【正文】 0 . 0 0 5 m10002 . 8 4h 32??????????WhOW LLE (取 E=1) smm ims /40 0 0 5 1 0 0 00 0 6 0 00 . 9L 323, ??????? ?? 據(jù)此可做出與氣體流 量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線 d 液相負(fù)荷上限線 以θ =4s 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，由下式 sLHA S Tf 4??? 故 SmHAL TfM A XS / 3, ???? ? 據(jù)此可以作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限 e 液泛線 令 Hd=ψ (HT＋ hw) Hd=hp+hL+hd hP=hc+hl+hσ hl=β hL hL= h w +hOW 聯(lián)立得 ψ HT＋ (ψ β 1)hw=(β +1) hOW+ hc + hd + hσ 忽略 hσ ，將 hOW與 Ls、 hd 和 Ls、 hc 與 Vs 的關(guān)系代入上式，得 a’ V2s=b’c’ Ls2d’ Ls2/3 式中 b’=ψ HT＋ (ψ β 1)hw c’=(lwhO)2 d’=103E( 1+β )(3600/lw)(2/3) 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入 ,得 ? ? 463 5909 . 239。 5) 液泛 為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液高度 Hd 應(yīng)服從式子 Hd≤ψ (HT＋ hw) 甲醇與水屬于一般物系，取ψ = ，則 ψ (HT＋ hw)=? （ +） = 而 Hd=hp+hL+hd 板上不設(shè)進(jìn)口堰，則有 hd=(uo’)2=()2= 液柱 Hd=hp+hL+hd=++= 液柱 則有： Hd≤ψ (HT＋ hw) 于是可知本設(shè)計(jì)不會(huì)發(fā)生液泛 ⑵ 提餾段 1) 塔板的壓降 a 干板的阻力 hc 計(jì)算 干板的阻力 hc 計(jì)算由公式 ?????????????????lvc cu ??20 并 取 do/δ = 5/3= ,可查 史密斯關(guān)聯(lián)圖 得， co= 所以 mc .2 ??????????????液柱 b 氣體通過液層的阻力 hl的計(jì)算 氣體通過液層的阻力 hl由公式 hl=β hL 6m / ??? FT Sa AA Vu Fo=()1/2=(s m1/2) 可查⑸得，得β = 所以 hl=β hL=(+)= m 液柱 c 液體表面張力的阻力 hσ 計(jì)算 液體表面張力的阻力 hσ 由公式 30Ll ??? ???? ? ?? 氣體通過每層塔板的液柱高度 hP，可按下面公式計(jì)算 hP=hc+hl+hσ =++= 液柱 氣體通過每層塔板的壓降為 △ Pp= hPρ lg ==＜ （設(shè)計(jì)允許值） 2) 液面落差 對(duì)于篩板塔，液面落差很小，由于塔徑和液流量均不大，所以可忽略液面落差的影響。 ) 堰上層液高度 how 由下列公式⑷計(jì)算，即有 mLLEWhOW 0 . 0 1 9 51 0 0 02 . 8 4h 32?????????? (E= ) 取板上清液層高度 hL= m 故 hw= 3) 弓形降液管的寬度 Wd 和截面積 Af 由 Wd/D= m 查⑷可求得 Af/AT= Wd/D= Af== Wd== m 并依據(jù)下式驗(yàn)算液體在降液管中的停留時(shí)間，即 SSL HAh T 503600 f ??? ????? 其中 HT 即為板間距 ， Lh 即為每小時(shí)的體積流量 驗(yàn)證結(jié)果為降液管設(shè)計(jì)符合要求。 ) 堰上層液高度 how 由下列公式⑷計(jì)算，即有 mLLEWhOW 0 . 0 1 1 41 0 0 02 . 8 4h 32?????????? (E= ) 取板上清液層高度 hL= m 故 hw= 3) 弓形降液管的寬度 Wd 和截面積 Af 由 Wd/D= m 查⑷可求得 Af/AT= Wd/D= Af== Wd== m 并依據(jù)下式驗(yàn)算液體在降液管中的停留時(shí)間，即 SSL HAh T f ??? ????? 其中 HT 即為板間距 ， Lh 即為每小時(shí)的體積流量 驗(yàn)證結(jié)果為降液管設(shè)計(jì)符合要求。39。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷凝器冷卻后送至貯罐。 ⑵ 蒸餾塔的工藝計(jì)算，確定塔高和塔徑。 ⑵ 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加 10～ 15％。 ⑹ 塔內(nèi)的滯留量要小。 設(shè)計(jì)圖紙要求 繪制生產(chǎn)工藝流程圖（ 選作 ）； 注 :甲醇 水氣液平衡組成與溫度的關(guān) 系見課程設(shè)計(jì)教材 。 