【正文】 塔板的 60～ 80％ ,為篩板塔的 120～130％。由表 [5]查得； x— 液相中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)； p— 總壓， kPa； pA176。 計(jì)算結(jié)果見表 。其 Excel 表格設(shè)計(jì)原理如下： 精餾段理論塔板數(shù)的計(jì)算（交替使用相平衡方程和精餾操作線方程）： 相平衡 操作線 相平衡 操作線 xD=y1 x1 y2 x2 y3 … xn 化工原理課程設(shè)計(jì) 13 計(jì)算到 xn xF 則第 n 塊板即為進(jìn)料板。氣體通過塔板的壓降 △ Pp 可由 p c lh h h h?? ? ? 和 ppp h g?? 計(jì)算 式中 hc—— 與氣體通過塔板的干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m液柱； hl—— 與氣體通過板上液層的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m液柱； hσ—— 與克服液體表面張力的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m液柱。 塔板負(fù)荷性能圖 物沫夾帶線 據(jù)此可作出負(fù)荷性能圖中的物沫夾帶線，按泛點(diǎn)率 80%計(jì)算： ⑴ 精餾段 740 .74 ???? ?? 整理得： 0. 11 0. 04 80 1. 45 5SSVL?? 即 2 .2 9 2 3 0 .3 1SSVL?? 由 上式知物沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)任取兩個(gè) 值算出 ⑵ 提餾段 = 733 .26 ?????? ?? 整理得： 39。管徑計(jì)算如下： 取 /Fu m s? 3738 .13 /L k g m? ? 7 32 . 5 1 0 0 . 0 0 1 /3 6 0 0 7 2 0 0 7 8 3 . 1 3V s m s????? 4 0 .0 0 1 30 .0 3 2 3 23 .1 4 1 .6D m m m?? ? ?? 查標(biāo)準(zhǔn)系列選取 38 3mm? ? 回流管 采用直流回流管 取 /Ru m s? 2. 34 8474 3. 35 0. 05 0 503. 14 1. 6Rd m m m?? ? ?? 查標(biāo)準(zhǔn)系列選取 57 3mm? ? 塔底出料管 取 /wu m s? 直管出料 604 m m m??? ? ?? 查標(biāo)準(zhǔn)系列選取 32 3mm? ? 塔頂蒸汽出料管 直管出氣 取出口氣速 20 /u m s? 化工原理課程設(shè)計(jì) 26 4 1 .6 1 60 .3 2 1 3 2 13 .1 4 2 0D m m m?? ? ?? 查標(biāo)準(zhǔn)系列選取 377 9mm? ? 塔底進(jìn)氣管 采用直管 取氣速 23 /u m s? 4 1 .6 6 0 .3 0 3 3 0 33 .1 4 2 3D m m m?? ? ?? 查標(biāo)準(zhǔn)系列選取 325 8mm? ? 法蘭 由于常壓操作，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，平焊法蘭，由不同的公稱直徑，選用相應(yīng)法蘭。 設(shè)計(jì)氣速選取： LVVuK?????? 系數(shù) ?? 7 4 0 .7 4 1 .70 .1 0 7 2 .2 3 /1 .7u m s??? 除沫器直徑 ： 4 4 1 .6 1 6 0 .9 23 .1 4 2 .2 3SVDmu? ?? ? ?? 選取不銹鋼 絲網(wǎng) 除沫器 ，高度為 ，直徑為 塔底采用裙座支撐，裙座的結(jié)構(gòu)性能好，連接處產(chǎn)生的局部阻力小，所以它是 塔設(shè)備的 主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。 第 五 章 塔總體高度的設(shè)計(jì) 塔的頂部空間高度 塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)谝粚铀P到塔頂封頭的直線距離，取除沫器到第一塊板的距離為 600mm，塔頂部空間高度為 1200mm。 39。 3. 本設(shè) 計(jì)的設(shè)計(jì)條件中要求 回流液溫度為塔頂蒸汽的露點(diǎn) ，而實(shí)際上回流液的溫度為組成為 )( 1yxx DD ? 