【正文】 ......................................................................... 15 板間距的初選 .................................................................................................. 15 塔徑 ............................................................................................................................ 15 初步計算塔徑 .................................................................................................. 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) 精餾裝置的附屬設備 ...................................................................... 20 回流冷凝器 ............................................................................................................... 20 管殼式換熱器的設計與選型 ............................................................................... 21 流體流動阻力（壓強降）的計算 ..................................................................... 21 管殼式換熱器的選型和設計計算步驟 ........................................................... 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、化工原理課程設計的目的和要求 課程設計是《化工原理》課程的一個總結(jié)性教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生綜合運用本門課程及有關(guān)選修課程的基本知識 去解決某一設計任務的一次訓練。 整個設計是由論述、計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)過的設備； 1. 應全部反映出主要物料管路，并表達出進出裝置界區(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)等的整套設備和管線不在圖內(nèi)表示，僅示意工藝設備使用點的進出位置； 3. 標出有助于用戶確認及上級或有關(guān)領(lǐng)導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，圖畫上必要的說明和標注，并按圖簽規(guī)定簽署； 5. 必須標注工藝設備，工藝物流線上的主要控制點符及調(diào)節(jié)閥等。例如，換熱器在傳熱中為主體設備，而在精餾或干燥操作中就變?yōu)檩o助設備。但是，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)和需要，塔設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，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特的優(yōu)點，設計時應根據(jù)物系性質(zhì)和具體要求，抓住主要矛盾，進行選型。 (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)過程中。 (６ ) 使用周期長。 （３）塔板設計：計算塔板各主要工藝尺寸，進行流體力學校核計算。 操作壓力 蒸餾操作通?？稍诔骸⒓訅汉蜏p壓下進行。在實際的生產(chǎn)中進料狀態(tài)有多種，但一般都將料液預熱到泡點或接近泡點才送入塔中，這主要是由于此時塔的操作比較容易控制，不致受季節(jié)氣溫的影響。但對有些物系 (如酒精與水的二元混合液 )，當殘液的濃度稀薄時，溶液的相對揮發(fā)度很大，容易分離，故所增加的塔板數(shù)并不多，此時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，合理利用精餾過程本身的熱 能也是節(jié)約的重要舉措。為此，必須具體考慮如下幾點： (1) 滿足工藝和操作的要求 所設計出來的流程和設備，首先必須保證產(chǎn)品達到任務規(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，從而需要采取相應的措施。同樣，回流比的大小對操作費和設備費也有很大影響。 第三節(jié) 板式精餾塔的工藝計算 精餾塔的工藝設計計算，包括塔高、塔徑、塔板各部分尺寸的設計計算，塔板的布置，塔板流體力學性能的校核及繪出塔板的性能負荷圖。 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情況和傳質(zhì)過程 15 的復雜性，許多參數(shù)和塔板尺寸需根據(jù)經(jīng)驗來選取，而參數(shù)與尺寸之間又彼此互相影響和制約，因此設計過程中不可避免要進行試差，計算結(jié)果也需要工程標準化。如對易發(fā)泡的物系，板間距應取大一些，以保證塔的分離效果。 計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，塔的直徑已標準化。此外，在塔體上有時還焊有保溫材料的支承圈。另外， 進料板的板間距也比一般間距大。人孔直徑通常為 450mm。每個塔節(jié)中安裝若干塊疊置起來的塔板。 回流冷凝器 按冷凝器與塔的位置，可分為：整體式、自流式和強制循環(huán)式。當冷凝器換熱面過大時，裝在塔頂附近對造價和維修都是不利的，故將冷凝器裝在離塔頂較遠的低處，用泵向塔提供回流液。 010239。 （ 2）計算管程、殼程