【導(dǎo)讀】第1頁(共55頁). 第2頁(共55頁)

　　

【正文】 式確定液泛線，忽略式中的 ?h (液體表面張力引起的阻力 )。 ? ? ???????? ???????????????????????? 3/202020WT36001000 )h(HWsWWsLV l LEhhl Lgu ????表 8：霧沫夾帶線計算結(jié)果 精餾段 )s/(m 131 ?sL )s/(m 131 ?sV 提餾段 )s/(m 132 ?sL )s/(m 132 ?sV 第 42 頁 ( 共 55 頁 ) 其中NdVu s200 4?? (1)精餾段 2124221. 250 3 ????????????????ss LV ???????? ??????????3/21 sL 整理 得：3/2 12 121 6. 125432 4. sss LLV ? (2)提餾段 2224222. 250 5 ????????????????ss LV???????? ??????????3/22 sL 整理得： 3/2 22 222 0. 695493 .5 sss LLV ? 表 9：液泛線計算結(jié)果 精餾段 )s/(m 131 ?sL )s/(m 131 ?sV 提餾段 )s/(m 132 ?sL )s/(m 132 ?sV 第 43 頁 ( 共 55 頁 ) 液體的最大流量應(yīng)保證降液管內(nèi)停留時間不低于s5~3 。液體的在降液管內(nèi)的停留時間： sLHAsTF 5~3??? 以 s5?? 作為液 體在降液管內(nèi)的停留時間的下限，則 ? ? 13m a x smHAL TFs ????? 對于 1F 型重閥，做 50?F 作為規(guī)定最小負荷的標(biāo)準，則 020s 4 NudV ?? (1)精餾段 ? ? 132m ins1 smV ?????? ? (2)提餾段 ? ? 132m ins2 smV ?????? ? 第 44 頁 ( 共 55 頁 ) 取堰上液層高度 mhOW ? 作為液相 負荷下限線條件，作出液相負荷下限線，改線為與汽相流量無關(guān)的直線。 ? ? 3/2m i n ???????Wsl LE 取 E= 則 3 / 2 3m i n 0 . 0 0 6 1 0 0 0 0 . 9 1( ) ( ) 0 . 0 0 0 7 8 /2 . 8 4 1 3 6 0 0SL m s???? 由霧沫夾帶線、液泛線、液相負荷上限線、漏液線、液相負荷下限線作出塔板負荷性能圖，如下圖所 圖 4：精餾段負荷性能圖 第 45 頁 ( 共 55 頁 ) 圖 5：提留段負荷性能圖 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（設(shè)計點）處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置； ②塔板的氣液相負荷完全由霧沫夾帶線控制，操作下限由漏液線控制； ③按固定的氣液比，由圖可以查出： 精餾段汽相負荷上限? ? sVs / 3max1 ?，精餾段汽相負荷下限? ?Vs / ? 第 46 頁 ( 共 55 頁 ) 提餾段汽相負荷上限? ? sV s / 3m ax2 ?，提餾段汽相負荷下限? ? sV s / 3m in2 ? 精餾段的操作彈性：? ?? ? . 02m in1m ax1 ??ssVV 提餾段的操作彈性：? ?? ? . m in1m ax1ss 浮閥塔設(shè)計計算結(jié)果匯總見下表： 浮閥塔設(shè)計計算結(jié)果匯總 序號 項目 計算數(shù)據(jù) 備注 精餾段 提餾段 1 塔徑 /m 2 板間距 /m 3 塔板類型 單溢流弓形降液管 分塊式塔板 4 空塔氣速 (m/s) 5 堰長 /m 6 堰高 /m 7 板上層高度 8 降液管底隙高度 /m 9 浮閥數(shù) /個 154 154 等腰 三角形叉排 10 閥孔氣速 (m/s) 11 閥孔動能因子 12 臨界閥孔氣速 /(m/s) 13 孔心距 /m 同一橫排孔心距 14 排間距 /m 相鄰橫排中心距離 15 單板壓降 /Pa 16 降液管內(nèi)清液層高 度 /m 17 泛點率 /% 18 汽相負荷上限 霧沫夾帶控制 19 汽相負荷下限 漏液控制 20 操作彈性 第 47 頁 ( 共 55 頁 ) 三、塔總體高度計算 塔總體高度利用下式計算： 21T)H1( HHHHHnHnnnnH BDPPFFpF ??????? 