【正文】 …………………………………………… ………… … …… … 9 理論板數(shù)的確定 ………………………………………………………… … … 9 進(jìn)料板位置的確定 ……………………………………………………… … 10 實(shí)際板層數(shù)的初步求 取 ………………………………………………… … 10 塔板總效率估算 ………………………………………………………… … 10 實(shí)際板層數(shù)的確定 ……………………………………………………… … 12 第三 章 精餾塔 的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 …………… …… …………………… 12 操作壓力 …………………………………………… ………………… … … …… 12 操作溫度 …………………………………………… …………………… … …… 12 平均摩爾質(zhì)量 …………………………………… … …………………… … … … 12 平均密度 …………………………………………… …………………… … … … 13 氣相平均密度 …………………………………………………………… … 13 液相平均密度 …………………………………………………………… … 13 液體平均表面張力 … ………………………………… …………………… … … 14 第四 章 精餾塔 的塔體工藝尺寸設(shè)計(jì) ……………… …… ………… …… ………… …… … 15 塔徑的計(jì)算 ………………………………………………………… ……… … … 15 精餾塔有效高度的計(jì)算…………………………………… ………… …… … … 16 第五 章 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 ……………………………… …… ………………… … 17 溢流裝置計(jì)算……………………………………………… ………… …… … … 17 堰長(zhǎng) ………………………………………………………………… … … 17 溢流堰高度 …………………………………………………………… … 17 弓形降液管寬度和截面積 …………………………………… …… 17 降液管底隙高度 …………… ………………………………………… … 18 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列 ………………………………………… …… … … 18 第六 章 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算 ………………………………………… …………………… 19 氣相通過浮閥塔板的壓降 ………………………………………………… … … 19 干板阻力 ………………………………………………………………… … 19 化工原理課程設(shè)計(jì) 4 板上充氣液層阻力 …………………………………………………… … 19 克服表面張力所造成的阻力 ………………………………………… … 19 淹塔 ………………………………………………… ………………………… … 20 與氣體通過塔板的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?……………………………… … 20 液體通過降液管的壓頭損失 ………………………………………… … 20 板上液層高度 …………………………………………………………… … 20 霧沫夾帶 … ………………………………………………… …………………… 20 第七 章 塔板負(fù)荷性能圖 ……………………………………………… …… ………… …… 21 霧沫夾帶線 … ……………………………………………… ………………… … 21 液泛線 ………………………………………………… …………………… … … 22 液相負(fù)荷上限線 ………………………………………………… ………… … … 22 漏液線 ………………………………………………… …………………… … … 23 液相負(fù)荷下限線 ………………………………………………… ………… … … 23 塔板負(fù)荷性能圖 ………………………………………………………………… 23 第八章 塔附件設(shè)計(jì) ……………………………………………… …… …………… ……… 26 接管 ………………………………………………………………… … 26 進(jìn)料管 ………………………………………………………………… 26 回流管 ………………………………………………………………… 26 塔釜出料管 …………………………………………………………… 26 塔頂蒸汽管 …………………………………………………………… 26 塔釜進(jìn)氣管 …………………………………………………………… 26 人孔 ………… ……… ………………………………………………………… … 27 塔的空間高度…………………………………………… ……………… … 27 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………… … ………………… 28 結(jié)束語(yǔ) …………………………………………………………………… ………………… 28 附錄 ……………………………………………………………………………………… … 29 附圖 ……………………………………………………………………………………… … 31 摘 要 利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同來(lái)分離其各液體 組分的操作稱為蒸餾，反復(fù)多次蒸餾的過程稱為精餾，實(shí)現(xiàn)精餾操作的塔設(shè)備稱為精餾塔。 