【導(dǎo)讀】1全塔物料衡算。3計算精餾段、提餾段的塔板效率，確定實際塔板數(shù)。5板式塔的工藝尺寸計算，包括溢流裝置與塔板的設(shè)計計算。塔板的負(fù)荷性能圖由液相負(fù)荷下限線、液相負(fù)荷上限線、漏液線、液沫夾帶線和溢流液泛線確定。8塔的結(jié)構(gòu)確定，包括塔體結(jié)構(gòu)與塔板結(jié)構(gòu)。10精餾塔各接管尺寸的確定。11繪制精餾塔系統(tǒng)工藝流程圖。12繪制精餾塔裝配圖。14計算機要求：CAD繪圖等。15英語要求：撰寫英文摘要。16設(shè)計說明書要求：邏輯清楚，層次分明，書寫工整，獨立完成。生產(chǎn)能力和產(chǎn)品的質(zhì)量要求見下表。操作條件：①塔頂壓力：4kPa(表壓)；②進(jìn)料熱狀態(tài)：自選；③回流比：自選；工作日：每年300天，每天24小時。而且結(jié)構(gòu)簡單，塔盤造價減少40%左右，安裝，維修都較容易。而在板式精餾塔中，篩。右，處理能力大等優(yōu)點，綜合考慮更符合本設(shè)計的要求。

　　

【正文】 8 0 8 0 . 4 4 8 0 6 2 . 5 2 1 0 /6 0 . 7 6 2 . 6 6 2 . 6 Nm?? ???? ? ? ?水水 46 0. 428 7= 57346 0. 428 7 + 18 ( 1 287 )w ? ???乙乙 醇 的 質(zhì) 量 分 數(shù) = (1 ) + BABm A B Bww??? ???由 3 31 17. 11 62. 52= 22. 780 0 10 /17. 11 ( 1 0. 657 3 ) + 62. 52 0. 657 3m Nm? ? ????得 2 提餾段液體平均表面張力 提餾段平均溫度 2t? =℃ 乙醇表面張力： 39。 3 339。1 0 0 9 0 9 0 . 8 8 9 0 1 6 .1 1 2 1 0 /1 5 . 2 1 6 . 2 1 6 . 2 Nm?? ?? ? ? ? ?? 乙乙 水表面張力： 39。 3 339。1 0 0 9 0 9 0 . 8 8 9 0 6 0 . 5 3 2 8 1 0 /5 8 . 8 6 0 . 7 6 0 . 7 Nm?? ?? ? ? ? ?? 水水 46 567= 33246 567 + 18 ( 1 567 )w ? ???乙乙 醇 的 質(zhì) 量 分 數(shù) = (1 ) + BABm A B Bww??? ???由 3 32 16. 112 60. 532 8= 44. 274 0 10 /16. 112 ( 1 332 ) + 328 332m Nm? ? ????得 精餾塔的塔體工藝尺寸設(shè)計 塔徑的計算 精餾段的氣、液相體積流率為 3v11( 1 . 7 6 2 1 1 ) 5 8 . 2 5 6 0 3 5 . 5 0 1 . 2 9 6 0 /3 6 0 0 3 6 0 0 1 . 2 2 4 3SvVMV m s? ? ? ?? ? ?? 3 31111 1 60 8 10 /3600 3600 3600 5LLSLLL M RD ML m s?? ? ??? ? ? ? ?? (精餾段 V=L+D=(R+1)D,L=RD) 提餾段的氣、液相體積流率為 / ( + 1 ) ( 1 .7 6 2 1 1 ) 5 8 .2 5 6 0 1 6 0 .9 0 8 9V V R D? ? ? ? ? ? / 1 60 + 916 445L RD F? ? ? ? ? 39。39。3v221 6 0 . 9 0 8 9 2 7 . 1 2 1 . 3 3 4 3 /3 6 0 0 3 6 0 0 0 .9 0 8 5svVMV m s? ?? ? ?? 由 max LvuC??? 式中 C 由式 20 ()20MCC ?? 計算，其中 20C 由史密斯關(guān)聯(lián)圖 [3]查取 。 圖 34 史密斯關(guān)聯(lián)圖 圖橫坐標(biāo)為 ： （ 1）精餾段 1131 2211 . 0 9 5 8 1 0 3 6 0 0 7 8 0 . 6 5( ) ( ) 0 . 