化工原理精餾塔設(shè)計(jì)說(shuō)明(存儲(chǔ)版)
【正文】 理論的數(shù)據(jù)計(jì)算不難，困難就在于實(shí)際選材，附件選擇等實(shí)際問(wèn)題。不奮斗就是每天都很容易，可一年一年越來(lái)越難。是狼就要練好牙，是羊就要練好腿。 此次課程設(shè)計(jì)基本能按照設(shè)計(jì)任務(wù)書、指導(dǎo)書、技術(shù)條件的要求進(jìn)行。 塔底空間 塔底空間是指塔內(nèi)最下層板到塔底間距。負(fù)荷性能圖由以下五條線組成。因此，氣體通過(guò)浮閥塔板的壓強(qiáng)降為：得： 在265~530Pa之間 液泛為了使液體能由上層塔板穩(wěn)定的流入下層塔板，降液管必須維持一定高度的液柱。其寬度:（2）安定區(qū)開(kāi)孔區(qū)與溢流區(qū)之間的不開(kāi)孔區(qū)域?yàn)榘捕▍^(qū)，其作用為使自降液管流出液體在塔板上均勻分布并防止液體夾帶泡沫進(jìn)入降液管。A、堰長(zhǎng)lW堰長(zhǎng)lw=（）D，取堰長(zhǎng)lw===且：所以：，堰長(zhǎng)初步設(shè)計(jì)合理。 計(jì)算空塔氣速 校核安全系數(shù)故，圓整后的塔徑可用, 安全。D=(+1)=故，提餾段操作線方程為： 塔板數(shù)確定 理論塔板數(shù)確定NT（圖解法）參見(jiàn)附圖2（圖解法求理論塔板數(shù)），可知理論塔板數(shù)為14（不包含再沸器）！,第13塊板為進(jìn)料板。 設(shè)備流程圖第二章 浮閥精餾塔工藝計(jì)算 工藝計(jì)算所需物料性質(zhì) 設(shè)計(jì)參數(shù)物性表物質(zhì) 性質(zhì) 分子式 ℃摩爾質(zhì)量（）乙醇[1]C2H50H46水H2010018 精餾塔的物料衡算 全塔物料衡算 全塔物料衡算，每年按300天計(jì)算，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。原料液由高位槽經(jīng)過(guò)預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入精餾塔內(nèi)。冷卻水出口溫度取得高些，冷卻劑的消耗可以減少，但同時(shí)溫度差較小，傳熱面積將增加。 加熱方式選擇精餾塔通常設(shè)置再沸器，采用間接蒸汽加熱，以提供足夠的能量。 操作條件的確定 操作壓強(qiáng)的選擇精餾操作可分為常壓，減壓，加壓進(jìn)行。操作時(shí)連續(xù)的從再沸器中取出部分液體作為塔底產(chǎn)品（釜?dú)堃海┰俜衅髦性弦翰糠制?，產(chǎn)生上升蒸汽，依次通過(guò)各層塔板。因此，浮閥塔比泡罩塔的塔板壓力降??；浮閥塔因浮閥不斷上下運(yùn)動(dòng)，閥孔不易被臟物或黏性物料堵塞，塔板的清洗也比較容易。這種分離通過(guò)液相和氣相之間的傳質(zhì)實(shí)現(xiàn)，而作為氣、液兩相傳質(zhì)用的塔設(shè)備，首先必須要使氣、液兩相得到充分的接觸，以達(dá)到較高的傳質(zhì)效率。乙醇－水是工業(yè)上最常見(jiàn)的溶劑，也是非常重要的化工原料之一，是無(wú)色、無(wú)毒、無(wú)致癌性、污染性和腐蝕性小的液體混合物。所以，想要得到高純度的乙醇很困難。浮閥的閥片可以浮動(dòng)，隨著氣體負(fù)荷的變化而調(diào)節(jié)其開(kāi)啟度，因此，浮閥塔的操作彈性大，特別是在低負(fù)荷時(shí)，仍能保持正常操作。課程設(shè)計(jì)是化工原理課程中綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，它是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁是使學(xué)生體察工程實(shí)際問(wèn)題的復(fù)雜性的初次嘗試。設(shè)計(jì)包括：主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算—物料衡算xF= xD= xW= F=，提餾段3塊。乙醇－水體系對(duì)溫度的依賴性不強(qiáng)，且非熱敏性物質(zhì)，常壓下為液態(tài)。通過(guò)上述論證，綜合考慮選用間接蒸汽加熱的方式。 熱能利用精餾過(guò)程的原理是多次部分冷凝和多次部分汽化。并將冷凝液借助重力作用送回塔頂作為回流液體，其余部分經(jīng)過(guò)冷凝器后被送出作為塔頂產(chǎn)品。當(dāng)R1=() 吉利蘭圖查吉利蘭圖，得：計(jì)算，得：N=同理,可計(jì)算出其它幾個(gè)。 塔頂和塔底的算術(shù)平均溫度：℃下，根據(jù)公式：得：求算全塔平均溫度tm下的相對(duì)揮發(fā)度m由于，查氣液平衡相圖，得：x2=y2=根據(jù)公式：得：利用奧康奈爾關(guān)聯(lián)式計(jì)算塔板總效率ET根據(jù)公式：得： 計(jì)算實(shí)際塔板數(shù)NP根據(jù)公式：得： 塔及塔板主要工藝尺寸的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)中所用參數(shù)的確定 定性溫度的確定定性溫度分為精餾段定性溫度和提餾段定性溫度xF=（附圖1），得：T進(jìn)=℃ =已知： 則：即： 即： 精餾段參數(shù)平均組成，參考?xì)庖浩胶庀鄨D可確定精餾段的平均氣液相組成，液相中。（a）U型流 （b）單流型 （c）雙溢流型 （d）階梯流型降液管有圓形和弓形兩種。查圖，得： 弓形降液管的寬度和面積通過(guò)塔徑D可計(jì)算得到塔截面積綜合以上步驟，得：B、液體在降液管中的停留時(shí)間根據(jù)公式：得：C、降液管底隙高度降液管底隙高度即降液管下端與塔板間的距離，以表示。按t=75mm，h=65mm，以等腰三角形叉排方式作圖（見(jiàn)附圖3），排得閥數(shù)178個(gè)核算閥孔動(dòng)能因素及開(kāi)孔率按N=115重新核算孔速及閥孔動(dòng)能因數(shù)：。A、計(jì)算與流體流過(guò)降液管的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨萮d由于板上不設(shè)置進(jìn)口堰，故： 流體流過(guò)降液管的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨菻d=將算得的數(shù)據(jù)代入公式，得： 為防止液泛發(fā)生，應(yīng)保證降液管中當(dāng)量清液層高度Hd不超過(guò)上層塔板的出口堰，為此應(yīng)使： 選用，并且HT=，hW= m可見(jiàn)Hd＜φ(HT+hw),符合防止淹塔的要求。=時(shí)， 即：φ(HT+hw)= 由上式確定液泛線，忽略hσ項(xiàng)，液泛線方程為：其中：則：即： 液相負(fù)荷上限線當(dāng)降
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