【文章內(nèi)容簡介】 （211）代入數(shù)據(jù)得： kmolcaILDV /)965.( ??????(31)284/CQkcalh???(3) 冷卻介質(zhì)消耗量 ./()(32)CPWkgt??(4) 加熱器的熱負荷及全塔熱量衡算 選用 300kPa（溫度為 ℃）的飽和水蒸氣為加熱介質(zhì) 計算甲醇、水在不同溫度下混合的比熱容[單位：kcal/ (kg℃)]表 24 甲醇和水在不同溫度下的比熱容溫度/℃ 平均值 平均值甲醇/ 水/ 21 1 1 1 1 1??()??????? kC ).(..39。根據(jù)表 22， , (.8)3./DPPQdtCt cal????????39。 39。 161W k對全塔進行熱量衡算： CWDSF?? （212） 為了簡化計算，以進料焓，即 ℃時的焓值為基準做熱量衡算 FCWDS??? （213）??50/kcalh?塔釜熱損失為 10%，則 ??，則539。 ????式中 SQ—加熱器理想熱負荷； 39?！訜崞鲗嶋H熱負荷； D—塔頂餾出液帶出熱量； WQ—塔底帶出熱量。 加熱蒸汽消耗量 kgcalH/??水 蒸 汽 (333K,300KPa)39。 \.Sh kgh??水 蒸 汽表 25 熱量衡算數(shù)據(jù)結(jié)果列表 / //1 //1/kcal.h1/kg.?0 ? 理論板數(shù)計算 由于本次設(shè)計的相對揮發(fā)度是變化的，所以不能用簡捷法求理論板數(shù)，應(yīng)用圖解法。 精餾段操作線方程 1??RxyD截距??RxD連接（ Dx,）,( 1,0D)與 q 線交于 d 點，連接（ Wx,)與 d 點，得提留段操作線 。求得理論塔板數(shù) 10，提留段 3 塊，精餾段 7 塊。 填料塔主要尺寸的設(shè)計計算 精餾塔設(shè)計的主要依據(jù)和條件 :表 26 不同溫度下甲醇和水的密度密度 kg/m3物質(zhì)溫度/℃ 50 60 70 80 90 100甲醇 750 741 731 721 713 704水 988 983 978 972 965 958表 27 查圖整理得甲醇水特殊點粘度粘度 mPas物質(zhì) 塔頂 ℃ 塔底 ℃ 進料 ℃甲醇 水 塔頂條件下的流量及物性參數(shù) ?Dx， 39。?Dx， 氣相平均相對分子質(zhì)量 ○ 1kmolgxMxDDV /)()1( ?????????水甲液相平均相對分子質(zhì)量 ○ 2 kmolgVDL/氣相密度 ○ 3 30 / mkgPTMVD ???????液相密度 ○ 4 ℃,查表 27，由內(nèi)插法得：33/,/?水甲 ??39。39。 ???水水甲甲 ?xL所以 3/.9mkgD液相粘度 ○ 5查表 27 得： ?LDt℃， smPasmPa????, ??xxLD ??????? 36.)(.)（水甲 ? 塔頂出料口質(zhì)量流量 ○ ???表 28 塔頂數(shù)據(jù)結(jié)果表1??kmolgMLD1??klVD3??mgV?3??kLDsPaL??)/(1??hkmolD流 量 塔底條件下的流量物性參數(shù) 013.?Wx， 02.?W?液相相對分子質(zhì)量：○ 1 kmolgMVL/.8水氣相密度： ?Wt℃ ○ 2 30 /. mkgPTMVW ????? (214)液相密度： 5298?Wt℃ 0?℃○ 3視同純水，查表 26，3L/9kg?水? 液相粘度 ○ 4查表 27 得： ?Wt℃, smPasmPaLD???,??水 塔底流量 ○ 5 ??表 29 塔底數(shù)據(jù)結(jié)果表1??kmolgMLW1??klV3??mgVW?3??kLsPaLW??)(/11????hkmolg）質(zhì) 量 流 量 958 進料條件下的流量及物性參數(shù) ?， %?Fx， 70.?F? 查表 21，得如下的平衡數(shù)據(jù)： (表頭和標題) y 由內(nèi)插法，得： 840.%.?y氣相平均相對分子質(zhì)量： ○ 1 kmolgyMyFFV /)(2..3.)1( ????????水甲液相平均相對分子質(zhì)量 ○ 2 lxxFFL /.5)(.)(?水甲氣相密度 ○ 330 / mkgPTMVF ???????液相密度 ○ 4由表 26 數(shù)據(jù)， .Ft℃, 同上用內(nèi)插法，求出：,????甲 水39。 39。?????甲 甲甲 水所以 3/.789kg?? 液相粘度 ○ 5查表 27 得： ℃， smPasmPa????405., ??xxFFL ???????? (..)( ）水甲 ? 進料流量 ○ 6 33018./24kgm?表 210 進料數(shù)據(jù)結(jié)果表符號 1??kolgMLF1??klVF3??gVF?3??kLFsmPaL??)