的泡點(diǎn)溫度，所以在計(jì)算塔頂餾出液的溫度時(shí)本設(shè)計(jì)采用的是回流液的泡點(diǎn)溫度。由于計(jì)算得到的塔徑還需按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整，所以用兩種方法所得到的塔徑大小一般是相同的。 CDS F WQ Q Q Q Q? ? ? ? 0FQ? 61 0 .1 5 9 1 7 .6 9 2 2 2 4 0 .2 7 8 2 2 4 7 .8 1 / 8 .0 9 2 1 0 /SQ KJ s KJ h? ? ? ? ? ? ? 塔釜熱損失為 10%, 則 ?? 639。由塔徑為 1400mm 查裙座的結(jié)構(gòu)尺寸表可得：排氣管數(shù)量為 4，排氣管公秤直徑為 50，人孔數(shù)為 2，直徑為 450mm，引出管通道直徑為 300mm，裙座壁厚為 6mm，螺栓座筋板高為 300mm，蓋板厚度為 28mm，筋板厚度為 8mm，基礎(chǔ)環(huán)厚度為 21mm。常用除沫器有折流板式除沫器、絲網(wǎng)除沫器以及程流除沫器。t m 相鄰橫排中 心距離 單板壓降 Pp? Pa 降液管清液高度 dH m 泛點(diǎn)率 % 氣相負(fù)荷上限 max()SV 3/ms 氣相負(fù)荷下限 min()SV 3/ms 物 沫夾帶控 制 操作彈性 漏液控制 化工原理課程設(shè)計(jì) 25 第 四 章 塔附件的設(shè)計(jì) 接管 進(jìn)料管 進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管、 T 型進(jìn)料管。 精餾段 化工原理課程設(shè)計(jì) 20 板上液體流經(jīng)長(zhǎng)度 ： 2 2 65 7LDZ D W m? ? ? ? ? ? 板上液流面積 ： 22 1 .5 3 9 2 0 .1 0 2 1 .3 3 5bFTA A A m? ? ? ? ? ? 取 物性系數(shù) ，泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)圖 ? 泛點(diǎn)率 = 3 6 10 740 .74 % 3 5 ?? ? ? ?? ??? 對(duì)于 小 塔，為了避免過量 霧 沫夾帶，應(yīng)控制泛點(diǎn)率不超過 80%，由以上計(jì)算可知，霧 沫夾帶能夠滿足 ( / )Ve k g k g? 液 氣的要求。1 ?? /ms 溢流裝置 堰長(zhǎng) Wl 取 5 5 1Wl D m? ? ? ? 溢流堰高度 Wh W L OWh h h?? 選擇平直堰 堰上層高度 2 / 32 .8 4 ( / )1000O W h Wh E L l?? （ 1）精餾段 2 / 32 . 8 4 0 . 0 0 0 3 1 7 3 6 0 01 ( ) 0 . 0 1 51 0 0 0 0 . 9 1OWhm?? ? ? ? 0 .0 7 0 .0 1 5 0 .0 5 5L owWh h h m? ? ? ? ? （ 2）提 餾 段 2 / 32 . 8 4 0 . 0 0 0 4 3 2 3 3 6 0 01 ( ) 0 . 0 1 91 0 0 0 0 . 9 1OW ?? ? ? ? ? 0 .0 7 0 .0 1 9 0 .0 5 1L o wWh h h m? ??? ? ? ? ? 弓 形降液管寬度 dW 和截面積 fA 由 ? 查得 TAA ? ， ? 則 A m? ? ? ?， ? 化工原理課程設(shè)計(jì) 16 驗(yàn)算降液管內(nèi)停留時(shí)間 精餾段：10 .1 0 2 0 .4 5 1 4 .4 80 .0 0 3 1 7FTSAH sL? ?? ? ? 提留段：20 .1 0 2 0 .4 5 1 0 .6 20 .0 0 4 3 2 3FTSAH sL? ? ?? ? ? ? 停留時(shí)間 ? 5s，故降液管可使用 降液管底隙高度 0h （ 1）精餾段 取 降液管底隙 的流速 0u = 則 100 . 0 0 3 1 7 0 . 0 2 70 . 9 1 0 . 1 3owLshmlu? ? ??，取 ? （ 2）提 餾 段 取 0u ′ =? = 200 .0 0 4 3 2 3 0 .0 3 6 50 .9 1 0 .1 3wLs mlu? ???，取 39。22 5 6 .3 9 0 .0 6 5 8 3 .7 1 0LL M L? ? ? ? /kgs 39。、 pB176。 