本次設(shè)計(jì)的浮閥 塔是化工生 產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備。 要想把低純度的乙醇水溶液提純 到高純 度，要用連續(xù)精餾的方法，因?yàn)橐掖己退膿]發(fā)度相差不大。 發(fā)酵液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為 6%~10%，并含有其他一些有機(jī)雜質(zhì)，經(jīng)精餾可得 95%的工業(yè)乙醇。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)品冷卻器冷卻后送至儲(chǔ)罐。 操作彈性大。（ 3）能提供足夠大的相間接觸面積，使氣、液兩相在充分接觸的情況下進(jìn)行傳質(zhì)，達(dá)到高的分離效率。 ③ 平均溫度 tm = ( +)/2 = ℃ （ 3） 黏度的計(jì)算 在 tm = ℃時(shí)，查得 181。 由 tF = ℃ , 查手冊(cè)得ρ 水 = kg/m3,ρ 乙醇 = kg/m3 化工原理課程設(shè)計(jì) 14 進(jìn)料板液相的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ω A =（ 46） /( 46 + 18) = 則 ρ LFm = 1/(+ ) = kg/m3 （ 3） 塔底液相平均密度 塔底 平均密度。 按 t = 75mm , t′ = 58mm 以等腰三角形叉交方式作圖（略），閥數(shù) 32 個(gè)。(HT +hw)=hp +hL +hd = hc +h1 +hσ +hL + hd 由上式確定泛液線 248。 ③ 按照固定的液氣比，結(jié)合塔板負(fù)荷性能圖可得塔板的氣相負(fù)荷上限 Vmax = , 氣想負(fù)荷下限 Vmin = 操作彈性 = （ ） = 化工原理課程設(shè)計(jì) 22 將計(jì)算結(jié)果匯總列于 附 表 3中。 ) G 質(zhì)量流量 kg/h g 重力加速度 m/s2 h0 降液管底隙高度 m hc 與干板壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨? m hd 降液管壓強(qiáng)降相當(dāng)液柱高度 m hL 板上液層高度 m hp 與單板壓降相當(dāng)?shù)囊簩痈叨? m HT 板間距 m hoW 堰上方液頭高度 m hW 出口堰高 m ρ σ 與克服表面張力壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨? m L 下降液體流率 Kmol/s Lh 塔內(nèi)液體流量 m3/h Ls 塔內(nèi)液體流量 m3/s lW 堰長(zhǎng) m k 塔板的穩(wěn)定性系數(shù) M 摩爾質(zhì)量 kg/kmol Q 熱流量 W 表二 主要符號(hào)說明 n 浮閥個(gè)數(shù) N 一層塔板上的篩孔總數(shù) Np 實(shí)際塔板數(shù) NT 理論塔板數(shù) P 系統(tǒng)的總壓 Pa q 進(jìn)料中液相所占分率 R 回流比 r 摩爾汽化潛熱 kJ/kmol T 溫度 K t 孔心距 m u 空塔氣速 m/s uo 浮閥 氣速 m/s V 上升蒸氣流率 Kmol/s 化工原理課程設(shè)計(jì) 28 Vh 塔內(nèi)氣體流量 m3/h Vs 塔內(nèi)氣體流量 m3/s W 蒸餾釜的液體 量 Kmol Wc 塔板邊緣區(qū)寬度 m Wd 降液管寬度 m Wd’ 降液管寬度 m Ws 塔板上入口安定區(qū)寬度 m Ws’ 塔板上出口安定區(qū)寬度 m x 液相組分中摩爾分率 y 氣相組分中摩爾分率 Z 塔的有效段高度 m △ 液面落差 m α 相對(duì)揮發(fā)度 ε 0 板上液層無(wú)孔系數(shù) μ 粘度 mN/m Φ 塔板開孔率 φ 降液管內(nèi)泡沫層相對(duì)密度 ρ 密度 Kg/m3 ρ L 液體密度 Kg/m3 ρ V 氣體密度 Kg/m3 σ 液體表面張力 dyn/cm τ 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 s 表三 符號(hào)下標(biāo)說明 A,B 組分名稱 s 秒 max 最大 V 氣相 min 最小 L 液相 q 精餾段和提餾段交點(diǎn) F 進(jìn)料 1 精餾段 2 提餾段 附錄 二 表一 乙醇和水的物理性質(zhì)： 項(xiàng)目 分子式 分子量(g/mol) 沸點(diǎn)(℃ ) 臨界溫度 Tc(℃ ) 臨界壓強(qiáng)Pc,(MPa) 乙醇 (A) C2H5OH 水 (B) H2O 100 表二 Antoine 常 數(shù)： 組分 A B C 乙醇（ A） 化工原理課程設(shè)計(jì) 29 水（ B） 表三 乙醇和水的液相密度ρ t 溫度 t(℃ ) 70 80 90 100 110 ρ A,:kg/m3 ρ B,:kg/m3 表四 液體的表面張力σ 溫度 t（℃） 70 80 90 100 110 σ A,mN/m σ B,mN/m 表五 液體粘度μ L 溫度 t,℃ 70 80 90 100 110 μ LA,mPas μ LB,mPas 表流六 液體氣化潛熱γ 溫度 t,℃ 70 80 90 100 110 γ A,kJ/kg γ B,kJ/kg