2．產(chǎn)品貯罐 .................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 5．塔底再沸器 ............................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 ⑵ 操作穩(wěn)定，彈性大，即當(dāng)塔設(shè)備的氣 (汽 )、液負(fù)荷有較大范圍的變動(dòng)時(shí) ，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作并應(yīng)保證長期連續(xù)操作所必須具有的可靠性。 ㈡ 板式塔類型 氣－液傳質(zhì)設(shè)備主要分為板式塔和填料塔兩大類。 篩板塔的缺點(diǎn)是： ⑴ 塔板安裝的水 平度要求較高，否則氣液接觸不勻。 ⑷ 管路及附屬設(shè)備的計(jì)算與選型，如再沸器、冷凝器。 二、精餾塔的物料衡算 ⑴ 原料液及其塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 甲醇的摩爾質(zhì)量為： 水的摩爾質(zhì)量為： xff= ?? ???xd ???xw ⑵ 原料液及其塔頂與塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 Mf= + ()=Md= + ()=則可知： 原料的處理量： F= 321 .8572 00 10 0054 00 0 ??? kmol/h 由總物料衡算： F= D+W 以及 : xf F= xd D+W xw 容易得出： W=D= 三、塔板數(shù)的確定 ⑴ 理論板層數(shù) NT的求取 因?yàn)榧状寂c水屬于理想物系，可采用圖解法求解（見相平衡圖 11） 最小回流比及其操作回流比的求解： yδ =， xδ = Rmin=(xDyδ )/(yδ xδ )= ?? = 取操作回流比為： R== = a．精餾塔的氣、液相負(fù)荷 L=R D= =V=(R+1) D= =L’ =L+F=+=V’=V= b．精餾段、提餾段操作線方程 精餾段操作線： y=L/V x+D/V xd=+ 提餾段操作線： y’=L’/V’ x’－ W/V’ xw=’ c．圖解法求理論塔板層數(shù) 根據(jù)圖一所示，可求得結(jié)果為 總理論塔板數(shù) NT為 7 塊 (包括再沸器 ) 進(jìn)料板位置 NF 為自塔頂數(shù)起第 4 塊 ⑵ 理論板層數(shù) NT 的求取 表二 甲醇 水在不同溫度下的粘度（ ） 物質(zhì) 甲醇 水 Td=℃ Tf=℃ Tw=℃ 可知，進(jìn)料處 tf=℃時(shí)， 0 .3 5 60 .2 8 4 ?? 水甲醇 ， ?? ， 故 0 .3 3 60 .3 5 60 .2 7 310 .2 8 40 .2 7 3 ????? ）（L? 則由公式可得 ? ? 0 .5 1 9 7lg0 .0 8 1 5lg0 .2 7 60 .5 6 3 2T ????? ）（）（ ????? 精餾段實(shí)際塔板數(shù) 精N = 層層，取 ? 提餾段實(shí)際塔板數(shù) 層層，取提 ??N 四、精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的計(jì)算 ⑴ 操作壓力的計(jì)算 設(shè)每層塔壓降： △ P=（一般情演況下，板式塔的每一個(gè)理論級(jí)壓降約在 ~） 進(jìn)料板壓力： PF=+6 =(KPa) 精餾段平均壓力： Pm= ?? (KPa) 塔釜板壓力： PW=+14 =(KPa) 提餾段平均壓力： Pm’= ?? (KPa) ⑵ 操作溫度的計(jì)算 塔頂進(jìn)料 塔底進(jìn)料 進(jìn)料口 質(zhì)量分?jǐn)?shù) % 95 40 摩爾流量 Kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) % 查表一，三數(shù)據(jù)可用內(nèi)插法， 塔 頂：液相 ??????? LDLD tt℃ 氣相 ??????? VDVD tt℃ 進(jìn)料： ??????? FF tt℃ 塔釜： ??????? FW tt℃ 精餾段平均溫度 tm= 2 ??(℃ ) 提餾段平均溫度 t’m= ?? (℃ ) ⑶ 平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 a. 塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由 xD=y1= 查平衡曲線 (圖一 )得 x1= MVDm= +() = MLDm= +() =b. 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由 yF= 查平衡曲線 (圖一 )得 x1= MVFm= +() = MLFm= +() = c. 塔釜平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由 y1’=