【正文】 sSV ②提餾段 將上式及求得的數(shù)據(jù)代入，整理得： 222 39 . 6 5 7 1 1 7 6 5 . 3 2 5 1 . 6 6S S SV L L? ? ? 在操作范圍內(nèi)取若干個 Ls值，由上式計算出 Vs，列于下表中： ? ?3m / sSL ? ?3m / sSV 將精餾段與提餾段的 各條性能曲線畫于坐標系中，如下圖所示，由圖可知，各操作點均在有效范圍內(nèi)。℃ ) 9PC ? ? ? ? ? kJ/(kg 39 浮閥塔的主要優(yōu)點是生產(chǎn)能力大，操作彈性較大，塔板效率高，氣體壓強降及液面落差較小，塔的造價低，塔板結(jié)構(gòu)較泡罩塔簡單。飽和蒸汽走管程，釜液走殼程。浮閥可根據(jù)氣體流量的大小而上下浮動，自行調(diào)節(jié)。 6. 塔底空間高度 塔底空間高度是指塔底最底層的塔板到塔底下封頭切線的距離（包括一人孔），其影響因素有： ① 塔底儲液停留時間，此處取釜液停留時間為 5min； ② 再沸器的安裝方式及安裝高度； ③ 塔底液面到最下層塔板之間的間距，此處取 ； 所以塔底空間高度為： 5 6 0 0 . 0 1 1 1 81 . 3 1 . 3 2 . 72 . 4 0 4 1TLH t mA ??? ? ? ? ?提 7. 精餾塔總高度 ? ?28 2 0. 45 0. 8 1. 5 0. 39 0 3 2. 7 20 .0 9Hm? ? ? ? ? ? ? ? ? 33 第四章 附屬設(shè)備設(shè)計 第一節(jié) 原料預熱器 因為本設(shè)計是采用泡點進料，設(shè)原料液溫度為 20℃，因此需要一臺原料預熱器。 實際孔速為：0 2 = 7 .1 8 m / s4VudN?? 動能因子為： 0 2 2VFu?? =12? 12,符合要求 開孔率 0 .9 7= 1 3 .5 %7 .1 8ouu? ?? 21 第二章 塔板的流體力學計算 第一節(jié) 氣體通過浮閥塔的壓降 氣體通過每層塔板的壓降 p c lh h h h?? ? ? 其中 ch 為干板阻力， lh 為板上充氣液層阻力， h? 為液體表面張力造成的阻力，可忽略。 s ②提餾段： 2t =℃ 計算得 ?苯 =塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點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罐。 5. 回流方式 7 本設(shè)計處理量大，所需塔板數(shù)多，塔較高，回流冷凝器不適宜塔頂安裝，故采用強制回流。 孔速可由公式 01 1VFu ??求的，其中 0F 為閥孔的動能因子，一般取 8~12，本設(shè)計中， 0F 取 10。釜液出料管即為塔底再沸器的進口管，由再沸器設(shè)計取u=： 則 4 0 . 0 1 1 1 8 0 . 0 9 4 3 9 4 . 33 . 1 4 1 . 6Wd m m m?? ? ?? 查無縫鋼管標準 ，取Φ 108 4 則管內(nèi)徑 d=100mm V′ =? ? ? ? ? 塔釜蒸汽密度 3m 2 0 6 . 0 9 9 1 . 9 9 5 . 9 5 6 7 /T 8 . 3 1 4 ( 1 0 9 . 8 1 2 7 3 )V D MV M k g mR?? ?? ? ???釜 則塔釜蒸汽體積流量：V2 0 6 . 0 9 9 1 . 9 9 3 1 8 2 . 6 7 /5 . 9 5 6 7V VMV k g h? ? ?? ? ? ?釜 取管內(nèi)蒸汽流速 smu /30? 則 4 / 3 6 0 0 4 3 1 8 2 . 6 7 / 3 6 0 0 0 . 1 9 3 73 . 1 4 3 0vVdmu?? ?? ? ?? 可取回流管規(guī)格Φ 219 9 則實際管徑 d=201mm 塔釜蒸汽接管實際流速 224 3 1 8 2 . 6 7 / 3 6 0 04 / 2 7 . 8 7 /3 . 1 4 0 . 2 0 1vu V d m s? ??? ? ? ?? 30 取 u=2m/s, 4 0 . 0 1 1 1 8 0 . 0 8 4 4 8 4 . 43 . 1 4 2Wd m m m?? ? ?? 查無縫鋼管標準，取Φ 95 則管內(nèi)徑 d=88mm 由于常壓操作，所有法蘭均采用標準管法蘭，平焊法蘭，由不同的公稱直徑，選用相應(yīng)法蘭。板式塔內(nèi)設(shè)置一定數(shù)目的塔板，氣體以鼓泡或噴射形式穿過板上液層進行質(zhì)熱傳遞，氣液相組成呈階梯變化，屬逐級接觸逆流操作過程。塔頂使用全凝器，部分回流。實際加料位置在第 14 塊板 (從上往下數(shù) )，操作彈性為 。此外，還要求不易堵塞、耐腐蝕等。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，其高度應(yīng)大于板間距，同時考慮到安裝除沫器的需要，取除沫器到第一塊塔板的距離為 800mm（此處有一人孔），塔頂空間高度取 1500mm。取邊緣區(qū)寬度 CW =，安定區(qū)寬度 SW =。直接蒸汽加熱在一定的回流比條件下，塔底蒸汽對回流液有一定的稀釋作用，從而使理論板數(shù)增加，設(shè)備費用上升，所以本設(shè)計采用間接蒸汽加熱（ 135℃）。