【正文】 同理，對(duì)提餾段 化工原理課程設(shè)計(jì) 18 owh = E2 0 )6 7 9 1 2 . 9E(0 2 8 32 ? 由 ? 查手冊(cè)得 E=1. owh =1= wh == 0h == 6 開孔區(qū)面積計(jì)算 已知 dW = 進(jìn)取無效邊緣區(qū)寬度 cW = 破沫區(qū)寬度 sW = 閥孔總面積可由下式計(jì)算 ?????? ??? )xa r c s in (1 8 02A 2022a rrxrx ? x= mWd 3 6 6 )1 6 ()(W2D s ????? r= m5 6 3 c ???? 所以 22022a 7 6 )5 6 3 6 6 (a r c s i n5 6 8 03 6 6 6 6 6 m??????? ??????? ? 7 篩板的篩孔和開孔率 因丙酮 水組分無腐蝕性，可選用 mm3?? 碳鋼板， 取篩空直徑 d0=5mm 篩空按正三角排列，孔中心距 t=3d0=3? 5=15mm 篩孔數(shù)目 3 9 3 77 6 )151 1 5 8 0 0 0(1 1 5 8 0 0 0n22 ???? t A a 開孔率 %)/( 22 ??? dt ? （在 515%范圍內(nèi)） 提留段： x= R= Aa=提留段 。4 ?? 設(shè)料液至加料孔的高度 z= ， ?? 取 90 0C 彎頭 / 35eFld? le=35*= 料液 /F kg m? ? ， 3= 10 ? ? 化工原理課程設(shè)計(jì) 13 Re= 渦流1 0 0 0 0 9 8 4 03^10*4 3 0 9 4 2*2*0 4 ??? ?? R? P = 1 1 1 .8 2 5 1 0 1 .3 2 5 = 1 0 .5 k P a? 在料液面與進(jìn)料孔面之間列伯努利方程 mHf . 8 1*2 20 . 6 )0 . 0 4 86 . 1 86 . 7 8*( 0 . 0 1 4 82gWf)df lel( 22 ??????? ?? 10*1 0 . *2 322 ??????????? HfgWfzHe 則流量為 、 He=，查泵性能圖，可得選型如下： 泵規(guī)格 IS6550160 流量 揚(yáng)程 8m 轉(zhuǎn)速 1450r/min 汽蝕余量 2m 效率 60% 軸功率 配帶功率 加料管徑 管路的流量： F=90000 /kgh 在進(jìn)口溫度與出口溫度范圍內(nèi)，料液的密度變化不大，在 ℃時(shí) ，進(jìn)料密度為： Ρ f =取管流速 u=2m/s 化工原理課程設(shè)計(jì) 14 ff uFd ??36004? 04 2*2**36 00 12 50 0*4 ?? 圓整后，外徑 ?fd 55mm, ?? 、塔頂蒸汽管的管徑 蒸汽用量： Vs=取氣速 u=20m/s， 23 * *44 ??? uDD ? 圓整后，外徑 D=260mm δ =9mm 料液排出管徑 排液量 W=*取 wu = m/s 液相密度 ?w? 3/mKg 51***3 60 0 8 08 39*4**3 60 0 *4 ??? wuwDw ?? 圓整后，外徑 ?wd 107mm， ?? 回流管管徑 回流管的摩爾流量為： hK m o lRDL /*3 0 3 ??? hmlmLmLn / 2/*68/ ??? ? 取流速 /u m s? muLnD 0 5 2 **3 6 0 0 *4**3 6 0 04 ??? ? 圓整后，外徑 D=60mm ? =3mm 化工原理課程設(shè)計(jì) 15 九 、設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 計(jì)算數(shù)據(jù) 精餾段 提留段 各段平均溫度 mt ℃ 平均流量 氣相 VS m3/s 液相 LS m3/s 實(shí)際塔板數(shù) N 塊 15 10 板間距 HT m 塔的有效高度 Z m 塔徑 D m 空塔氣速 u m/s 塔板液流形式 單流型 單流型 溢 流 裝 置 溢流管型式 弓形 弓形 堰長(zhǎng) lw m 堰高 hw m 溢流堰寬度 Wd m 底與受液盤距離 ho m 板上清液層高度 hL m 孔徑 do mm 5 孔中心距 t mm 15 開孔率 ％ 孔數(shù) n 孔 3937 2789 開孔面積 0A m2 篩孔氣速 uo m/s 穩(wěn)定系數(shù) 塔板壓降 hP kPa 液體在降液管中停留時(shí)間 τ s 31 降液管內(nèi)清液層高度 Hd m 霧沫夾帶 eV kg液 /kg 氣 負(fù)荷上限 液沫夾帶控制 液沫夾帶控制 負(fù)荷下限 液相負(fù)荷下線控制 液相負(fù)荷下線 控制 液相最大負(fù)荷 LS 總之，在本次設(shè)計(jì)中我學(xué)到了很多知識(shí)，同時(shí)使我認(rèn)識(shí)到理論于實(shí)踐的結(jié)合有多重要，也使我在潛意識(shí)中慢慢形成了一種模式：純理論主義與純經(jīng)驗(yàn)主義都是不可取的，只有聯(lián)系實(shí)際、活學(xué)活用才是對(duì)自己、對(duì)社會(huì)有用的。 