【正文】 略液面落差的影響。 （二）塔頂空間 HD 塔頂空間（見圖 81）指塔內(nèi)最上層塔板與塔頂空間的距離。塔底產(chǎn)品量大時(shí)，塔底容量可取小些，停留時(shí)間可取 3～ 5 分鐘；對易結(jié)焦的物料，停留時(shí)間應(yīng)短些，一般取 1～。 該型式常用于減壓精餾或傳熱面較小場合。對于多程換熱器，其阻力ΣΔ pi等于各程直管阻力、回彎阻力及進(jìn)、出口阻力之和。 c．確定流體在換熱器兩端的溫度，選擇列管換熱器的形式；計(jì)算定性溫度，并確定在定性溫度下的流體物性。 精餾塔底的再沸器可分為：釜式再沸器、熱虹吸式再沸器及強(qiáng)制循環(huán)再沸器。夾套式再沸器，常用于傳熱面較小或間歇精餾中。 （ 1）塔頂蒸氣出口管徑 DV 蒸氣出口管中的允許氣速 UV應(yīng)不產(chǎn)生過大的壓降，其值可參照表 81。使加熱蒸氣能均勻分布與釜液中。根據(jù)輸送系統(tǒng)管路的安排，用柏努利方程計(jì)算在最大流量下管路所需的壓頭。由于工業(yè)上原料的濃度、溫度經(jīng)常有變化，因此設(shè)計(jì)的流程與設(shè)備需要一定的操作彈性，可方便地進(jìn)行流量和傳熱量的調(diào)節(jié)。 30 二．操作條件的確定 結(jié)合課程設(shè)計(jì)的需要，對某些問題作具體闡述。對于本設(shè)計(jì)中要求分離的苯 氯苯物系，應(yīng)采用常壓操作。然而，直接蒸汽加熱，由于蒸汽的不斷通入，對塔底溶液起了稀釋作用，在塔底易揮發(fā)物損失量相同的情況下，塔底殘液中易揮發(fā)組分的濃度應(yīng)較低，因而塔板數(shù)稍有增加。選取適宜的回流 比，使過程處于最佳條件下進(jìn)行，可使能耗降至最低。 32 。 化工原理課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是進(jìn)行有關(guān)工藝計(jì)算與設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還要求畫出工藝流程圖和設(shè)備主要構(gòu)型圖，它與一般的習(xí)題、大作業(yè)有著明顯的不同，因?yàn)樗婕暗闹R范圍更廣，要求更高。 4. 冷卻劑與出口溫度 冷卻劑的選擇由塔頂蒸汽溫度決定。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。確定操作壓力時(shí)，必須根據(jù)所處理物料的性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性進(jìn)行考慮。 2． 滿足經(jīng)濟(jì)上的要求 要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設(shè)備與基建的費(fèi)用，如合理利用塔頂和塔底的廢熱，既可節(jié)省蒸汽和冷卻介質(zhì)的消耗，也能節(jié)省電的消耗。顯然，選出的泵所提供的流量和壓頭不見得與管路要求的流量 Qe和壓頭 He完全相符，且考慮到操作條件的變化和備有一定 的裕量，所選泵的流量和壓頭可稍大一點(diǎn)，但在該條件下對應(yīng)泵的效率應(yīng)比較高，即點(diǎn)（ Qe、 He）坐標(biāo)位置應(yīng)靠在泵的高效率范圍所對應(yīng)的 HQ曲線下方。當(dāng)小孔直徑小時(shí)，汽泡分布的更均勻。用泵回流時(shí)，速度可取 ～ 。它是依靠釜內(nèi)部分汽化所產(chǎn)生的汽、液混合物其密度小于塔底液體密度，由密度差產(chǎn)生靜壓差使液體自動從塔底流入再沸器，因此該種再沸器又稱自然循環(huán)再沸器。（ a）是臥式再沸器，殼方為釜液沸騰，管內(nèi)可以加熱蒸汽。 e．依據(jù)總傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值范圍，或按生產(chǎn)實(shí)際情況，選擇總傳熱系數(shù) K值。 上式中直管壓強(qiáng)降Δ P1可按第一章中介紹的公式計(jì)算；回彎管的壓強(qiáng)降Δ P2由下面的經(jīng)驗(yàn)公式估算，即 22 3 2up ????????? （ 83） （ 2）殼程流動阻力 殼程流動阻力的 計(jì)算公式很多，在此介紹埃索法計(jì)算殼程壓強(qiáng)降Δ P0 的公式，即 0 1 2 Sp p p N?? ? ? ? ?’ ’ S（ ） F （ 84） 式中 Δ P1’ —— 流體橫過管束的壓強(qiáng)降， Pa； Δ P2’ —— 流體通過折流板缺口的壓強(qiáng)降， Pa； FS—— 殼程壓強(qiáng)降的結(jié)垢校正因數(shù)；液體可取 ，氣體可取 。將冷凝器裝在塔頂附近的臺架上，靠改變臺架的高度來獲得回流和采出所需的位差。前四種設(shè)備本質(zhì)上屬換熱器，并多采用列管式換熱器，管線和泵屬輸送裝置。若圖 22 81 塔高示意圖需要安裝除沫器時(shí)，要根據(jù)除沫器的安裝要求確定塔頂空間。 漏液點(diǎn)的氣速 omu ? ?? ?m / / 05 ????????? VLLoom hhCu ??? 篩板的穩(wěn)定性系數(shù) ???? omouuK（不會產(chǎn)生過量液漏） 為防止降液管發(fā)生液泛，應(yīng)使降液管中的清液層高度 ? ?wTd hHΦH ?? 18 苯 — 氯苯物系屬于一般物系，取φ = ? ? ? ? 4 8 ????? wT hH 而 dLpd hhhH ??? 