【正文】 2055393 Ia ， 選 擇 鋼 管 6 8 ?? 核算s/ 36 22 ????? dVu S? ，在 之間，可用。 s 熱負荷計算 : ?Q M ???oKK ，符合實際標準 1設(shè)計結(jié)果一覽表 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計 35 物料衡算結(jié)果 序號 項目 符號 單位 數(shù)值 備注 1 塔頂摩 爾分數(shù) Dx 1 2 塔頂平均摩爾質(zhì)量 DM kg/kmol 氣相 液相 3 塔頂流量 D kmol/h 4 進料摩爾分數(shù) Fx 1 5 進料液平均摩爾質(zhì)量 FM kg/kmol 氣相 液相 6 進料流量 F kmol/h 7 塔釜摩爾分數(shù) Wx 1 8 塔釜平均摩爾質(zhì)量 WM kmol/h 氣相 液相 9 塔釜產(chǎn)品流量 W 精餾塔工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)計算結(jié)果 序號 項目 符號 單位 精餾段 提餾段 備注 1 每層塔板壓降 p? kPa ?TE 2 平均壓力 mp kPa 113 3 平均溫度 mt Co 4 平均粘度 m? smPa? 5 液相平均摩爾質(zhì)量 LmM kg/kmol 6 氣相平均摩爾質(zhì)量 VmM kg/kmol 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計 36 7 液相平均密度 Lm? 3kg/m 8 氣相平均密度 Vm? 3kg/m 9 平均表面張力 Lm? mN/m 浮閥塔板工藝設(shè)計結(jié)果 序號 項目 符號 單位 數(shù)值 備注 1 塔徑 D/m D m 精餾段和提餾段塔徑、堰高、 降液管底隙高度進行統(tǒng)一圓整，以便加工。非常有成就感，培養(yǎng)了很深的學習興趣。 符號說明 fA —— 降液管面積， 2m ； TA —— 塔截面積， 2m ； C — 計算 maxV 時負荷系數(shù)，量綱為一； 20C —— 液體表面張力為 mmN/20 時的負荷因子，量綱為一； D —— 塔頂餾出液流量， hkmol/ ； D —— 塔徑， m ； 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計 39 0d —— 篩孔直徑， mm ； E —— 液流收縮系數(shù)，量綱為一； F —— 進料流量， hkmol/ ； g —— 重力加速度， 2/sm ； H —— 塔高， m 或 mm ； Th —— 板間距， m ； ch — 與 干板壓強相當?shù)囊合喔叨? th — 與氣相穿過板上液層高度壓強降 相當?shù)囊褐叨龋?m ； Lh —— 板上液層高度， m ； 0h —— 降液管底隙高度， m ； owh — — 堰上液層高度， m ； ph — 與單板壓強降相當液層高度， m ； wh —— 溢流堰高度， m ； ?h —— 與克服液體表面張力的壓強降相當?shù)囊褐叨龋?m ； L —— 塔內(nèi)下降液體的流量， hkmol/ ； hL —— 液體流量， hm/3 ； sL —— 塔內(nèi)下降液體流量， sm/3 ； wl —— 溢流堰長度， m ； N —— 塔板數(shù)； N —— 實際塔板數(shù)； TN —— 理論塔板數(shù)； n —— 篩孔數(shù)，個； P —— 操作壓強， Pa 或 kPa ； 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計 40 P? —— 壓強降， Pa 或 kPa ； q —— 進料熱狀況參數(shù)； R —— 回流比； t —— 篩板中心距， mm ； u —— 空塔氣速， sm/ ； 39。 其次通過這次課程設(shè)計，對板式塔的工作原理有了初步詳細精確話的了解，加深了對設(shè)計中所涉及到的一些力學問題和一些有關(guān)應(yīng)力分析、強度設(shè)計基本理論的了解。 采用此換熱面積的換熱器，則要求過程的總傳熱系數(shù)為： 1 0 6t5m00 ????? ?S QK W/(2m ℃） 導熱系數(shù)： k=( 2m 圖見坐標紙。圖見坐標紙。 漏液的驗算 精餾段漏液的驗算 VFu?00 ? 取 F0=5，則 smsm /5u 0 ??? 故在設(shè)計負荷下不會產(chǎn)生過量漏液。 ．溢流裝置的計算 （ 1）堰長： m5 2 ???? DlW （ 2）堰高：由 OWLW hhh ?? ，選用平直堰，堰上液層高度由弗蘭西斯公式求得 精餾段： m0 0 6 4 5 2 3 6 0 00 0 0 1 0 0 01 0 0 0 323211 ????????? ???????????WhOW lLEh 取 ?Lh ，則 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計 16 m0 6 3 5 0 6 4 ????? OWLW hhh 提餾段： m0 1 4 3 6 0 00 0 1 1 0 0 01 0 0 0 323222 ????????? ???????????WhOW lLEh ????? OWLW hhh （ 3）降液管面積 當 ?DlW 時，查表得 2 0 2 7 2 7 2 ?????fTfdAAAmW， 塔的相對操作面積為 ? ? %%1 0 00 7 1 ???? （ 4）液體在降液管里停留的時間 精餾段 0 0 0 6 0 0 3 6 0 03 6 0 0 11 ??????? h TfLHA? 故降液管設(shè)計合理 （ 5）降液管底隙高度 0h 00 3 60 0ulLhWh ?? 精餾段和提餾段降液管下端與塔板間出口處的液體流速分別取 s/ s/ 0201 ???? uu 精餾段 ： m0 1 0 7 2 6 0 00 0 0 6 0 03 6 0 0 01101 ???????ulLh Wh 提餾段 ： m0 1 1 8 2 6 0 0 0 0 1 6 0 03 6 0 0 02202 ??? ???? ulLh Wh 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計 17 塔板布置的計算 選用 F1 型浮閥，閥孔直徑 39mm，閥片直徑 48mm，閥片厚度 2mm，最大開度 ，靜止開度 ，閥質(zhì)量為 32~34g。