Z，m塔徑D，m板間距HT，m溢流形式降液管形式堰長(zhǎng)lW，m堰高h(yuǎn)W，m板上液層高度hL，m堰上液層高度hOW，m降液管底隙高度ho，m安定區(qū)寬度Ws，m邊緣區(qū)寬度Wc，m開(kāi)孔區(qū)面積Aa，m2篩孔直徑d0，m篩孔數(shù)目n孔中心距t，m開(kāi)孔率φ，%空塔氣速，m/s篩孔氣速，m/s穩(wěn)定系數(shù)每層塔板壓降，Pa負(fù)荷上限負(fù)荷下限液沫夾帶eV，（kg液/kg氣）氣相負(fù)荷上限Vs，max，m3/s氣相負(fù)荷下限Vs，min，m3/s操作彈性8230單溢流弓形1592液泛控制液沫夾帶控制11．1 篩板塔的特性討論篩板塔式最早使用的板式塔之一，它的主要優(yōu)點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，造價(jià)較低；在相同條件下，生產(chǎn)能力比泡罩塔大20%~40%；踏板效率較高，比泡罩塔高15%左右，但稍低于浮閥塔；
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