年產(chǎn)兩萬(wàn)噸乙醇水精餾塔化工原理畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)畢業(yè)論文-免費(fèi)閱讀
【正文】 我知道自己所學(xué)的知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在這次設(shè)計(jì)中還有許多疏漏之處。課程設(shè)計(jì)是對(duì)以往學(xué)過(guò)的知識(shí)加以檢驗(yàn)，能夠培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力，尤其是這次精餾塔設(shè)計(jì)更加深入了我對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程的理解和認(rèn)識(shí)，使我們所學(xué)的知識(shí)不局限于書(shū)本，并鍛煉了我們的邏輯思維能力。通過(guò)流體力學(xué)校核，可認(rèn)為精餾段塔徑及塔板各工藝結(jié)構(gòu)尺寸合格對(duì)板式塔負(fù)荷性能圖的計(jì)算。安定區(qū)寬度Ws：規(guī)定DT，Ws=75mm。μLF,m=+(1xF)=?s塔底：℃下，?s，?s。ρLF,m=+(1ωF)ρLF,m=塔底：℃。相平衡條件y x使必需的回流液的數(shù)量小于塔頂冷凝液的的總量，即只需要部分回流，而無(wú)需全部回流。塔的上半部完成了上升蒸汽的精制，即除去其中的重組分，因而稱為精餾段。 設(shè)計(jì)參數(shù)生產(chǎn)任務(wù)：年產(chǎn)量D=20000Ty加熱蒸汽壓力：（表壓）冷卻器進(jìn)口水溫度：20℃冷凝器出口水溫：50℃原料濃度：xF=25%（質(zhì)量分率）塔頂產(chǎn)品濃度：xD=%（質(zhì)量分率）塔釜濃度：xW＜1%（質(zhì)量分率） 精餾過(guò)程簡(jiǎn)介圖1為連續(xù)精餾塔。在塔的加料位置以上，上升蒸汽中所含的重組分向液相傳遞，而回流液中的輕組分向氣相傳遞。精餾與蒸餾的區(qū)別在于“回流”，包括塔頂?shù)囊合嗷亓髋c塔釜部分汽化造成的氣相回流，回流是構(gòu)成氣、液兩相接觸傳質(zhì)的必要條件，沒(méi)有氣液兩相的接觸也就無(wú)從進(jìn)行物質(zhì)交換。圖 4 圖解法計(jì)算理論板數(shù)∴NT1=15,NT2=3即理論板數(shù)NT=18(含塔釜) 全塔效率ET采用O39。σW,A=σW,B=σW,m=σW,Ax底+σW,B(1x底)=精餾段：℃。=，則ho1=Lslwuo39。 提餾段校核計(jì)算塔板壓降校核（1）氣體通過(guò)干板的壓降hchc2=,m2ρL,m2=（2）氣體通過(guò)板上液層的壓降hehe2=βhW2+hOW2=βhL2式中，充氣系數(shù)β的求取如下：氣體通過(guò)有效流通截面積的氣速ua1，對(duì)單流型塔板有：ua2=VsAT2Af1=動(dòng)能因子Fa2=ua2ρV,m2=查圖，得β=，（一般可近似取β=~）。 初選設(shè)計(jì)流速uo 確定管道橫截面積A 計(jì)算管道內(nèi)徑：d0=4Aπ 查取管道設(shè)計(jì)尺寸 根據(jù)管道所選尺寸計(jì)算管道實(shí)際流速 算例原料儲(chǔ)罐與預(yù)熱器之間的管路計(jì)算根據(jù)加料流率F=，可知管內(nèi)液體的流量為：qV=設(shè)計(jì)流速：u=2ms管道橫截面積：A=qVu==管道內(nèi)徑：d內(nèi)=4Aπ==取管道尺寸為：Φ54mm管壁厚度為：δ=管道外徑：d外=+2=實(shí)際管道內(nèi)徑為：47mm，取管件當(dāng)量長(zhǎng)度：le=100m。知道如何去靈活的運(yùn)用課本上的公式解決實(shí)際問(wèn)題。6 參考文獻(xiàn)[1]. 陳敏恒，叢德滋，方圖南，齊鳴齋.《化工原理》第3版上、：.[2]. 趙軍 張有忱 段成紅.《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》：.[3]. 蔡紀(jì)寧 張莉彥.《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》：.[4].