【正文】 冷凝器的熱負荷： )()1( LDVDC IIDRQ ??? IVD— 塔頂上升氣體的焓 ILD— 塔頂鎦出液的焓 ）（ 水丙 VDVDLDVD HxHxII ?????? 1 丙VH — 丙酮的蒸發(fā)潛熱 水VH? — 水的蒸發(fā)潛熱 蒸發(fā)潛熱與溫度的關(guān)系： 2,1,12 )11(rrVV TTHH ????? Tr— 對比溫度 沸點 /O C 蒸發(fā)潛熱 KJ/Kg Tc/K 丙酮 523 水 100 2257 在 tVD= C 丙酮： Tr,1= Tr,2= 丙VH? =同理可得： 在 tLD= C 水： Tr,1= Tr， 2= 水VH? =因為 R= D=化工原理課程設(shè)計 12 D1= D *MD =QC= hKJ / 6? 因為山東地區(qū)夏季平均溫度為 35O C，所以選用 35O C 的冷卻水，升溫 10O C. 在于是冷凝水用量： qm2 )(Q 12 ttcpc ?? CPC在溫度為平均溫度 40O C 下查取為 （ Kg*O C) WC= hKg / 4? 取冷凝器傳熱系數(shù)： K= )/(2302 2 ChmKJ o?? A=mQKt?? mt? =? ? ? ??????? ?????2121lntTtTtTtT = C 因為 QC= hKJ / 6? mA? 公稱直徑 /mm 管程數(shù) 管數(shù) 管長 /mm 換熱面積/m2 公稱壓力/KPa 600 1 430 4500 由于是泵加料，取 FW=2m/s ， F’=12500kg/h 進料管管徑 mFdF *2**3600 39。通過這次設(shè)計，使我認識到作為過控專業(yè)的學(xué)生，不僅要學(xué)好《化工原理》《化工計算》等專業(yè)課，還要對設(shè)備等相關(guān)內(nèi)容都要學(xué)好用好，只有這樣才能為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。 。北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 198 7 [6] 陳敏恒 化工原理（下） [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1989 [7] 姚玉英 . 化工原理（下） [M]. 天津：天津科技出版社， 1999 [8] 譚天恩 化工原理（下） [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1994 化工原理課程設(shè)計 35 十三、設(shè)計小結(jié) 精溜塔的設(shè)計，在化工行業(yè)有較廣的應(yīng)用，通過短短兩周的設(shè)計，使我認識到精溜在應(yīng)用是十分廣泛的，但是，要把此塔設(shè)計好，是有一定難度的，它不僅要求我們擁有較高的理論基礎(chǔ)，還要求我們掌握一定的實踐基礎(chǔ)。由圖可以看出，該篩板的操 作上線為液泛控制，下線為液相負荷下線控制。 owh = )3600LE( 32 ?wsL E E=1,則 sms /0 0 0 6 *) (L 323m i n, ??? 據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷下限 3. 液相負荷上限線 以 ?? 3s 作為液體在降液管中停留時間的下限 smHALL HA TfSS Tf / ,3 3m i n, ??????? 故 smHAL Tfs /0 0 8 3m a x, ???? 據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷上線 4。 ⑵ 邊緣區(qū)寬度確定 取 mWmWW Lss 0 3 ,0 7 39。? 提餾段液相平均粘度 smP a ???? 0 . 3 3 92 0 . 2 4 m? 全塔液相平均粘度 smP a????? 3 0 2 4 3 4 ? 1. 塔徑的計算 精餾段的體積流率計算： VVLLMM l mSLMM v msCUsmLLsmVV?????????????????m a x32/0 0 0 8 3600/3600 提留段： Vs=(史密斯關(guān)聯(lián)圖 )圖橫坐標： 02 ) 34 2( 08 )( 2121 ???VLssVL ?? 提留段： ) ( )( 2121 ???VLssVL ?? 取板間距 ?TH ，板上液層高度 mhL ? mhH LT ???? ： 查附圖： smUGCCCL/)20()20(m a x2020????????? 