化工原理課程設(shè)計乙醇-水溶液連續(xù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計-資料下載頁
2025-02-04 15:52本頁面
【導(dǎo)讀】①間接蒸汽加熱；a)流程的確定與說明；b)塔板和塔徑計算；i.浮閥塔盤工藝尺寸及布置簡圖；ii.流體力學(xué)驗算；iii.塔板負荷性能圖。圖，編寫設(shè)計說明書。在很多方面，要求乙醇有不同的純度，有時要求純度很高，甚至是無。乙醇和水的揮發(fā)度相差不大。精餾是多數(shù)分離過程，即同時進行多次部分汽?；筒糠掷淠倪^程，因此可使混合液得到幾乎完全的分離。為實現(xiàn)精餾分離操作，除精餾塔外，還必須從塔底引入上升蒸汽流。和從塔頂引入下降液。業(yè)中使用最普遍。浮閥塔具有下列優(yōu)點：1、生產(chǎn)能力大。在常壓連續(xù)浮閥精餾塔中精餾乙醇——水溶液，要求料液濃度為35%，產(chǎn)品濃度為90%，易揮發(fā)組分回收率%。乙醇——水溶液經(jīng)預(yù)熱至泡點后，用泵送入精餾塔。塔頂上升蒸氣采用全。冷凝后，部分回流，其余作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻器冷卻后送至貯槽。
【正文】 Fu? ? ? ，計算得 0 5vu ? ? 220 0 0 544s vV d n u d n??? ? ? ? ? ? ? 則 23, m i n 50 . 7 8 5 0 . 0 3 9 4 0 0 . 2 0 9 /1 . 3 1sV m s? ? ? ? ? 液相負荷下限線 去堰上液層高度 owh = 根據(jù) owh 計算式求 sL 的下限值 , m in2 .8 4 0 .0 0 61000 s wLE l ???? ? ? 取 E= 3,m in 028 /sL m s? 經(jīng)過以上流體力學(xué)性能的校核可以將精餾段塔板負荷性能圖劃出。如圖 4310 , /SL m s?? 由塔板負荷性能圖可以看出： ① 在任務(wù)規(guī)定的氣液負荷下的操作點 P（ ， ）（設(shè)計點），處在適宜的操作區(qū)內(nèi)。 ② 塔板的氣相負荷上限完全有霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制。 ③ 按固定的液氣比，即氣相上限 ,maxsV = 3/ms，氣相下限 ,minsV = 3/ms，求出操作彈性 K，即 K= ,max,minssVV ? = 十 精餾塔的主要附屬設(shè)備 3,/SV m s 1 冷凝器 （ 1）冷凝器的選擇：強制循環(huán)式冷凝器 冷凝器置于塔下部適當(dāng)位置，用泵向塔頂送回流冷凝水，在冷凝器和泵之間需設(shè)回流罐，這樣可以減少臺架，且便于維修、安裝，造價不高。 （ 2）冷凝器的傳熱面積和冷卻水的消耗量 熱流體為 ℃的 93%的乙醇蒸汽，冷流體為 20℃的水 Q=qm1r1 Q=qm2r2 Q— 單位時間內(nèi)的傳熱量， J/s 或 W； qm1, qm2— 熱、冷流體的質(zhì)量流量， kg/s。 r1 ,r2— 熱，冷流體的汽化潛熱， J/kg r1=600 kJ/㎏ r2=775 kJ/㎏ qm1=Q=qm1r1= 600000=91800J/s Q=qm2r2=775000 qm2=91800 ∴ qm2= kg/s 傳熱面積： A=mQKt?? mt? = ( 6 40) (30 20) 6 40()30 20nl? ? ???= K 取 700W m2/℃ ∴ A= 291800 m?? 2 再沸器 （ 1）再沸器的選擇：釜式再沸器 對直徑較大的塔，一般將再沸器置于踏外。其管束可抽出，為保證管束浸于沸騰器液中，管束末端設(shè)溢流堰，堰外空間為出料液的緩沖區(qū)。其液面以上空間為氣液分離空間。釜式再沸器的優(yōu)點是氣化率高，可大 80%以上。 （ 2）加熱蒸汽消耗量 Q=qm1r1 Q=qm2r2 Q— 單位時間內(nèi)的傳熱量， J/s 或 W； qm1, qm2— 熱、冷流體的質(zhì)量流量， kg/s。 r1 ,r2— 熱，冷流體的汽化潛熱， J/kg ∵ r1=2257 kJ/㎏ r2=1333 kJ/㎏ qm2= ∴ Q=qm2r1= 1333= kJ/s=2257 qm1 ∴ 蒸汽消耗量 qm1 為 kg/s 表 浮閥塔板工藝設(shè)計計算結(jié)果 序號 項目 數(shù)值 1 平均溫度 tm，℃ 2 平均壓力 Pm， kPa 3 液相流量 LS， m3/s 4 氣相流量 VS， m3/s 5 實際塔板數(shù) 33 6 塔徑， m 7 板間距 ,m 8 溢流形式 單溢流 9 堰長， m 10 堰高， m 11 板上液層高度， m 12 堰上液層高度， m 13 安定區(qū)寬度， m 14 無效區(qū)寬度， m 15 開孔區(qū)面積， m2 16 閥孔直徑， m 17 浮閥數(shù) 39 18 孔中心距， m 19 開孔率 20 空塔氣速， m/s 21 閥孔氣速， m/s 22 每層塔板壓降， Pa 700 23 液沫夾帶，Ve （ kg 液 /kg 氣） 24 氣相負荷上限， m3/s 25 液相負荷上限， m3/s 26 操作彈性 參考文獻 [1]陳英男、劉玉蘭 .常用華工單元設(shè)備的設(shè)計 [M].上海：華東理工大學(xué)出版社，202 4 [2]劉雪暖、湯景凝 .化工原理課程設(shè)計 [M].山東：石油大學(xué)出版社， 202 5 [3]賈紹義、柴誠敬 .化工原理課程設(shè)計 [M].天津：天津大學(xué)出版社， 202 8 [4]路秀林、王者相 .塔設(shè)備 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 202 1 [5]王明輝 .化工單元過程課程設(shè)計 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 202 6 [6]夏清、陳常貴 .化工原理（上冊） [M].天津：天津大學(xué)出版社， 202 1 [7]夏清、陳常貴 .化工原理（下冊） [M].天津：天津大學(xué)出版社， 202 1 [8]《化學(xué)工程手冊》編輯委員會 .化學(xué)工程手冊 — 氣液傳質(zhì)設(shè)備 [M]。北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 198 7 [9]劉光啟、馬連湘 .化學(xué)化工物性參數(shù)手冊 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [10]賀匡國 .化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 課程設(shè)計心得 通過這次課程設(shè)計使我充分理解到化工原理課程的重要性和實用性，更特別是對精餾原理及其操作各方面的了解和設(shè)計，對實際單元操作設(shè)計中所涉及的 個方面要注意問題都有所了解。通過這次對精餾塔的設(shè)計，不僅讓我將所學(xué)的知識應(yīng)用到實際中，而且對知識也是一種鞏固和提升充實。在老師和同學(xué)的幫助下，及時的按要求完成了設(shè)計任務(wù)，通過這次課程設(shè)計，使我獲得了很多重要的知識，同時也提高了自己的實際動手和知識的靈活運用能力。
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