求解結(jié)果為： ey Wx Fx Dx 圖 32 苯 氯苯物系精餾分離理論塔板數(shù)的圖解 圖解得 NT=9－ 1＝ 8 塊（不含釜）。 (2) 塔板類型 浮閥塔（ F1 型） (3) 工作日 每年工作日為 300 天，每天 24 小時連續(xù)運行 (4) 廠址 廠址：安徽省合肥市 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計 3 （ 1） 精餾塔的物料衡算； （ 2） 塔板數(shù)的確定； （ 3） 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算； （ 4） 精餾塔的塔體工藝尺寸計算； （ 5） 塔板主要工藝尺寸的計算； （ 6） 塔板的流體力學驗算； （ 7） 塔板負荷性 能圖； （ 8） 精餾塔接管尺寸計算； （ 9） 主要輔助設(shè)備的選型； （ 10） 對設(shè)計過程的評述，有關(guān)問題的討論和設(shè)計自我評價。 ： 本設(shè)計選擇常壓，常壓操作對設(shè)備要求低，操作費用低，適用于苯和氯苯這合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計 2 類 非 熱 敏 沸 點 在 常 溫 （ 工 業(yè) 低 溫 段 ） 物 系 分 離 。 精餾是分離液體混合物（含可液化的氣體混合物）最常用的一種單元操作，精餾過程在能量劑驅(qū)動下，使氣液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各組分的揮發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。課程設(shè)計是增強工程觀念，培養(yǎng)提高學生獨立工作能力的有益實踐。綜合考慮，我們采用間接蒸汽加熱的方式 。 設(shè) 計條件 : (1) 操作條件 1) 操作壓力 4kPa（表壓） 2) 進料熱狀態(tài) 自選 3) 回流比 自選 4) 采用間接蒸汽加熱 塔底加熱 蒸 汽 壓力 （表壓） 5) 單板壓降 ≤。自 a 點開始在操作線和平衡線之間作階梯線。 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計 15 塔截面積 ： 222 m5 0 2 408041434 ... ???? DAT ? 實際空塔氣速 ： sm7 4 005 0 2 40 3 7 20 /... ??u 塔高的計算 精餾塔的有效高度 精餾段 m12420201 ..)()( ?????? THNZ 精精 提餾段 )110()1( ?????? THNZ 提提 在進料板上方開一人孔，提餾段中開兩個人孔，其高度為 ，則有效高度為 ???????? 提精有效 ZZZ 全塔實際高度 取進料板板間距為 ，人孔處的板間距為 ，塔底空間高度為 ，塔頂空間高度為 ，封頭高度為 ，裙座高度為 ，則全塔高為 m1213 026002708038042020116 1 21........)()(??????????????????????? HHHHHnHnHnnnH BDPPFFTPF 塔板主要工藝尺寸計算 根據(jù)塔徑和液體流量，選用單溢流弓形降液管、凹形受液盤，塔板采用單流和分塊式組裝。 提餾段液沫夾帶量 ve 的驗算 氣液氣液 kgkgkgkghH uve fT asv /107 9 3?????????? ????????????????? ???故在設(shè)計負荷下不會發(fā)生過量液沫夾帶。 OA 線與（ 2）線的交點相應(yīng)相負荷為 max,SV ， OA 線與氣相負荷下限線（ 1）的交點相應(yīng)氣相負荷為 min,sV 。 OP 線與（ 2）線的交點相應(yīng)相負荷為 max,SV ， OP 線與氣相負荷下限線（ 4）的交點相應(yīng)氣相負荷為 min,sV 。s/m20~12 產(chǎn)品冷卻器選型 基本物性數(shù)據(jù)的查取 : 塔頂氯苯含量較少，可按純苯求取 苯的定性溫度 Dt =℃ 設(shè)水的進口溫度為 25t1? ℃ 根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，選擇冷卻水的溫升為 8℃，則水的出口溫度為 33825t 2 ??? ℃ 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計 33 水的定性溫度 ： 292 3325 ?? ℃ 查得苯在定性溫度下的物性數(shù)據(jù) 密度： ?? 3/mkg 飽和蒸汽氣化熱： r=查得水在定性溫度下的物性數(shù)據(jù) 密度： ?? 3/mkg 定壓比熱容： ?pC (kg℃ ) 25m 1 0 ????? ?K QS 安全系數(shù)： %% ??? ，傳熱面積的裕度可滿足工藝要求。而且，這次課程設(shè)計過程，最終完美的實現(xiàn)了預期的目的，同時對這次經(jīng)歷難以忘懷。純組分的汽化潛熱與溫度的關(guān)系可用下式 表示： 112 ???????? ??? tt ttrrcc （氯苯的臨界溫度： C?? ） 。 在老師和同學的幫助，我們及時的按要求完成了設(shè)計任務(wù)，通過這次課程設(shè)計，使我獲得了很多重要的知識，同時也提 高了自己的實際動手和靈活整合運用知識的能力 。 2 板間距 HT/m HT m 3 堰長 Wl m 4 堰高 Wh m 4 6 5 弓形降液管界面積 fA m 6 弓形降液管寬度 dW m 7 降液管底隙高度 0h m 3 8 8 橫排孔心距 t? m 9 排 間距 t m 10 浮閥數(shù) 0N 1 52 58 11 開孔率 ? % 6 8 接管尺寸計算結(jié)果 序號 項目 規(guī)格 材料 1 塔頂蒸氣出口管 φ 11 熱軋鋼管 2 塔頂回流液管 φ 冷拔鋼管 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計 3