付家新 王為國(guó) 肖穩(wěn)發(fā).《化工原理課程設(shè)計(jì)（典型化工單元操作設(shè)備設(shè)計(jì)）》.北京：.[5]. 唐克中 朱同鈞.《畫(huà)法幾何及工程制圖》：. 42。同時(shí)也要感謝老師對(duì)我們的指導(dǎo)，使我們?cè)谠O(shè)計(jì)中找到了一些解決難題的方法，鍛煉了我們獨(dú)立思考問(wèn)題的能力。圖 6提餾段塔板負(fù)荷性能圖操作彈性Vs,minLs,max~Vs,minLs,min=~=~3 設(shè)備設(shè)計(jì)及輔助設(shè)計(jì)部分 塔體結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì) 筒體和封頭厚度計(jì)算塔體圓筒高度：，設(shè)計(jì)壓力p：，許永應(yīng)力σ：170MPa塔體內(nèi)徑Di：1200mm，塔體焊接接頭系數(shù)?：計(jì)算過(guò)程整理如下表：表1塔體和封頭厚度計(jì)算及校核過(guò)程計(jì)算內(nèi)容計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果塔內(nèi)液柱高度hmh液柱靜壓力pHMPapH=106ρgh計(jì)算壓力pcMPapc=p+pH圓筒計(jì)算厚度δmmδ=pcDi2σt?pc圓筒設(shè)計(jì)厚度δcmmδc=δ+C圓筒名義厚度δnmmδn8圓通有效厚度δemmδe=δnC6封頭計(jì)算厚度δhmmδh=δ=封頭設(shè)計(jì)厚度δhcmmδhc=δh+C封頭名義厚度δhnmmδhn8封頭有效厚度δhemmδhe=δhnC6圓筒厚度：8mm，封頭厚度：8mm。漏液的校核漏液點(diǎn)氣速計(jì)算公式：uom=+hσ1=4103σm1ρL,m1gdo=106m(清液柱)故漏液點(diǎn)氣速為：uom1=+,m1ρV,m1=篩板的穩(wěn)定性系數(shù)K1=uo1uom1= ≥~2（不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量漏液）液泛的校核為防止降夜管發(fā)生液泛，應(yīng)使降夜管中的清液層高度Hd≤ΦHT+hwHd1=hf1+hL+hd1hd1=,m2ho2=104mHd1=，則有ΦHT+hw1=Hd1≤ΦHT+hw1成立，故不會(huì)產(chǎn)生液泛。① 溢流堰長(zhǎng)（出口堰長(zhǎng)）Lw1：取Lw1=Lw1===，堰上溢流強(qiáng)度：Lh1Lw1==?h100~130m3m?h滿足篩板塔的堰上溢流強(qiáng)度要求。ρLm2=+(1ωm2)ρL,m2= 氣相平均密度ρV,mρV,m1=pm1MV,m1RTm1=ρV,m2=pm2MV,m2RTm2= 液體的平均表面張力 塔頂：℃。2 工藝設(shè)計(jì)部分 全塔物料衡算F=D+WFxF=DxD+WxW質(zhì)量分率化為摩爾分率，得xD=，xW=，xF=D=20000Ty==（按一年330個(gè)工作日計(jì)算）DF=xWxFxWxD==WF=1DF==F=247。塔的下半部完成了下降液體中重組分的提濃即提出了輕組分，因而稱為提餾段。在塔內(nèi)上半部（加料位置以上）上升蒸汽和回流液體之間進(jìn)行著逆流接觸和物質(zhì)傳遞。冷凝液的一部分回入塔頂，稱為回流液，其余作為塔頂產(chǎn)品（餾出液）排出。這樣，只要兩相接觸面和上升蒸汽量足夠，到達(dá)塔底的液體中所含的輕組分可降至很低，從而獲得高純度的重組分。因此，精餾過(guò)程的基礎(chǔ)是組分揮發(fā)度的差異。ρLm1=+ρLm1=提餾段：℃,。μL,m1=+(1xm2)=?s提餾段：℃下，?s,?sμL,m2=+(1xm2)=?s 汽液負(fù)荷計(jì)算 精餾段氣液負(fù)荷計(jì)算氣相摩爾流率：V=R+1D=3+1=氣相體積流量：Vs=VMV,m13600ρV,m1=Vh=液相回流摩爾流率：L=RD=液相體積流量：Ls=LML,m13600ρL,m1=Lh= 提餾段汽液負(fù)荷計(jì)算氣相摩爾流率：V=V=R+1D=氣相體積流量：Vs=VMV,m23600ρV,m
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