關(guān)鍵詞 ： 浮閥 精餾塔、物料衡算、流體力學(xué) 檢 驗(yàn) 化工原理課程設(shè)計(jì) 5 第二章 塔板的工藝設(shè)計(jì) 精餾塔全塔物料衡算 F:進(jìn)料量 (Kmol/s) XF:原料組成 D:塔頂產(chǎn)品流量 (Kmol/s) XD:塔頂組成 W:塔底殘液流量 (Kmol/s) XW:塔底組成 原料乙醇組成 : XF=605546454645? =% 塔頂組成 : XD=601046904690?=% 塔底組成 : XW=604646?=% 進(jìn)料量 : F=25 千噸 /年 = 3 6 0 07 2 0 0 )(1 0 0 01 0 0 025 ? ???? = Kmol/s 物料衡算式 :F=D+W F XF=D XD+W XW 聯(lián)立代入求解 :D= 精餾段和提餾段的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 溫度及 平均相對(duì)揮發(fā)度 α 的計(jì)算 因?yàn)橐掖?正丙醇可視為理想物系，故塔的平均相對(duì)揮發(fā)度的確定可運(yùn)用安托因方程和拉烏爾定律，采用試差法，通過 Excel 計(jì)算 出 : Ct BAp ????lg （ ） ???BABpp ppx ??? （ ） 雙組分理想溶液相對(duì)揮發(fā)的計(jì)算 [5]: ??BApp?? （ ） 式中： p176。 (6) 使用周期長(zhǎng)。 精餾廣泛應(yīng)用于石油 ,化工 ,輕工等工業(yè)生產(chǎn)中 ,是液體混合物分離中首選分離方法 。 （ 3） 寫出該精餾塔的設(shè)計(jì)說明書，包括設(shè)計(jì)結(jié)果匯總和設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)。在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于物系的分離、提純、制備等領(lǐng)域，并取得了良好的效益。具有以下特點(diǎn)： (1) 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加 20～ 40％，而接近于篩板塔。 本次設(shè)計(jì)針對(duì)二元物系的精餾問題進(jìn)行分析、計(jì)算、核算、繪圖，是較完整的精餾設(shè)計(jì)過程。、 pB176。 表 塔頂產(chǎn)品、塔底產(chǎn)品、進(jìn)料液的泡點(diǎn)溫度以及相對(duì)揮發(fā)度 塔頂產(chǎn)品 塔底產(chǎn)品 進(jìn)料液 xD = xW = xF = tD=℃ tW=℃ tF=℃ αD= αW= αF= (1)精餾段平均溫度 :1t = 2df tt? = 2 ? =℃ (2)提留段平均溫度 : 2t = 2wf tt? = 2 ? =℃ 密度 已知 :混合液密度 :BBAAlaa ??? ??1 （ ? 為質(zhì)量分?jǐn)?shù) ） 混合氣密度 :0 TPMPTV ?? 塔頂溫度 : Dt =℃ 化工原理課程設(shè)計(jì) 7 氣相組成 Dy : 1 ( 1)DDD xy x?? ? ? ? %Dy ? 進(jìn)料溫度 : Ft =℃ 氣相組成 Fy ：1 ( 1)FFF xy x?? ? ? ? %Fy ? 塔底組成 : Wt =℃ 氣相組成 Wy : 1 ( 1)WWW xy x?? ? ? ? %Wy ? (1)精餾段 液相組成 1x : 1 2DFxxx ?? 1 9 9 . 2 3 % 5 1 . 6 3 %7 5 . 4 3 %2x ??? 氣相組成 1y : 1 2DFyyy ?? 1 9 9 . 6 4 % 6 8 . 9 7 %8 4 . 3 1 %2y ? 所以 1 46 0. 75 43 60 ( 1 0. 75 43 ) 49 .4 39 8LM ? ? ? ? ? ? /kg kmol 1 46 0. 84 31 60 ( 1 0. 84 31 ) 48 .1 96 6VM ? ? ? ? ? ? /kg kmol (2)提餾 段 液相組成 2x ：2 2WFxxx ?? 2 0 . 0 1 3 % 5 1 . 6 3 %2 5 . 8 2 %2x ??? 氣相組成 2y : 2 2WFyyy ?? 2 0 . 0 2 6 % 6 8 . 9 7 %3 4 . 5 0 %2y ??? 所以 2 46 0. 25 82 60 ( 1 0. 25 82 ) 56 .3 85LM ? ? ? ? ? ? /kg kmol 2 4 6 0 .3 4 5 0 6 0