【正文】 ......................................................................... 15 板間距的初選 .................................................................................................. 15 塔徑 ............................................................................................................................ 15 初步計(jì)算塔徑 .................................................................................................. 16 塔徑的圓整 ...................................................................................................... 16 3 塔徑的核算 ..................................................................................................... 17 第五節(jié) 板式塔的結(jié)構(gòu) ........................................................................................ 17 塔的總體結(jié)構(gòu) .......................................................................................................... 17 塔體總高度 ............................................................................................................... 18 塔頂空間 HD..................................................................................................... 18 人孔數(shù)目 .......................................................................................................... 18 塔底空間 HB ...................................................................................................... 20 塔板結(jié)構(gòu) ................................................................................................................... 20 整塊式塔板結(jié)構(gòu) .............................................................................................. 20 第六節(jié) 精餾裝置的附屬設(shè)備 ...................................................................... 20 回流冷凝器 ............................................................................................................... 20 管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型 ............................................................................... 21 流體流動(dòng)阻力（壓強(qiáng)降）的計(jì)算 ..................................................................... 21 管殼式換熱器的選型和設(shè)計(jì)計(jì)算步驟 ........................................................... 22 再沸器 ........................................................................................................................ 23 接管直徑 .................................................................................................................... 24 加熱蒸氣鼓泡管 ...................................................................................................... 25 離心泵的選擇 .......................................................................................................... 25 4 緒 論 一、化工原理課程設(shè)計(jì)的目的和要求 課程設(shè)計(jì)是《化工原理》課程的一個(gè)總結(jié)性教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本門(mén)課程及有關(guān)選修課程的基本知識(shí) 去解決某一設(shè)計(jì)任務(wù)的一次訓(xùn)練。 