/()/(11????hkmolhkgF摩 爾質(zhì) 量 流 量數(shù)值 精餾段流量及物性參數(shù) 氣相平均相對分子質(zhì)量：○ 1 kmolgMVFDVj /???? (215)液相平均相對分子質(zhì)量：○ 2 kolgLFDLJ /????? (216)氣相密度：○ 33/ ????? （217）液相密度：○ 4 3/ ????? （218）液相粘度：○ 5 smPaLFDLJ ?????? （219）氣相流量：○ 6`(()???） （220）39。??液相流量：○ 7`? （221）39。569427930g??表 211 精餾段數(shù)據(jù)結(jié)果表主 要 參 數(shù) 提餾段氣相平均相對分子質(zhì)量 )/1??kmolgMV（ 液相平均相對分子質(zhì)量 ?L（ 氣相密度 )/(3??kgV?液相密度 /?mL 氣相摩爾流量 / )1??hkg（ 氣相質(zhì)量流量/ (? 液相粘度/ )smPa? 液相摩爾流量/ (1??hkol 液相質(zhì)量流量/ )(1?? 提餾段流量及物性參數(shù) 氣相平均相對分子質(zhì)量： ○ 1 kmolgMVFWVT /??? (222)液相平均相對分子質(zhì)量：○ 2 kolgLFWLF /???? (223)氣相密度：○ 3 kmolgVFWLT /? （224）液相密度：○ 4 3/..2kgLFWVT ???? （225）液相粘度：○ 5 smPaLFWLT ?????? （226）氣相流量：○ 6 (??） （227）39。??液相流量：○ 7` ???? （228）39。..3/kgh?? 表 211 提餾段數(shù)據(jù)結(jié)果表主 要 參 數(shù) 提餾段氣相平均相對分子質(zhì)量 )/1??kmolgMV（ 液相平均相對分子質(zhì)量 ?L（ 氣相密度 )/(3??kgV?液相密度 ?mL 氣相摩爾流量 / )1??hkg（ 氣相質(zhì)量流量/ (? 液相粘度/ )液相摩爾流量/ (1??hkol 液相質(zhì)量流量/ )? 填料的選擇填料是填料塔的核心構(gòu)件，它提供了氣液兩相相接觸傳質(zhì)與傳熱的表面，與塔內(nèi)件一起決定了填料塔的性質(zhì)。目前，填料的開發(fā)與應(yīng)用仍是沿著散裝填料與規(guī)整填料兩個方面進行。 本設(shè)計選用規(guī)整填料，金屬板波紋 250Y 型填料。 規(guī)整填料是一種在塔內(nèi)按均勻圖形排布、整齊堆砌的填料，規(guī)定了氣液流路，改善了溝流和壁流現(xiàn)象，壓降可以很小，同時還可以提供更大的比表面積，在同等溶劑中可以達到更高的傳質(zhì)、傳熱效果。 與散裝填料相比，規(guī)整填料結(jié)構(gòu)均勻、規(guī)則、有對稱性，當與散裝填料有相同的比表面積時，填料空隙率更大，具有更大的通量，單位分離能力大。 250Y 型波紋填料是最早研制并應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的板波填料，它具有以下特點： （1）比表面積與通用散裝填料相比，可提高近 1 倍，填料壓降較低，通量和傳質(zhì)效率均有較大幅度提高。 （2）與各種通用板式塔相比，不僅傳質(zhì)面積大幅度提高，而且全塔壓降及效率有很大改善。 （3）工業(yè)生產(chǎn)中氣液質(zhì)均可能帶入“第三相”物質(zhì)，導致散裝填料及某些板式塔無法維持操作。鑒于 250Y 型填料整齊的幾何結(jié)構(gòu)，顯示出良好的抗堵性能，因而能在某些散裝填料塔不適宜的場合使用，擴大了填料塔的應(yīng)用范圍。 鑒于以上 250Y 型的特點，本設(shè)計采用 Mellapok250Y 型填料，因本設(shè)計塔中壓力很低。 塔徑和填料層計算 塔徑設(shè)計計算(1) 精餾段塔徑計算 由氣速關(guān)聯(lián)式 ?????????????????????? LGLGFAau ???? （229）式中： 3— 干填料因子； L?— 液體粘度， smPa?； A— 常數(shù)，250Y 型為 ； G,— 液體、氣體質(zhì)量流量， hkg/； L?.— 液體、氣體密度, 3?； g—重力加速度， 2/sm。 已知：3/?? ， 3/??， ? ，23h ， sPaL??41.?， .0?， 2/5a， ,/代入式中求解得： 空塔氣速： ??? ?DFtt℃體積流量： (.)?????塔徑:??圓整后： 70dm?，空塔氣速 提餾段塔徑計算 已知：3/? ， 3/??， 195./Lkgh? ，V= ????????????????????? LGLGFAau ??? 112 ??????????解得：39。? 空塔氣速39。