【正文】 ?????????????? 16 的確定 ????????? 19 ?????????????? ? 22 ?????????????????? 27 三、結(jié)論和評(píng)解 ?????????????????? 28 四、致謝 ????????????????????? 29 五、參考書目 ??????????????????? 29 2 化工原理課程設(shè)計(jì)（工藝設(shè)計(jì)）說明說編寫內(nèi)容 姓名：沈麗 學(xué)號(hào)： P1001050906 專業(yè)：化學(xué)工程與工藝 一、概述 浮閥塔的特點(diǎn) 浮閥 塔是廿世 紀(jì) 五十 年代初 開發(fā) 的一 種 新塔型。 生 產(chǎn) 上 對(duì) 塔器在工 藝 上及 結(jié)構(gòu) 上提出的要求有下列幾方面： 1． 分離效率高 達(dá) 到一定分離程度所需塔的高度低。 5． 結(jié)構(gòu)簡單 ， 設(shè)備 取材面廣 便于加工制造 與維 修，價(jià)格低廉，使用面廣 。 國內(nèi) 常用的浮 閥 有三 種 ，即 圖 1 所示的 F1 型及圖 2所示的 V4型與 T 型。只有要求 壓 降很小的 場(chǎng) 合，如 真 空精 餾時(shí) 才使用 輕閥 。為了便于了解操作中的情況及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和采取相應(yīng)的措施，常在流程中的適當(dāng)位置設(shè)置必要的儀表。 塔底產(chǎn)品摩爾分?jǐn)?shù) xw= 根據(jù)衡摩爾流假設(shè) ，全塔流率一致，相對(duì)揮發(fā)度也一致： 由附錄一知： ?= 所以，平衡方程為： y= ( 1) 1xx??? ?= 1xx? ① ?x= y?(a) 由于泡點(diǎn)進(jìn)料，所以 q=1,則 q線方程為： q=xf=。wLWxxVV?= (c) 理論塔板數(shù)的計(jì)算 由上而下逐板 計(jì)算，自 x0= 開始到 xi首次越過 xq= 時(shí)止。 C 精餾段塔頂 xD= 12(1 )vD M D DM x M x M? ? ? ?= 78 ( 1 ) 92 /g m ol? ? ? ? ?1 1 1 2(1 )vfMM y M y M? ? ? ?= 78 ( 1 ) 92 /g m ol? ? ? ? ? 進(jìn)料板的平均分子量 LfMM = 78 ( 1 ) 92 /g m ol? ? ? ? ? 0. 43 81 78 ( 1 0. 43 81 ) 92 85 .8 66 6 /v fMM g m ol? ? ? ? ? ? 提餾段 塔釜 xw= LwMM 0. 00 33 3 78 ( 1 0. 00 33 3 ) 92 91 .9 53 6 /g m ol? ? ? ? ? ? vwMM 78 ( 1 ) 92 /g m ol? ? ? ? ? ? 10 則，精餾段的平均分子量 LMM = 8 8 .6 7 7 8 .3 4 8 3 .5 0 5 /2 g m o l? ? vMM = 8 5 .8 7 7 8 .1 4 8 2 .0 0 5 /2 g m o l? ? 提餾段的平均分子量 39。 C 3 31 1 7 0 0 5 8 8 . 8 7 1 039。 3 .2 9 7s VMVV m s?? ? ? 339。 0 .0 7 2 0 .0 8 7 3 82 0 2 0CC ?? ? ? ? m a x 39。 39。wh == ⑤弓形降液管寬度 Wd和面積 Af的確定 由 39。4 4sVNdu? ? ?? ?? 估算排間距 39。 1 2 .7 539。 7 35Lh h m?? ? ? ?液柱 ③液體表面張力所造成的阻力 此阻力很小，忽略不計(jì) 因此，與氣體流經(jīng)一層浮閥塔板的壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨葹椋? 39。 39。? =，又已選定 39。 39。vs s LLvFbV L ZK C A??? ?? 及 泛點(diǎn)率 =39。 784 .8906 ? ? ?? ??? 整理得： + 39。 39。u? + 39。 4 9 . 9 9 1 39。vFu ??又知 020 39。 /sV m s? 所以，操作彈性 = m a xm in( ) 39。其管束可抽出，為保證管束浸于沸騰器液中，管束末端設(shè)溢流堰，堰外空間為出料液的緩沖區(qū)。 ⑶進(jìn)料預(yù)熱器（列管式加熱器） 進(jìn)料冷夜的溫度為 ℃，經(jīng)過加熱器變成飽和液體溫度為 ℃，用列管式加熱器。TH 開有人孔的塔板間距， m； FH 進(jìn)料段高度， m； BH 塔底空間， m； N 實(shí)際塔板數(shù)， m； S 人孔數(shù)（不包括塔頂空間與塔底空間的人孔數(shù)）。 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總 ⑴ 物性數(shù)據(jù)表 名 稱 結(jié)構(gòu)式 相對(duì)分子質(zhì)量 密度 20℃ 3/kgm 沸 點(diǎn) kPa ℃ 比熱容 (20℃ ) KJ/(kg.℃ ) 黏度 (20℃ ) 表面 張力????? (20℃ ) N/m 苯 甲苯 92 28 ⑵浮閥塔板工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 項(xiàng)目 數(shù)值及說明 精餾段 提餾段 塔徑 D,m 板間距 HT ,m 塔板型式 單溢流弓 形降液管 單溢流弓形降液管 平均流量 氣相 sV 3/ms 液相 sL 3/ms 堰長 lw ,m 堰高 hw ,m 板上液層高度 hL ,m 降液管底隙高度 h0,m 浮閥數(shù) N,個(gè) 209 209 閥孔氣速 u0,m/s 閥孔動(dòng)能因數(shù) F0 臨界閥孔氣速 uoc,m/s 孔心距 t,m 排間距 t,m 單板降壓 ,pp Pa? 677 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 ,s? 11 降液管內(nèi)清液層高度 ,dHm 液泛率，﹪ 氣相負(fù)荷上限 3max( ) , /sV m s 氣相負(fù)荷下限 3min( ) , /sV m s 操作彈性 三、結(jié)論和評(píng)解 通過這次課程設(shè)計(jì)使我充分理解到化工原理課程的重要性和實(shí)用性，更特別是對(duì)精餾原理及其操作各方面的了解和設(shè)計(jì)，對(duì)實(shí)際單元操作設(shè)計(jì)中所涉及的個(gè) 29 方面要注意問題都有所了解。 ⑶華東理工大學(xué) 陳英蘭、劉玉蘭主編《常用化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì)》華東理工大學(xué)出版社。 30 31 。 五、參考書目 ⑴天津大學(xué)華工學(xué)院柴誠敬主編《化工原理》下冊(cè)，高等教育出版社。24SBL D H?? ∴ BH = 則 H =+(3424)*+++= 群座高度取 5m，所以總高度為 。 ⑷進(jìn)料泵 塔總高（不包括群座）由下式?jīng)Q定 39。 m2/℃ 25 ∴ A= 21800200 1 8 0 .4 71 0 5 0 9 .5 m?? 列管外徑 0d 一般都選 25mm，管長取 6m。 因?yàn)? 0dL A? ? 所以 L=, 則 算得管數(shù)為： N=194 根 根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以查得： 24 外殼直徑D/mm 公稱壓強(qiáng)gp/(kgf/cm2) 公稱面積A/m2 管子排列方式 管長l/m 管子外徑0d /mm 管子總數(shù)N/根 管程數(shù) 殼程數(shù) 600 1 25 60 ? 3 25 269 1 1 可以算得此換熱器的換熱面積為 0A N d L?? =269***3= 可見滿足設(shè)計(jì)的要求。swLEl ? E=1,則323m in 100 0 ( ) 024 /3600sL m s? ??? 作出塔板負(fù)荷性 能圖上的①②③④⑤共五條線，見附圖： 由圖知：氣相負(fù)荷上限 3m ax( ) 39。39。 9 209 4s s sV V Vu dN? ? ?? ? ? 代入整理得： 222 339。 ( ) ( )2 3600 39。39。 塔板負(fù)荷性能圖及操作彈性的確定 ： ①霧沫夾帶線 按泛點(diǎn)率 =80﹪計(jì)算如下： 20 7 9ssVL ? ? ?? ??? 整理得： += 即， Vs= ②液泛線 2322002 .8 4( ) 5 .3 4 0 .1 5 3 ( ) ( 1 ) ( )2 1 0 0 0hwVsT w wLwLEluLH h hg l h?????? ? ? ? ? ? 220235. 34 2. 87 20. 5 ( 0. 45 0. 05 23 ) 0. 1