【正文】 液為理想溶液，氣體為理想氣體。 注意圓整規(guī)則 ,100 mm進(jìn)位； 200 mm進(jìn)位。 根據(jù)在 ? 下，乙醇 — 水的氣、液平衡組成關(guān)系可繪制出平衡曲線，即 x— y曲線圖，泡點(diǎn)進(jìn)料，所以 q=1， 即 q為一直線，本平衡具有以下凹部分，操作線尚未落到平衡線前，已與平衡線相切，如圖（圖 1— 4）： ?? Fq xx ， ?qy ， 所以 ?R 操作線回流比 m in ?? RR ； 已知：精餾段操作線方程 ??????? nDnn xRxxR Ry ： 提溜段操作線方程： 39。 1?? SOSW ?? 式中下角標(biāo) ,s、 o、 w分別代表水、有機(jī)物及表面部分， wx 、 ox 指主體部分的分子數(shù)， wV 、 oV 為主體部分分子體公式： 414141 osowswm ????? ?? 表 1— 3 乙醇和水不同溫度下的表面張力 溫度 /℃ 70 80 90 100 乙醇表面張力 22 /10 mN? 18 水表面張力 / 22 /10 mN? 分離乙醇 — 水混合液的 篩板 精餾塔設(shè)計(jì) 14 精餾段 ℃ ?t m olcmmVWWm / 18 3??? ? m olcmmVooo / 46 3??? ? 乙醇表面張力： 乙醇????? ? 8090， ?乙醇? 水表面張力： 水?????? 8090， ?水? ? ?? ?? ?oowwoowooowwoowwo vxvxvxvxvxvxvx vx ????? 1)(w?? ? ?? ? ?????? ??? 因?yàn)??乙醇x ，所以 ???水x ????????????owB ?? ?????????????? 3232 wwoo vqvTqQ ?? 3232 ?????????? ?????????? ??? 5 9 ??????? QBA 聯(lián)立方程組： ?????????SoSwA ??2lg, 1?? SOSW ?? 代入求得： ?sw? ?so? 414141 ?????m? ?m? 提餾段 ℃ ?t 分離乙醇 — 水混合液的 篩板 精餾塔設(shè)計(jì) 15 m olcmmv wwm / 1839。39。, ????????????????? ?CCC： 39。 2積極引導(dǎo)學(xué)生去思考，培養(yǎng)他們靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決問(wèn)題的能力，以及查閱資料、處理數(shù)據(jù)的能力。 m/s V1h —— 氣體體積流量 m3 /h Vs —— 氣體體積流量， m3 /s WL —— 液體質(zhì)量流量 kg/s WV —— 氣體質(zhì)量流量， kg/s Wc —— 邊緣無(wú)效區(qū)寬度， m Wd —— 弓形降液管寬度， m Ws —— 破漠區(qū)寬度， m 。 分離乙醇 — 水混合液的 篩板 精餾塔設(shè)計(jì) 28 設(shè)計(jì)進(jìn)度與要求： 1擬訂題目和課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（包括課程設(shè)計(jì)目的、內(nèi)容、要求、進(jìn)度、成績(jī)?cè)u(píng)定等），制定具體考核形式（一般應(yīng)采用平常情況和答辯相結(jié)合方式）并于課程設(shè)計(jì)開始時(shí)向?qū)W生公布。 m a x2 ?? 3. 4 降液管型式與堰長(zhǎng) lw，計(jì)算塔徑 D 降液管型式 ： 單流型 堰長(zhǎng) lw 設(shè)： mDl w ???? D 精餾段： 11 ????? uVD S? m圓整： mD ? 橫截面積： 2221 4 mDA T ???? ? 提餾段： mVDuS 222 ????? ? 圓整： mD ? 橫截面積： 2221 439。 ?SW? 39。39。 39。 （ 2）降液管和受液盤的結(jié)構(gòu)及有關(guān)尺寸 弓形降液管一般是垂直的。 塔板數(shù)的確定 確定進(jìn)料熱狀態(tài) 泡點(diǎn)進(jìn)料： 1?q 分離乙醇 — 水混合液的 篩板 精餾塔設(shè)計(jì) 2 求最小回流比 Rmin 可用圖解法確定 ey 、 ex （ q線與平衡線交點(diǎn)） 。 設(shè)計(jì)任務(wù)或主要技術(shù)指標(biāo)： 設(shè)計(jì)一個(gè)生產(chǎn)能力為 5000kg/h，原料中乙醇含量為 30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以下同），分離要求為塔頂乙醇含量不低于 95%；塔底乙醇含量不高于 %；常壓下操作，塔頂采用全凝器，飽和液體進(jìn)料的浮閥精餾塔。 （ 3）求液泛氣速 umax 計(jì)算氣液兩相流動(dòng)參數(shù)（動(dòng)能因子） FLV，查取氣相負(fù)荷因子 C20。 ?Bx ， 39。 mkg?水? 在精餾段：液相密度 1L? ? ?? ?1????????L? 31 / mkgL ?? 氣相密度：∴ ? ? 31 / mkgV ??? ??? 在提溜段：液相密度 2L? ? ?? ?2????????L? 32 / mkgL ?? 氣相密度： ? ? 32 / mkgV ??? ??? 氣相 和液相 體積流量 因?yàn)榕蔹c(diǎn)進(jìn)料 ， 根據(jù) yx曲線圖知： ?? qF xx ? in ??????? qq qD xy yxR 取 m in ???? RR ① 提溜段 ? ? ? ? hKm olDRV hKm olRDL / / ?????? ???? 已知： 3131 11 /,//,/ mkgmkg m olgMm olgMVLVL ?? ?? ?? 則有質(zhì)量流量： skgLML L / ??????? 分離乙醇 — 水混合液的 篩板 精餾塔設(shè)計(jì) 13 skgLMV V / ??????? 體積流量： smLLLS / 33111 ????? ? smVVVS / 3111 ??? ? ② 提溜段：因本設(shè)計(jì)為飽和液體進(jìn)料，所以 q=1。 ??????? QBA 聯(lián)立方程組： ???????? ??SoswA 39。,39。 3） 液體流量上線 取降液管內(nèi)停留時(shí)間為 3s 33600 0 . 0 5 6 0 . 6 3 6 0 0 4 0 . 3 2 /33fTL AHV m h? ??? ? ? 在負(fù)荷性能圖 /LV m h? 處作垂直直線，即為液體流量上限線 ⑶ 。 m/s Uo —— 氣體通過(guò)篩孔的速度。任務(wù)書應(yīng)上交按照指定格式編排好的電子版及打印版。39。 ?m? 混合液的黏度 ℃?t ，查表得： smpau ?? smpau ?? ℃ ?t ，查表得： smpau ?? smpau ?? 精餾段黏度： ? ?111 1 xuxuu ??? 水醇 ?? sm p a ?????? .4 7 7 7 7 提溜段黏度： ? ?222 139。?乙醇? 水表面張力： 39。?? ， smp au L ?? 所以： ? ? 39。 2 板塔的工藝設(shè)計(jì) ：板式 塔 （ 1）操作壓強(qiáng) ： 常壓； （ 2）進(jìn)料熱狀態(tài)和回流熱狀態(tài) ： 泡點(diǎn)進(jìn)料 ； （ 3）加熱方式 ： 直接； （ 4）冷凝與冷卻。 靈敏板 的確定 由每塊理論板的組成 x ， 可查出對(duì)應(yīng)的泡點(diǎn) t ， 作溫度分布曲線（ t ～ NT），可大致確定靈敏板的位置。 一個(gè)完整的板式塔主要是由圓柱形塔體、塔板、降液管、溢流堰、受液盤及氣體和液體進(jìn)、出口管等部件組成，同時(shí)考慮到安裝和檢修的需要，塔體上還要設(shè)置人孔和手孔。 克服塔內(nèi)的非理想流動(dòng)：液沫夾帶、氣泡夾帶、氣體的不均勻流動(dòng)、液體的不均勻流動(dòng)。 確定進(jìn)料熱狀態(tài) 泡點(diǎn)進(jìn)料： 1?q 求最小回流比 Rmin 用圖解法確定 ey 、 ex 因?yàn)榕蔹c(diǎn)進(jìn)料，根據(jù) yx曲線圖知： ?? qF xx ? in ???????qqqD xy yxR 選擇回流比 R 取 m in ???? RR 分離乙醇 — 水混合液的 篩板 精餾塔設(shè)計(jì) 7 ①精餾段揮發(fā)度：由 ?Ax ， ?Ay 得： ?Bx ， ?By 所以 522 ????? AB BA xy xy? ②提溜段揮發(fā)度：由 39。 9095 ????? 乙?， 3/39。Q 3232 ?????????? ?????????? ?? 39。 ?Bx ， 39。 00 ??? 取? 鼓泡區(qū)的面積： 取 mmWC 50? ， mmWS 70? 由 Dwl 查圖知： ?DWd mDW d ???? ? ? ? ? mWWDX Sd ??????? ?????? ?????????????? ??? 2222222 rc s i rc s i n1802 mrXrXrXA a ?? 篩孔按正三角形排列，取孔徑 mmdo 4? ， ?dt 分離乙醇 — 水混合液的 篩板 精餾塔設(shè)計(jì) 19 % 60s i n2142