【正文】 由于是工程上邊的問題，我們設計的不能像理論上那樣準確，存在誤差是在所難免的，但只要不超過 5%就可以，所以在本次設計中總誤差。 min m3/s 操作彈性 化 工 原 理 課 程 設 計 32 第五章 設計 總結(jié) 及 有關問題的分析討論 眼看就大四了，再過一年就要走上自己的工作崗位。 ③ 液相負荷上限線 ： 液 體的最大流量應保證在降液管中停留時間不低于 3到 5秒，由下式 ： sLHA s Tf 5??? 為上限，則有： smAHL fTS /00 5 09 05 6 3m a x ????? ? 液相負荷上限線為 VS— LS 圖中與氣相流 量 sV 無關的垂線，如 所附坐標紙圖中（ 3）所示。 b)板上充氣液層阻力 lh ： 由 o? 與 aF 關聯(lián)圖查得板上液層充氣系數(shù) o? =，依式 ： ???? Ll hh ? 液柱 化 工 原 理 課 程 設 計 27 c)克服液體表面張力壓降相當?shù)囊褐叨??h ：液體表面張力所造成的阻力很小，忽略。 （ 3） 平均分子量 mM? 由精餾段計算知 進料板 的分子量為 ： K m olKgM V F m /5 9 ? ， K mo lKgM LF m /? 塔底： ?? yx 查 xy 圖得： ?x 化 工 原 理 課 程 設 計 22 ? ? K mo lKgM V w m / ?????? ? ? K mo lKgM Vm / ?????? 由精餾段計算： ? ? K mo lKgM VFm / ?????? ? ? K mo lKgM L F m / ?????? 提精餾段平均分子量： k m o lkgMlm /0 5 0 ???? （精） k m o lkgM Vm /7 3 ???? （精） （ 4） 平均密度 ：由精餾段計算中所述數(shù)據(jù)計算平均密度。 液泛線 ： 由 式 ?hhhh lcp ??? ， 2020 )( uhl Lh w sd ????? ? ?wTd hHH ??? 聯(lián)立以上三式，忽略 ?h 得： ? ? dlcdcpwT hhhhhhhhH ???????? 0? 將以下各式代入上式： guhlvc??2? ???? Ll hh ? owwL hhh ?? 3210 ?????????whow lLEh 泛點率 % ???TFvLVsAKCV ?? ? 整理結(jié)果：? ? ? ?????????????????????????????????320200 36001000 wswwslvwTlLEhhlLguhH ???? 因物系一定，塔板結(jié)構(gòu)及尺寸一 定，則 Th 、 wh 、 oh 、 Wl 、 v? 、 L? 以及 ? 都為定值，而 ou 與 sv 的關系為：024 udVN s?? ， N 與 od 也是定值。 ?????? ? 化 工 原 理 課 程 設 計 16 （三） 塔板布置 取閥動能因子 100?F 則孔速 smFuv/ ??? ? 每層塔板上的浮閥數(shù)： 6 0 9 8 1 9 4 202?????? udVN s? a)取邊緣區(qū)寬度 Wc=,安定區(qū)寬度 mWs ? ，（當 D〈 時， Ws=60～75mm〉 b)鼓泡區(qū)面積為： ?????? ??? ? RxRxRxA a 1222 s in1 8 02 ? mWDR C ????? ? ? ? ? ??????? sd WWDx 21222 48 47 i mA a ??????? ???? ?? c)浮閥排列采用等腰 三角形排列，取孔中心距 mmt 75? 。 故 ? ? sm P axx FFm .)1( ??????????? 甲苯苯 ??? 則 % ?????? mTE ? 實際板數(shù) PN ： 精餾段 ： （塊）精 6 ???N 提餾段 ： （塊）提 7 ???N 故實際塔板數(shù) （塊）總 13 ???N 塔的有效高度：精餾段： mHENZ TTT 7 9 ??? ）（精 提餾段： mHENZ TTT ??? ）（提 二、精餾段塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計算 （ 1） 平均 操作壓強 mP 本設計是針對青海地區(qū)的，青海的大氣壓強為 580mmHg,轉(zhuǎn)換為 Pa 為： P =580mmHg= 13600 = 塔頂壓強 kPaPD ??? ，取每層板的壓降為 ，故進料板的壓強為： k P aP F ???? ，故精餾段平均操作壓強為： k P aP m 02 45 ???（精） （ 2）平均 溫度 mt 化 工 原 理 課 程 設 計 11 根據(jù)操作壓強，由下式計算操作溫度 BBAA xPxPP 00 ?? ，經(jīng)試差得到塔頂CtD ? ，進料板溫度 CtF ? ，則精餾段的平均溫度 ： Ct m ??? ， （ 3） 平均分子量 mM 塔頂： 1yxD? =， 1x = K mo lKgM V Dm /)( ?????? K mo lKgM L Dm /)( ?????? 