【正文】 劑，清洗劑，萃取劑 ， 還是制造醋酐、雙丙酮醇、氯仿、碘仿、環(huán)氧樹脂、聚異戊二烯橡膠等的重要原料。 綜上所述，在本次課程設(shè)計(jì)中，選用水吸收 精餾的工藝路線來(lái)回收空氣中的丙酮。 冷流體流量 qm， 2=L M 冷 = = kg/s 冷流體進(jìn)口溫度 t1， 出溫度 t2=98℃， Cp 水 = kJ/kg。 K) 熱流體給熱系數(shù)的計(jì)算： 由《化工原理》附錄表查得含 61 根 Φ 19 3 mm 單程管的列管式換熱器的公稱直徑 d=273 mm= m。 在繪制工藝流程簡(jiǎn)圖中，我們也遇到一些麻煩，如換熱器的選擇、泵的選擇、冷凝器的畫法、工藝流程圖的排布等等。 雖然設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到很多問(wèn)題，但同時(shí)，我也學(xué)到了許多。但是，在我們確定計(jì)算方式的時(shí)候，爆發(fā)了激烈的爭(zhēng)論，每個(gè)人都有自己的思路，但是大家的方法不盡相同，有些結(jié)果相差還非常大，我們?cè)诒鎰e那種方法或思路比較正確或符合實(shí)際時(shí)，爭(zhēng)論得面紅耳赤，甚至在繁雜的計(jì)算壓力下，大家的耐心也似乎達(dá)到了極限，有些時(shí)候也鬧得不太愉快。吸收的亨利系數(shù) m 被我們?cè)趫D書館的豐富資源中查到了計(jì)算 H的公式，這才算邁出了設(shè)計(jì)的第一步。那一刻，之前的辛苦都煙消云散了，剩下的就只有對(duì)自己完成了一項(xiàng)大工程的肯定，不過(guò)其中肯定還存在很多不足之處，懇請(qǐng)老師指正。 再就是我們的主要設(shè)計(jì)目標(biāo) —— 換熱器。大家 又聚在一起，確定了最終的方案，并認(rèn)真地計(jì)算。同時(shí)，課程設(shè)計(jì)教會(huì)了我做學(xué)問(wèn)要有耐心，不能急躁，慢工出細(xì)活，急功近利的最終結(jié)果是一事無(wú)成。之后，再 通過(guò) 我們的 慢慢摸索，我們 又 相互討論 、取長(zhǎng)補(bǔ)短，互相勉勵(lì)， 最終將本次化工原理課程設(shè)計(jì)圓滿完 成。 K) 總傳熱系數(shù)的計(jì)算：（忽略管壁熱阻和污垢熱阻） K=1/（2121 α1α1 ?? dd ） =1/( ??) = W/(m2d2= m。 用離心泵將貯槽中的丙酮水溶液抽到位于高位的列管式換熱器中，用板式精餾塔塔底的流出液進(jìn)行加熱，再通過(guò)套管換熱器，使用低壓蒸汽進(jìn)行加熱至泡點(diǎn)。 丙酮回收單元是很多用丙酮作為溶劑進(jìn)行化工生產(chǎn)企業(yè)中的一個(gè)重要單元 ，丙酮回收的方法有多種，如水吸收 精餾、水吸收 解吸、 活性炭吸附 蒸汽解 吸精餾 、深度冷卻等等。 填料塔的基本特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓力降小，傳質(zhì)效率高，便于采用耐腐蝕材料制造等，對(duì)于熱敏性及容易發(fā)泡的物料，更顯出其優(yōu)越性。 塔設(shè)備是一種重要的單元操作設(shè)備，其作用實(shí)現(xiàn)氣 — 液相或液 — 液相之間的充分接觸，從而達(dá)到相際間進(jìn)行傳質(zhì)及傳熱的過(guò)程。 本課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是 工藝路線的設(shè)計(jì)、過(guò)程的物料衡算、工藝計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等 。這樣， 單位量的 水 能夠溶解較多的 丙酮 ,在一定的處理量和分離要求下 水 的用量小 ,可以有效地減少 水的 循環(huán)量。 下面逐個(gè)進(jìn)行計(jì)算： 套管式 換熱器 2 套管式 換熱器 1 列管式 換熱器 精餾塔釜液 低壓蒸汽 冷卻水 精餾塔 吸收塔 吸收塔塔底流出液 化工原理課程設(shè)計(jì) 13 ① 套管式換熱器 1的計(jì)算 根據(jù)物料衡算，再通過(guò)計(jì)算可知，含丙酮 %、水 %的混合溶液，其泡點(diǎn)溫度為 98℃。 則，內(nèi)徑 d1= m； 外徑 d2= m 熱流體定性溫度 T=（ 97+） /2= ℃ 熱流體在 ℃ 下的物性數(shù)據(jù)如下 ： 31 // mkg? )/(/1 kkgkJcp ? )/(/1 KmW ?? sPa??? /1 1Pr 406 冷流體定性溫度 t=（ 20+62） /2=41 ℃ 冷流體在 41 ℃下的物性數(shù)據(jù)如下： 32 // mkg? )/(/2 kkgKJcp ? )/(/2 KmW ?? sPa??? /2 2Pr 設(shè)管內(nèi)冷流體流速為 u2= m/s, qv，冷 =22,?mq = = 103 m3/s qv，冷 =n經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的思考后，總覺(jué)得 已知量太少，列不出合理的方程進(jìn)行解答。 沒(méi)辦法，只得跑到 圖書館去查查資料，翻翻其他版的教科書，找找人家的經(jīng)驗(yàn)公式啊，但是，并不是什么都能找到，還是缺大部分?jǐn)?shù)據(jù)呢，問(wèn)問(wèn)其他組的同學(xué)，回答是“合理假設(shè)”，聽著這四個(gè)字，我真沒(méi)話說(shuō)了。 