0 2 1 41 . 2 9 6 0 3 6 0 0 1 . 2 2 4 3h LhvLV ?? ????? 取板間距 ? ，板上液層高度? ，則 5 5 0TLH h m? ? ? ? 由史密斯關(guān)聯(lián) 圖知20 ? 8( ) 05 ( ) 2620 20MCC ?? ? ? ? m a x 2. 02 10 /LM V MVMC m s??? ? ??? 5 6 1 / 3u m smax ??? 取安全系數(shù) ，則空塔氣速為 m a 841 589 /u u m s? ? ? ? 4 4 0 9sVDm?? ?? ? ?? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D= 塔截面積為 2 2 21 . 2 1 . 1 3 1 044TA D m??? ? ? ? 實際空塔氣速為 1 .2 9 6 0 1 .1 4 6 /1 .1 3 1 0u m s?? （ 2） 提餾段 1132 222 92 10 3600 929. 400( ) ( ) 43 3600 85h LhVLV ?? ????? 同理，提餾段的板間距取 ?? ，板上液層高度 ??。 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得20 ? 39。 25 ( ) 6720? ? ? 39。 m a x 00 0. 7 4 /0. 9085 m s??? 39。39。 m a /u u m s? ? ? ? 39。39。39。4 4 43 40sVDmu?? ?? ? ?? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D39。 = 塔截面積為2 2 5444TA D m??? ? ? ? ? 實際空塔氣速為 43 89 / 54u m s? ?? 取較大的精餾段塔徑 D=。塔的截面積? 精餾塔有效高度的計算 : 精餾段有效高度：= ( 24 1 ) N H m? ? ? ?精 精（ 1 ） = 39。 ( 9 1 ) N H m? ? ? ?提 提提 餾 段 的 有 效 高 度 : （ 1 ） 在進(jìn)料板上方開一入孔，其高度為 = + + 0. 8= ++ 0. 8= Z Z m提精故 精 餾 塔 的 有 效 高 度 為 塔板主要工藝尺寸的計算 溢流裝置計算 因塔徑 D= ，可選用單溢流弓形降液管，各項計算如下： 堰長 D m? ? ? ?取 同理，提餾段的為 D m? ?? ? ? ? 溢流堰高度 由 w L owh h h? 選用平直堰，堰上液層高度：2s ()100ow wLhEl?，近似取 E=1 則23 4 958 10 360 01 ( ) 264 10100 0 0. 72owhm??? ? ? ? ? 同理，提餾段的為23 4 492 10 360 01 ( ) 056 10100 0 0. 72ow ???? ? ? ? ? ? 取板上清液層高度50Lh mm? 故350 10 ?? ? ? ? 同理，提餾段的為 056 94? ? ? ? 弓形降液管寬度和截面積 根據(jù) ?? 圖 35 弓形降液管的參數(shù)圖 由弓形降液管的參數(shù)圖 [3]查得 TAA ? ， ? 故 2 10 881fAm? ? ? 2d D m? ? ? 同理，提餾段的為 ? ? ?? 驗算液體在降液管中停留時間為： 33600 360 0 588 1 5 24. 15 958 10 360 0fTsAH ssL? ???? ? ? ??? 同理，提餾段的為 3360 0 881 3 92 10 360 0 ss? ???? ? ??? 故降液管設(shè)計合理 4 、 降液管底隙高度 圖 36 降液管示意圖 [3] 0 03600s wLh lu? 339。0 958 10 730 5 / 25u m s????? 則30 958 10 360 0 21360 0 2 730 5h mm????? 0 411 7 21 201 7 06wh h m m? ? ? ? ? 同理，提餾段的為 0 21mm?? 0 94 94 h m m??? ? ? ? ? 