板上不設(shè)進(jìn)口堰，則 m0 0 2 3 0 0 2 1 5 5 22 ??????? ???????????owsd hl Lh ????dH ? ?wTd hHΦH ?? 成立，故不會產(chǎn)生液泛。 （ 1）溢流堰長（出口堰長） wl 15 取 ???? Dlw 堰上溢流強(qiáng)度 ? ? ? ?hm/m130~100hm/?????wh lL ，滿足篩板塔的堰上溢流強(qiáng)度要求。 s的烴類物系，式中的 mμ 為全塔平均溫度下以進(jìn)料組成表示的平均粘度。 T 法）求取 TN ，步驟如下： 氯苯的相平衡數(shù)據(jù)，利用泡點(diǎn)方程和露點(diǎn)方程求取 yx~ 依據(jù) ? ? ? ???? BABt ppppx ??? /， tAxpy /?? ，將所得計(jì)算結(jié)果列表如下： 表 31 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 溫度，（℃） 80 90 100 110 120 130 ?ip 苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯 148 205 293 400 543 719 760 兩相摩爾分率 x 1 0 y 1 0 本題中，塔內(nèi)壓力接近常壓（實(shí)際上略高于常壓），而表中所給為常壓下的相平衡數(shù)據(jù)，因?yàn)椴僮鲏毫ζx常壓很小，所以其對 yx~ 平衡 關(guān)系的影響完全可以忽略。 苯 氯苯板式精餾塔的工藝計(jì)算書 一．設(shè)計(jì)方案的確定及工藝流程的說明 本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯 氯苯混合物。kPa) HB—— 塔 底空間高度， m Hd—— 降液管內(nèi)清液層高度， m HD—— 塔頂空間高度， m HF—— 進(jìn)料板處塔板間距， m HOG—— 氣相總傳質(zhì)單元高度， m HP—— 人孔處塔板間距， m HT—— 塔板間距， m H1—— 封頭高度， H2—— 裙座高度， HETP—— 等板高度， m kG—— 氣膜吸收系數(shù)， kmol/（ m2?h?kPa） kL—— 液膜吸收系數(shù)， m/h K—— 穩(wěn)定系數(shù)，無因次 KG—— 氣膜吸收系數(shù) kmol/（ m2?h?kPa） lW—— 堰長， m Lh—— 液體體積流量， m3/h Ls—— 液體體積流量， m3/h Lw—— 潤濕速率 ， m3/（ m?h） m—— 相平衡常數(shù)，無因次 5 n—— 篩孔數(shù)目 NOG—— 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)， NT—— 理論板層數(shù) P—— 操作壓力， Pa △ P—— 壓力降， Pa △ PP—— 氣體通過每層篩板的壓降， Pa r—— 鼓泡區(qū)半徑， m u—— 空塔氣速， m/s uF—— 泛點(diǎn)氣速， m/s u0—— 氣體通過篩孔的速度， m/s u0， min—— 漏液點(diǎn)氣速， m/s u’ 0—— 液體通過降液管底隙的速度， m/s U—— 液體噴淋密度， m3/（ m2?h） UL—— 液體質(zhì)量通量，㎏ /（ m2?h） Umin—— 最小液體噴淋密度， m3/（ m2?h） Uv—— 氣體質(zhì)量通量，㎏ /（ m2?h） Vh—— 氣體體積流量， m3/h Vs—— 氣體體積流量， m3/h wL—— 液體質(zhì)量流量，㎏ /h wV—— 氣體質(zhì)量流量，㎏ /h Wc—— 邊緣無效區(qū)寬度， m Wd—— 弓形降液管寬度， m x—— 液相摩爾分?jǐn)?shù) X—— 液相摩爾比 y—— 氣相摩爾分?jǐn)?shù) Y—— 氣體摩爾比 Z—— 填料層高度 ， m β —— 充氣系數(shù)，無因次； δ —— 篩板厚度， m ε —— 空隙率，無因次 θ —— 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間， s μ —— 粘度， Pa?s ρ —— 密度， kg/m3 σ —— 表面張力， N/m φ —— 開孔率或孔流系數(shù)，無因次 Φ —— 填料因子， l/m ψ —— 液體密度校正系數(shù)，無因次 下標(biāo) max—— 最大的 min—— 最小的 L—— 液相 V—— 氣相 6 設(shè)計(jì)方案 一．設(shè)計(jì)方案的思考 通體由不銹鋼制造，塔節(jié)規(guī)格 Φ25 ～ 100mm、高度 ～ ，每段塔節(jié)可設(shè)置 1～ 2 個進(jìn)料口 /測溫口，亦 可結(jié)合客戶具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)制造各種非標(biāo)產(chǎn)品。 化工原理課程設(shè)計(jì) —— 苯 氯苯板式精餾塔的工藝設(shè)計(jì) 工藝計(jì)算書 1 目 錄 苯 氯苯分離過程板式精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù) ........................ 2 一．設(shè)計(jì)題目 .................................................... 2 二．操作條件 ...........................