化工原理課程設(shè)計(jì)-乙醇-水溶液連續(xù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)(更新版)
【正文】 3 精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)書 4 乙醇 —— 水溶液連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì) 摘要：設(shè)計(jì)一座連續(xù)浮閥塔，通過對(duì)原料，產(chǎn)品的要求和物性參數(shù)的確定及對(duì)主要尺寸的計(jì)算，工藝設(shè)計(jì)和附屬設(shè)備結(jié)果選型設(shè)計(jì)，完成對(duì)乙醇 水精餾工藝流程和主題設(shè)備設(shè)計(jì)。為實(shí)現(xiàn)精餾分離操作，除精餾塔外，還必須從塔底引入上升蒸汽流和從塔頂引入下降液。 氣體壓強(qiáng)降及液面落差較小。 其他溫度下的表面張力可利用下式求得 1221 ???????? ??TT TTCC＝σσ 式中 σ 1—— 溫度為 T1時(shí)的表面張力； N／ m； σ 2—— 溫度為 T2時(shí)的表面張力； N／ m； TC—— 混合物的臨界溫度， TC＝∑ xiTci ， K； xi—— 組分 i 的摩爾分?jǐn)?shù)； TCi—— 組分 i 的臨界溫度， K。 3600 LsLmLML ?? 提提= m s/3 七 塔和塔板主要工藝尺寸計(jì)算 1塔徑 首先考慮精餾段： 參考有關(guān)資料，初選板音距 TH = 取板上液層高度 Lh = 故 TH Lh == s LsVLVL?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?= 0 .0 0 0 3 5 8 6 0 .50 .3 7 5 1 .3 1? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?= 查圖可 得 20C = 校核至物系表面張力為 ，即 C= 20C 20???????=? 20??????= 13 maxu =C LVV???? = ? = m/s 可取安全系數(shù) ，則 u= maxu =?= m/s 故 D= 4sVu?= m 按標(biāo)準(zhǔn)，塔徑圓整為 ，則空塔氣速為 m/s 2 精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效高度為 1ZN?? T精 精（ ） H=(131)? = 提餾段有效高度為 1ZN?? T提 提（ ） H=(201)? = 在進(jìn)料孔上方在設(shè)一人孔，高為 故精餾塔有效高度為 :++= 3 溢流裝置 采用單溢流、弓形降液管 ⑴ 堰長(zhǎng) wl 取堰長(zhǎng) wl = wl =?= ⑵ 出口堰高 wh = L owhh? 選用平直堰，堰上液層高度 owh 由下式計(jì)算 owh = 2 / 1000 hwLE L?????? 近似取 E=,則 owh = 故 wh == 14 ⑶ 降液管的寬度 dW 與降液管的面積fA 由 D?查《化工設(shè)計(jì)手冊(cè)》 得 dWD=, fTAA = 故 dW == fA = ? ?24 D?= 2m 停留時(shí)間 fTsAHL?? = (5s 符合要求 ) ⑷ 降液管底隙高度 h? h? =wh == 塔板布置及浮閥數(shù)目擊者及排列 取閥孔動(dòng)能因子 F? =9 孔速 u? =,VmF?? = = 浮閥數(shù) n=24sVdu??=2 9 ? ?=39(個(gè) ) 取無效區(qū)寬度 cW = 安定區(qū)寬度 sW = 開孔區(qū)面積 2 2 2 12 s in180a xA x R x R R? ???? ? ????? R= 2cDW?= x= ()2dD W Ws??= 故 aA = 2 2 2 1 0 . 1 62 0 . 1 6 0 . 2 9 0 . 1 6 0 . 2 9 s in1 8 0 0 . 2 9? ?????????= 浮閥排列方式采用等腰三角形 叉排 取同一磺排的孔心距 a=75mm= 估算排間距 h h= aAna? = ? = 15 八 塔板流體力學(xué)校核 氣相通過浮塔板的壓力降，由下式 p c fh h h h?? ? ? ⑴ 干板阻力 2Vc Luh g????= 1 4 2 1???= 柱 ⑵ 液層阻力 x? 取充氣系數(shù)數(shù) ?? =,有 fh =?? Lh =?= 柱 ⑶ 液體表面張力所造成阻力 x? 此項(xiàng)可以忽略不計(jì)。 ? Tw（ H +h） = 2 2000 36005 . 3 4 0 . 1 5 3 ( ) ( 1 )2Lv S swwwu L Lhg L h l ? ??? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 簡(jiǎn)化上式得 ssVL與 關(guān)系如下 2 2 2 / 30 .7 1 8 0 5 .5 2 7 .0 8S S SV L L? ? ? 計(jì)算數(shù)據(jù)如下表。其管束可抽出，為保證管束浸于沸騰器液中，管束末端設(shè)溢流堰，堰外空間為出料液的緩
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