整個(gè)設(shè)計(jì)是由論述、計(jì)算和繪圖三部分組成。工藝流程圖繪制范圍如下： 必須反映出全部工藝物料和產(chǎn)品所經(jīng)過(guò)的設(shè)備； 1. 應(yīng)全部反映出主要物料管路，并表達(dá)出進(jìn)出裝置界區(qū)的流向； 2. 冷卻水、冷凍鹽水、工藝用的壓縮空氣、蒸汽 (不包括副產(chǎn)品蒸汽 )及蒸汽冷凝液系統(tǒng)等的整套設(shè)備和管線不在圖內(nèi)表示，僅示意工藝設(shè)備使用點(diǎn)的進(jìn)出位置； 3. 標(biāo)出有助于用戶確認(rèn)及上級(jí)或有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)審批用的一些工藝數(shù)據(jù) (例如 :溫度、壓力、物流的質(zhì)量流量或體積流量、密度、換熱量等 )； 4. 包括繪制圖例，圖畫(huà)上必要的說(shuō)明和標(biāo)注，并按圖簽規(guī)定簽署； 5. 必須標(biāo)注工藝設(shè)備，工藝物流線上的主要控制點(diǎn)符及調(diào)節(jié)閥等。例如，換熱器在傳熱中為主體設(shè)備，而在精餾或干燥操作中就變?yōu)檩o助設(shè)備。但是，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)和需要，塔設(shè)備還得具備下列各種基本要求： (１ ) 氣 (汽 )、液處理量大，即生產(chǎn)能力大時(shí)，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾帶、攔液或液泛等破壞操作的現(xiàn)象。不同的塔型各有某些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)物系性質(zhì)和具體要求，抓住主要矛盾，進(jìn)行選型。 (３ ) 塔板效率高，比泡罩塔高 15％左右。浮閥塔廣泛用于精餾、吸收以及脫吸等傳質(zhì)過(guò)程中。 (６ ) 使用周期長(zhǎng)。 （３）塔板設(shè)計(jì)：計(jì)算塔板各主要工藝尺寸，進(jìn)行流體力學(xué)校核計(jì)算。 操作壓力 蒸餾操作通常可在常壓、加壓和減壓下進(jìn)行。在實(shí)際的生產(chǎn)中進(jìn)料狀態(tài)有多種，但一般都將料液預(yù)熱到泡點(diǎn)或接近泡點(diǎn)才送入塔中，這主要是由于此時(shí)塔的操作比較容易控制，不致受季節(jié)氣溫的影響。但對(duì)有些物系 (如酒精與水的二元混合液 )，當(dāng)殘液的濃度稀薄時(shí)，溶液的相對(duì)揮發(fā)度很大，容易分離，故所增加的塔板數(shù)并不多，此時(shí)采用直接蒸汽加熱是合適的。 冷卻劑與出口溫度 冷卻劑的選擇由塔頂蒸汽溫度決定。與此同時(shí)，合理利用精餾過(guò)程本身的熱 能也是節(jié)約的重要舉措。為此，必須具體考慮如下幾點(diǎn)： (1) 滿足工藝和操作的要求 所設(shè)計(jì)出來(lái)的流程和設(shè)備，首先必須保證產(chǎn)品達(dá)到任務(wù)規(guī)定的要求，而且質(zhì)量要穩(wěn)定，這就要求各流體流量和壓頭穩(wěn)定，入塔料液的溫度和狀態(tài)穩(wěn)定，從而需要采取相應(yīng)的措施。同樣，回流比的大小對(duì)操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)也有很大影響。 第三節(jié) 板式精餾塔的工藝計(jì)算 精餾塔的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，包括塔高、塔徑、塔板各部分尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算，塔板的布置，塔板流體力學(xué)性能的校核及繪出塔板的性能負(fù)荷圖。 13 由（ 31）和（ 32）式得： WDWF xx xxFD ??? （ 34） WDFD xx xxFW ??? （ 35） （ 2）操作線方程 （?。┚s段 上升蒸汽量： DRV )1( ?? （ 36） 下降液體量： RDL? （ 37） 操作線方程： Dnn xVDxVLy ???1 （ 38） 或： 1 111n n DRy x xRR? ???? （ 38a） 式中 R —— 回流比； χ n —— 精餾段內(nèi)第 n 層板下降液體中易揮發(fā)組分的摩爾分率； У n+1—— 精餾段內(nèi)第 n+1 層板上升蒸汽中易揮發(fā)組分的摩爾分率。 由（ 314）和（ 315）式得： W* = W + V0 （ 316） *0WWWxxWV? ? （ 317） (2) 操作線方程 （?。┚s段（同常規(guī)塔） 111n n DDnLDy x xVVxR xRR? ?????? （ 318） 式中 R —— 回流比； χ n———— 精餾段內(nèi)第 n 層板下降液體中易揮發(fā)組分的摩爾分率； У n+1———— 精餾段內(nèi)第 n+1 層板上升蒸汽中易揮發(fā)組分的摩爾分率。但是由于塔中兩相流動(dòng)情況和傳質(zhì)過(guò)程 15 的復(fù)雜性，許多參數(shù)和塔板尺寸需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)選取，而參數(shù)與尺寸之間又彼此互相影響和制約，因此設(shè)計(jì)過(guò)程中不可避免要進(jìn)行試差，計(jì)算結(jié)果也需要工程標(biāo)準(zhǔn)化。如對(duì)易發(fā)泡的物系，板間距應(yīng)取大一些，以保證塔的分離效果。 計(jì)算塔徑的方法有兩類：一類是根據(jù)適宜的空塔氣速，求出塔截面積，即可求出塔徑。 塔徑的圓整 目前，塔的直徑已標(biāo)準(zhǔn)化。此外，在塔體上有時(shí)還焊有保溫材料的支承圈。另外， 進(jìn)料板的板間距也比一般間距大。人孔直徑通常為 450mm。每個(gè)塔節(jié)中安裝若干塊疊置起來(lái)的塔板。 回流冷凝器 按冷凝器與塔的位置，可分為：整體式、自流式和強(qiáng)制循環(huán)式。當(dāng)冷凝器換熱面過(guò)大時(shí)，裝在塔頂附近對(duì)造價(jià)和維修都是不利的，故將冷凝器裝在離塔頂較遠(yuǎn)的低處，用泵向塔提供回流液。 010239。 （ 2）計(jì)算管程、殼程