剛開始，我們?cè)敿?xì)地討論了整個(gè)工藝流程并把要用到的設(shè)備和需要計(jì)算的地方確定下來(lái)，分工后開始操作。 熊甜甜 3091303035 2021 年 1月 5日 江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院化工 0902 4. 周利芬 3091303035 考試周結(jié)束后緊接著就開始了化工原理的課程設(shè)計(jì)，雖然很累，但做完了之后的成就感還是滿溢于心的。但請(qǐng)教老師后發(fā)現(xiàn)我還是想的太簡(jiǎn)單，三個(gè)換熱器是都有損失的，算法書上也有，并且離心泵的選擇也不規(guī)范，應(yīng)先查出一般水在管子里的流速再倒推輸水管應(yīng)有的直徑再選泵。之后我又用了一種方法來(lái)算結(jié)果算出來(lái)還是 度，感覺(jué)上還是不對(duì)，當(dāng)天下午在老師的指導(dǎo)下我終于弄明白，公式?jīng)]錯(cuò)但單位錯(cuò)了！純組分的飽和蒸汽壓我想當(dāng)然地用 KPa 作單位了。但是在大家商討后，我們還是勇敢地決定重新再來(lái)，于是，我們又聚在一起，我們反復(fù)思考為什么之前的數(shù)據(jù)不對(duì)，錯(cuò)在哪里，怎么改 進(jìn)，我們又開始了熱鬧的討論，當(dāng)然其中也存在一些疑問(wèn)， 于是，我們又打電話請(qǐng)教了老師，我們搞清楚哪里不對(duì)和哪里不用改后，終于再一次確定了思路，又一次計(jì)算過(guò)程開始。由于設(shè)計(jì)的各個(gè)部分都有聯(lián)系，牽一發(fā)而動(dòng)全身，有時(shí)，算錯(cuò)一步，后面的步步錯(cuò)，就得從頭開始。幾天的課程設(shè)計(jì)過(guò)去了，我們不僅了解了工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握了化工設(shè)計(jì)的主要程序和方法，而化工原理課程設(shè)計(jì) 25 且增強(qiáng)了分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。則可 取傳熱管長(zhǎng)為 L=6 m， 則該換熱器管程數(shù)為 Np=L/6≈ 2（ 管程數(shù) ） 所以 傳熱管總根數(shù)為 61 2=122 根 則 查《化工原理》附錄表可得，含 122 根管長(zhǎng)為 6m， Φ 19 3 mm 的傳熱管的雙程管的總公稱直徑為 DN約為 400 mm= m。 K) 化工原理課程設(shè)計(jì) 15 傳熱系數(shù) K的計(jì)算：（忽略壁阻和污垢熱阻） K= 1/(2121 α1α1 ?? dd )=1/(138 ??) = W/(m2 從列管換熱器流出的低含量丙酮 水溶液， 經(jīng)過(guò)套管換熱器進(jìn)行冷卻，至 20 攝氏度，再 通入吸收塔對(duì)空氣中的丙酮進(jìn)行吸收。 活性炭產(chǎn)品主要指標(biāo)有孔徑及其分布、容積率、強(qiáng)度和灰分等，這些 是選用活性炭依據(jù) 。 篩板塔是 1932 年提出的，當(dāng)時(shí)主要用于釀造，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造維修方便，造價(jià)低，氣體壓降小，板上液面落差較小，相同條件下生產(chǎn)能力高于浮閥塔，塔板效率接近浮閥塔。 在化工生產(chǎn)中，常常需要進(jìn)行混合物的分離以達(dá)到提純或回收有用組分的目的，吸收和精餾兩個(gè)單元操作為此提供了重要措施。經(jīng)濟(jì)合理，冷卻水進(jìn)出口溫度的高低，一方面影響到冷卻水用量。而水吸收 精餾丙酮回收工藝能耗較低 ,工藝安全性和穩(wěn)定性較好 ,是當(dāng)前最好的替代工藝。其流程如上圖所示 ，精餾塔塔底流出液，對(duì)吸收塔塔底流出的丙酮 水溶液進(jìn)行第一次加熱。 熱流體平均摩爾質(zhì)量： M 熱 =Σ xiMi= +（ ） 18 = kg/kmol。 在本學(xué)期的化工原理學(xué)習(xí)中，我對(duì)吸收塔和精餾塔的認(rèn)識(shí)還是很有限的，我們所遇到的吸收塔和精餾塔的計(jì)算也僅限于書上的例題和為了考試而做的一些復(fù)習(xí)題，它們都是簡(jiǎn)化了的或者某個(gè)單元操作的計(jì)算，而這次的課程設(shè)計(jì)使我接觸到一個(gè)完完整整的工藝操作，關(guān)于丙酮回收中的吸收操作、精餾操作的計(jì)算和一些輔助設(shè)備的計(jì)算，包括換熱的計(jì)算以及泵的計(jì)算。在還沒(méi)開始之前，就聽學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐們說(shuō)起過(guò)，說(shuō)就是畫一星期的圖，要用到之前化工制圖的知識(shí)，那時(shí)聽著，覺(jué)著應(yīng)該還不會(huì)太難。 朱曉燕 3091303036 2021 年 1月 5日 江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院化工 0902 3. 熊甜甜 3091303035 這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程可謂一波三折，費(fèi)了很大勁 ,也給我留下了深刻的映像，當(dāng)然也是獲益匪淺，體會(huì)了一些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)?！?