塔板的分塊 a 塔板的分塊 因 800D mm? ，故塔板采用分塊式。查得塔板分塊數(shù)表得，塔板分 為 3 塊 b 邊緣區(qū)寬度的確定 取 39。 80SSW W mm?? 35cW mm? 塔板布置 鼓泡區(qū)面積的計算 ? ? ? ? W W m? ? ? ? ? ? ? 5 52 CDr W m? ? ? ? ? 開孔區(qū)面積 aA 按照如下公式計算： ?????? ??? ? rxrxrxA a 1222 s i n1802 ? 2 2 2 1 si n 4( )180 m? ???? ? ? ? ? ? ????? 閥孔計算及其排列 （ 1）精餾段 采用 F1 型重閥，重量為 33g,孔徑為 39mm 浮閥數(shù)目2021 sVN du?? 氣體通過閥孔時的速度：10= Fu?? 取動能因數(shù) F=11，那么 0 60= = 348 / 9 1064u m s?? ?? 24 60= 9 14N ? ? ???因 此 個 由于采用分塊式塔板，故采用等 腰 三角形叉排。 取中心距 t=75mm， 則 等邊三角形的高度 14t = 5 5 110aA mmn? ??? 以等腰三角形排列，排得閥數(shù)為 108 圖 37 精餾段浮閥數(shù)目的確定 校核 ： 氣體通過閥孔時的實際速度：0 2204 4 0= / 108sVu m sdN?? ????? 實際動能因素：10. 05 243 11. 12F ? ? ?（在 9 和 12 之間） 開孔率 :2 202( 39) 108100 %= 100 % 11. 41%4 4 dNA? ? ???? ? ? ???閥 孔 面 積塔 截 面 積 開孔率在 10% ~14%之間滿足要求 （ 2）提餾段 采用 F1 型重閥，重量為 33g,孔徑為 39mm 浮閥數(shù)目39。239。004 sVN du?? 氣體通過閥孔時的速度：239。0= Fu?? 取動能因數(shù) F=11，那么 0 11= = 06 / 85u m s? 24 43= 9 406N ? ? ???因 此 個 由于采用分塊式塔板，故采用等 腰 三角形叉排。 取中心距 t=75mm， 則等腰三角形的高度 14t = 112 . 5 5 97aA mmN? ??? 以等腰三角形排列，排得閥數(shù)為 94 圖 38 提餾 段浮閥數(shù)目的確定 校核 ： 氣體通過閥孔時的實際速度：39。39。0 2204 4 3= / 94sVu m sdN?? ??? 實際動能因素：11. 88 085 11. 32F ? ? ?（在 9 和 12 之間） 開孔率 :2 2039。 2( 39) 94100 %= 100 % 10. 00%4 4 dNA? ? ???? ? ? ???閥 孔 面 積塔 截 面 積 開孔率在 10%~14%之間滿足要求 第四章 塔板的流體力學(xué)計算 氣相通過浮閥塔板的壓降 氣體通過浮閥塔板的壓力降（單板壓降）c=++peh h h h? 精餾段 （ 1） 干板阻力ch 浮閥由部分全開轉(zhuǎn)為全部全開的臨界速度為 1 / / 43 /u m s??? ? ? 因為 oc? o? =, 所以12 21o 43 322 2 780. 65 L ghm???? ?? ? ? ? ??? （ 2）板上充氣液層阻力 0 1 , 5 25lLh h m??? ? ? ? ?取 （ 3）液體表面張力所造成的阻力 此阻力很小，可忽略不計 。 因此與氣體流經(jīng)踏板的壓降相當(dāng)?shù)母叨葹? 1 ? ? ? 1 1 1 700p p Lp h g Pa Pa?? ? ? ? ? ? ? 滿足設(shè)計允許條件。 提餾段 干板阻力ch 39。0 /u m s? 2 7 / 85cVu m s?? ? ? 因 02 0 2cuu? ，故 2 2202 2 39。 85 82 2 929. 400 Lu g? ? ?? ? ? ? ??? （ 2）板上充氣液層阻力 取0 2 , 5 25lLh h m??? ? ? ? ? （ 3）液體表面張力所造成的阻力 此阻力很小，可忽略不