對于該二元均相混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾過程。 s ?甲 苯 = mPa 實際孔速為：0 2 = 6 .9 0 m / s4VudN?? 動能因子 為： 0 1 1VFu?? =12,符合要求 開孔率 0 .9 3 2= 1 3 .5 1 %6 .9 0ouu? ?? ②提餾段： 孔速： 02 2 10 5 . 9 5 /2 . 8 2VFu m s?? ? ? 閥數(shù)：? ? 22 0 328 .1 328 9 VNdu??? ? ? ??? 個 取同排孔心距 t=，則 a 1 .6 8t = = = 0 .0 6 8 mt 3 2 8 0 .0 7 5AN? ? 考慮到塔的直徑較大，必須用分塊式塔板，而各分塊的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡面積，因此排間距應(yīng)該小于 ，取 t`=60mm。 4. 封頭高度 封頭高度包括曲面高度和直邊高度， H=350+40=390mm。 浮閥塔廣泛用于精餾、吸收和解吸等過程。再沸器采用臥式浮頭式換熱器。 本設(shè)計書對苯和甲苯的分離設(shè)備─浮閥精餾塔做了較詳細的敘述，主要包括： 工藝計算，輔助設(shè)備計算 ,塔設(shè)備等的附圖。℃） 1000 1 2 . 7 81 4 0 0 7 2 . 9 3 6 0 0mQSmKt ?? ? ?? ? ? 查 135℃水蒸汽的汽化潛熱為 34 加熱蒸汽的質(zhì)量流量 4694720. 4 2 1 7 7 .7 /2 1 5 5 .8QW k g h?? ? ? 第二節(jié) 塔頂冷凝器 塔頂溫度 ??，冷凝水 1 20tC?? 2 45tC?? 11228 0 .5 2 2 0 6 0 .5 28 0 .5 2 4 5 3 5 .5 2DDt t t Ct t t C? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 212125 tttCtt? ? ?? ? ? ? ??? ??時，查圖得 =385kJ/kg?苯 ， =379kJ/kg?甲 苯 = 0 .9 9 + 0 .0 1 = 3 7 9 .0 6 k J/k g? ? ???甲 苯 甲 苯 又氣體流量 Vh=塔頂被冷凝量 1 .5 8 2 2 .8 2 4 .4 6 1 /hvq V k g s?? ? ? ? ? 冷凝的熱量 61 37 6 16 90 .99 /Q q K J s?? ? ? ?苯 取傳熱系數(shù) K=600W/m2k， 則傳熱面積 3 21 6 9 0 . 9 9 1 0/ 6 0 . 0 86 0 0 4 6 . 9 1mS Q K t m?? ? ? ?? 冷凝水流量 3121 6 9 0 . 9 9 1 0 1 6 . 1 7 /( ) 4 1 8 3 2 5PQW k g sC t t ?? ? ??? 第三節(jié) 再沸器 塔底溫度 tw=℃ 用 t0=135℃的蒸汽，釜液出口溫度 t1=℃ 135 109 .8 1 = 9mt??則 ℃ 35 由 tw=℃ 查液體比汽化熱共線圖得 kgKJ /363?甲苯? 又氣體流量 Vh=? ? 則 2 .3 3 1 2 .8 2 6 .5 7 /m h vq V k g s?? ? ? ? ? 6. 57 36 3 23 86 .1 5 /mQ q KJ s?? ? ? ?甲 苯 取傳熱系數(shù) K=600W/m2k， 則傳熱面積 22 3 8 6 .1 5 1 0 0 0/ 1 0 0 .1 86 0 0 2 5 .1 9mS Q K t m?? ? ? ?? 加熱蒸汽的質(zhì)量流量 3012 3 8 6 . 1 5 1 0 4 3 . 5 0 /( ) 2 1 7 7 . 6 2 5 . 1 9pQW k g sC t t ?? ? ??? 第四節(jié) 泵的計算及選型 進料溫度 tq=℃ 3 3 37 9 3 .0 k g /m 7 9 0 .5 k g /m 7 9 1 .5 k g /mA B F? ? ?? ? ? 0 .25 8 m pa s 0 .26 9 m pa s 63 m pa s A B L Fu u u? ? ? ? ? ? 進料的質(zhì)量流量為： F=? 3/ 4. 54 6 / 79 1. 5 0. 00 57 /vFq F m s?? ? ? 取管內(nèi)流速 2/u m s? 則 4 4 0 .0 0 5 7 6 0 .53 .1 4 2Vqd m mu? ?? ? ?? 故可采用 GB309193 Φ 68 的油泵 則內(nèi)徑 d= 2=61mm 代入得 2 24 0 .0 0 5 74 / 1 .9 5 /3 .1 4 0 .0 6 1vu q d m s? ?? ? ? ?? 36 ?????? ??duR e 取絕對粗糙度為 ?? 則相對粗糙度為 ?d? 摩擦系數(shù) λ 由 1 / 2 1 . 1 11 .8 l g ( / / 3 .7 ) 6 .9 / edR??? ??? ? ? ??? 得λ