進料板： ?Fy ， ?Fx ? ? K mo lKgM VFm / ?????? ? ? K mo lKgM L F m / ?????? 則精餾段平均分子量： k m olkgM Vm / ???（精）k m olkgM Lm / ??? （ 4） 平均密度 m? 所查苯和甲苯的不同溫度下的密度如下表： 苯和甲苯不同溫度下的密度： ① 相密度 Lm? 根據(jù)數(shù)據(jù)表再利用由內(nèi) 插法得到 在塔頂溫度 ℃ 下苯和甲苯的密度如下 ： 3/ mKgA ?? ， 3/ mKgB ?? 由任務書所給塔頂各組分的質(zhì)量百分數(shù)： ?Aa ， ???Ba 溫度 (℃ ) 80 90 100 110 120 苯 ,kg/ 3m 甲苯 ,kg/ 3m 814 809 805 801 791 791 778 780 763 768 化 工 原 理 課 程 設 計 12 由 公式：LBBLAALmaa ??? ??1 帶入數(shù)據(jù)得： ??Lm F?，故 3/ mKgLm F ?? 同理，根據(jù)數(shù)據(jù)表再利用由內(nèi)插法得到在進料溫度下苯和甲苯的密度如 下所示： 3/ mKgA ?? ， 3/ mKgB ?? 由任務書所給 進料 各組分的質(zhì)量百分數(shù)： ?Aa ， ???Ba 由LBBLAALmaa ??? ??1 ，帶入數(shù)據(jù)得： ??Lm F? 故 3/ 97 mKgLm F ?? 故精餾段平均液相密度： 52 97 . ???（精）Lm? 3/mKg ② 氣相密度 ： 精餾段的平均氣相密度為： ? ? 3/ mKgRTMP mVMmv ??? ??? （精）（精）? 液體表面張力 ： 純組分的表面張力 溫度℃ 80 90 100 110 120 苯， mN/m 甲苯， Mn/m 20 （ 5）表面張力 ???nim ixi1 ?? 查得 塔頂溫度 ℃ 下的苯和甲苯的表面張力為 ?頂A? , ?頂B? ， 則塔頂?shù)钠骄砻鎻埩椋?mmNm / . ?????頂? 同理可查得進料溫度 ℃ 下本和甲苯表面張力為： ?進A? , ?進B? 。 ③ 提餾段操作線 在精餾段操作線和提餾段操作線的交點 d(xd， yd)，即進料點與提餾段內(nèi)的任一截面間進行質(zhì)量和熱量衡算，連接 cd（ c點坐標為 xW,xW）可作出提餾段操作線方程。 txy 和 xy 氣液平衡圖的做?。? 所查苯和甲苯的數(shù)據(jù)如下表所示： 常溫下苯 — 甲苯氣液平衡數(shù)據(jù) 溫度 C0 85 90 95 100 105 液相中苯的摩爾分率 汽相中苯的摩爾分率 0 0 化 工 原 理 課 程 設 計 9 所做的 txy 和 xy 氣液平衡圖如坐標紙所示。 五、 回流比的選擇 影響精餾操作費用的主要因素是塔內(nèi)蒸氣量 V。進料狀態(tài)有 5 種，可用進料狀態(tài)參數(shù) q值來表示。塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。 塔頂冷凝裝置根據(jù)生產(chǎn)情況決定采用分凝器或全凝器。 （四） 噴射型塔板 上述塔板不同程度的存在物沫夾帶現(xiàn)象。由于伐片可以自由升降以適應氣量的變化，故維持正常操作所容許的負荷波動范圍比泡罩塔和篩板塔都寬。閥片除腿部相應加強外，其余結(jié)構(gòu)尺寸與 F1 型輕閥無異。閥片與塔板的接觸也可防止停工后閥片與板面黏結(jié)。近年來采用大孔徑（直徑 10~25mm）篩板可避免堵塞，而且由于氣速的提高，生產(chǎn)能力增大。缺點是：塔板結(jié)構(gòu)復雜，金屬耗量大，造價高 ；塔板壓降大，兼因物沫夾帶現(xiàn)象嚴重，限制了氣速的提高，致使生產(chǎn)能力及板效率均較低。 （一） 泡罩塔板 泡罩塔是應用最早的氣液傳質(zhì)設備之一，長期以來，人們對泡罩塔的性能作了較充分的研究，在工業(yè)生產(chǎn)實踐中積累了豐富的經(jīng)驗。在正常操 作下，氣相為分散相，液相為連續(xù)相，化 工 原 理 課 程 設 計 2 氣相組成呈階梯變化，屬逐級接觸逆流操作過程。 板式塔的各種結(jié)構(gòu)設計、新型高效填料的開發(fā) ,均是以這兩條原則的體現(xiàn)和展示 。 6 五、回流比的選擇 1 （一）泡罩塔板 1 一、塔設備的基本功能和性能評價指標 21 五、提餾段塔和塔板主要工藝尺寸計算 24 （二）溢流裝置 塔設備是化工、石油化工、生物、制藥等生產(chǎn)過程中廣泛采用的氣液傳質(zhì)設備。 二、 塔設備的類型 根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，可分為板式塔和填料塔兩大類。塔內(nèi)氣液兩相成錯流流動，即液體橫向流過塔板，而氣體垂直穿過液層，但對整體塔來說，兩相基本上成逆流流動。泡罩在塔板上作等邊三角形排列。在正常的氣速操作下，通過篩孔上升的氣流，應能阻止液體