表觀空塔氣速： m a x39。nxnyhK mo lRDLXwWFLWnXWFLFLXwWqFLWnXWqFLqFLny???????????????????代入數(shù)據(jù) （ 3）由圖可得當 R= 時，精餾段與平衡線相切，則即使無窮多塔板及組成也不能跨越切點，切點為（ ,），則： m inm in0 .9 6 8 0 .9 1 51 0 .9 6 8 0 .8 5 4RR ???? 可解得： minR = 設(shè) R== 則精餾段操作線方程： 111Dnn xRyxRR?????=+ 利用圖解法求理論班層數(shù)，可得： 總理論板層數(shù) 11TN ? 塊 ， 進料板位置 7FN ? 三、全塔效率的估算 用奧康奈爾法 ( 39。 丙酮 — 水混合液原料經(jīng)預(yù)熱器加熱到泡點溫度后送入精餾塔進料板，在進料板上與 自塔上部下降的的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底。 4 、 流體力學(xué)計算 流體力學(xué)驗算，操作負荷性能圖及操作彈性。 化工原理課程設(shè)計 IV 目錄 第一部分 設(shè)計概述 提供高純度的回流，使在相同理論板的條件下，為精餾實現(xiàn)高純度的分離時，始終能保證一定的傳質(zhì)推動力?；ぴ碚n程設(shè)計 I 化工原理課程設(shè)計 題 目 90000噸 /年丙酮 水連續(xù)精餾塔設(shè)計 系 （院） 材料與化學(xué)工程 專 業(yè) ************ 班 級 ***** 學(xué)生姓名 *** 學(xué) 號 ********* 指導(dǎo)教師 *** 職 稱 2020 年 12 月 10 日 化工原理設(shè)計任務(wù)書 化工原理課程設(shè)計 II 設(shè)計題目 ： 丙酮－水二元物料板式精餾塔 設(shè)計條件 ： 常壓： 1p atm? 處理量： 90000 噸 /年 進料組成： 25%丙酮， 75%水（質(zhì)量分率，下 同） 餾出液組成： ? 釜液組成： 餾出液 99%丙酮，釜液 2%丙酮 塔頂全凝器 泡點回流 回流比： R= 加料狀態(tài)： ? 單板壓降： akp? 設(shè)計任務(wù)： 完成該精餾塔的工藝設(shè)計（包括物料衡算、熱量衡算、篩板塔的設(shè)計算）。 在 提餾段 ，其液相在下降的過程中，其輕組分不斷地提餾出來，使重組分在液相中不斷地被濃縮，在塔底獲得重組分的產(chǎn)品， 精餾過程與其他蒸餾過 程最大的區(qū)別，是在塔兩端同時提供純度較高的液相和氣相回流，為精餾過程提供了傳質(zhì)的必要條件。在此次設(shè)計中，對塔進行了物料衡算， 本次設(shè)計過程正常， 操作合適。 3 、 主要設(shè)備的工藝尺寸計算 板間距，塔徑，塔高，溢流裝置，塔盤布置等。熱量自塔釜輸入，物料在塔內(nèi)經(jīng)多次部分氣化與部分冷凝進行精餾分離，由冷凝器和冷卻器中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。139。 ???? 提餾段液相平均表面張力 mN /5 9 . 2 4 m2 5 8 . 1 26 0 . 3 5m ???? 全塔液相平均表面張力 mmN / ????? 在塔頂?shù)臏囟认虏檎扯缺? smP?? ? smPa?? ? 6 1 )9 6 ( 6 ???????mD? smPmD ?? ? 在進料板溫度下查粘度表： smP?? ? smPa?? ? 36 )09 ( ???????mf? smPmw ?? 43 ? 在塔底溫度下查粘度表： smP ?? ? sm P a?? ? )00 6 ( 6 ???????mw? 化工原理課程設(shè)計 13 smPmw ?? ? 精餾段液相平均粘度 sm P am ???? 3 3 2 4 3 39。 ? 塔板布置 ⑴ 塔板的分塊 因為 D≥ 800mm，故塔板采用分塊式，查表 53 得：塔板分 3 塊。0 ???? 液柱 ? ?wTdlpd hHhhhH ????????? ?1 4 0 可知，本設(shè)計不會發(fā)生液泛 提留段： Hf= ev = Uo,min= Uo= K= )()(????? hwHt? Hd=++0.001=5 化工原理課程設(shè)計 4 七、塔板負荷性能圖 1 精餾段塔板負荷性能圖 漏液線 查 sdC ~0圖知 ? ? VLL hhU ?????? 0 5 i n,0 ? ? ??????? = 21321 0