根 據(jù) 以 上 各 線 方 程 ， 可 做 出 篩 板 塔 的 負(fù) 荷 性 能 圖 如 下 ：化工原理課程設(shè)計(jì) 10 提留段塔板負(fù)荷性能圖01 Ls M3/SVs M3/S漏夜線液沫夾帶線液泛線 B:在負(fù)荷性能圖 B 上，作出操作點(diǎn) A，連接 OA，即可作出操作線。 ? 塔板布置 ⑴ 塔板的分塊 因?yàn)?D≥ 800mm，故塔板采用分塊式，查表 53 得：塔板分 3 塊。139。 3 、 主要設(shè)備的工藝尺寸計(jì)算 板間距，塔徑，塔高，溢流裝置，塔盤布置等。在此次設(shè)計(jì)中，對(duì)塔進(jìn)行了物料衡算， 本次設(shè)計(jì)過程正常， 操作合適。化工原理課程設(shè)計(jì) I 化工原理課程設(shè)計(jì) 題 目 90000噸 /年丙酮 水連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì) 系 （院） 材料與化學(xué)工程 專 業(yè) ************ 班 級(jí) ***** 學(xué)生姓名 *** 學(xué) 號(hào) ********* 指導(dǎo)教師 *** 職 稱 2020 年 12 月 10 日 化工原理設(shè)計(jì)任務(wù)書 化工原理課程設(shè)計(jì) II 設(shè)計(jì)題目 ： 丙酮－水二元物料板式精餾塔 設(shè)計(jì)條件 ： 常壓： 1p atm? 處理量： 90000 噸 /年 進(jìn)料組成： 25%丙酮， 75%水（質(zhì)量分率，下 同） 餾出液組成： ? 釜液組成： 餾出液 99%丙酮，釜液 2%丙酮 塔頂全凝器 泡點(diǎn)回流 回流比： R= 加料狀態(tài)： ? 單板壓降： akp? 設(shè)計(jì)任務(wù)： 完成該精餾塔的工藝設(shè)計(jì)（包括物料衡算、熱量衡算、篩板塔的設(shè)計(jì)算）。 化工原理課程設(shè)計(jì) IV 目錄 第一部分 設(shè)計(jì)概述 4 、 流體力學(xué)計(jì)算 流體力學(xué)驗(yàn)算，操作負(fù)荷性能圖及操作彈性。nxnyhK mo lRDLXwWFLWnXWFLFLXwWqFLWnXWqFLqFLny???????????????????代入數(shù)據(jù) （ 3）由圖可得當(dāng) R= 時(shí)，精餾段與平衡線相切，則即使無窮多塔板及組成也不能跨越切點(diǎn)，切點(diǎn)為（ ,），則： m inm in0 .9 6 8 0 .9 1 51 0 .9 6 8 0 .8 5 4RR ???? 可解得： minR = 設(shè) R== 則精餾段操作線方程： 111Dnn xRyxRR?????=+ 利用圖解法求理論班層數(shù)，可得： 總理論板層數(shù) 11TN ? 塊 ， 進(jìn)料板位置 7FN ? 三、全塔效率的估算 用奧康奈爾法 ( 39。 ⑵ 邊緣區(qū)寬度確定 取 mWmWW Lss 0 3 ,0 7 39。由圖可以看出，該篩板的操 作上線為液泛控制，下線為液相負(fù)荷下線控制。 。 （ 2）冷凝器的傳熱 面積和冷卻水的消耗量 塔頂全凝器的熱負(fù)荷： 塔頂溫度： tD= C 進(jìn)料板溫度： tF= C 塔釜溫度 ： tW=100O C 塔頂：用內(nèi)插法求溫度 tLD= C tVD= C 冷凝器的熱負(fù)荷： )()1( LDVDC IIDRQ ??? IVD— 塔頂上升氣體的焓 ILD— 塔頂鎦出液的焓 ）（ 水丙 VDVDLDVD HxHxII ?????? 1 丙VH — 丙酮的蒸發(fā)潛熱 水VH? — 水的蒸發(fā)潛熱 蒸發(fā)潛熱與溫度的關(guān)系： 2,1,12 )11(rrVV TTHH ????? Tr— 對(duì)比溫度 沸點(diǎn) /O C 蒸發(fā)潛熱 KJ/Kg Tc/K 丙酮 523 水 100 2257 在 tVD= C 丙酮： Tr,1= Tr,2= 丙VH? =同理可得： 在 tLD= C 水： Tr,1= Tr， 2= 水VH? =因?yàn)? R= D=化工原理課程設(shè)計(jì) 12 D1= D *MD =QC= hKJ /