其中： n 為實際板數(shù)； nF 為進料板數(shù)； HF為進料處板間距； nP 人孔數(shù)； Hp 人孔處板間距； HD 塔頂空間；HB塔頂空間； H1塔頂封頭高度 H2裙座高度。 封頭分為橢圓形、蝶形封頭等。本設(shè)計采用橢圓形封頭。由公稱直徑 mmDN 1400? ，查表得曲面高度mmh 3501 ? ,直邊高度 mmh 402 ? ，內(nèi)表面積 mA? ，容積 mV ? . 則封頭高度： mmhhH 3904035021 ????? 設(shè)計中取塔頂間距 mHH T ???? ，考慮到需要安裝除沫器，所以選擇塔頂空間 第 48 頁 ( 共 55 頁 ) 設(shè)計中塔底空間高度 BH 是指從塔底最下一層塔板到塔底封頭的底邊處的距離，取釜液停留時間為 5min. mA VLtH TsB . 6 3 ????????????? 塔橫截面積 封頭容積塔釜貯液量4．人孔 對于 1000mm?D 的板式塔，為安裝、檢修的需要，一般每隔 8~6 塔板設(shè)以人孔，本塔中共有 49 快板，需設(shè)置個人孔 6 個人孔，每隔人孔直徑為 450mm，在設(shè)置人孔出板間距 mmH 600p ? 。 考慮在進口處安裝防沖設(shè)施，取進料板處板間距mmH 800p ? 塔底常用裙座支撐，本設(shè)計采用圓筒形裙座。由于裙座內(nèi)徑大于 800mm，故裙座壁厚取 16mm。 第 49 頁 ( 共 55 頁 ) 基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑： mmD bi 1 0 3 2100 . 6 )~( 0 . 21 6 )2( 1 4 0 0 3 ????? 基礎(chǔ)環(huán)外徑： mmD b 1 8 3 2100 . 6 )~( 0 . 216)2( 1 4 0 0 30 ?????? 圓整后： mmDbi 0012? ， mmDb 20200 ? 考慮到再沸器，取裙座高 mH 32 ? 塔體總高度： 21T)H1( HHHHHnHnnnnH BDPPFFpF ??????? )16149( ??????????? 第 50 頁 ( 共 55 頁 ) 四、塔的接管 進料管的結(jié)構(gòu) 類型很多，由直管進料管、彎管進料管、 T 型進料管。本設(shè)計采用直管進料管。管徑計算如下：FsF uVd ?4? 泵送料液進塔式， Fu 取為 sm/~ ，本設(shè)計取smuF /? sms / 37 ??? ?? mmmuVdFsF 0 0 1 ?????? ? ，查標(biāo)準系列選取 435?? 規(guī)格的熱軋無縫鋼管。 采用直管回流管，取 smuR /? mmmd R ?????? ，查標(biāo)準系列選取450?? 規(guī)格的熱軋無縫鋼管。 第 51 頁 ( 共 55 頁 ) 采用直管出料，取 smuW /? mmmd W . 27373360060. 0032. 964??????? 采用直管出氣，取 smuV /20? mmmd W 3 153 5 ????? ，查標(biāo)準系列選取8325?? 規(guī)格的熱軋無縫鋼 管。 采用直管出氣，取 smuV /23?? mmmd W ????? ，查標(biāo)準系列選取 8325??規(guī)格的熱軋無縫鋼管。 第 52 頁 ( 共 55 頁 ) 五、塔的附屬設(shè)備設(shè)計 有機物蒸汽冷凝器設(shè)計選用總傳熱系數(shù)一般范圍是 )/ (m1500~500 3 ℃?? hk ca l， ? ?Jcal ? 本設(shè)計選取 )2 9 2 6 k J / ( m)/ ( m700 33 ℃℃ ?????? hhk ca lK 出料液溫度： ℃（飽和液）℃（飽和氣） 79 . 4 079 . 4 0 ? 冷卻水： ℃℃ 3520 ? 逆流操作， ℃℃， 21 ???? tt ℃ 2121 ????????tt ttt m 由前面的熱量衡算可得： 冷凝器消耗的熱量： 1hkJ 7 2 9 6 0 9 3 .3 3 ??CQ 傳熱面積： 9 2 6 2 9 6 0 9 3 mtK QA mC ????? 取安全系數(shù) ， 則 所 需 的 傳 熱 面 積 mA ??? 第 53 頁 ( 共 55 頁 ) 本設(shè)計選用 300kPa（溫度為 ℃）的飽和水蒸汽作為加熱介質(zhì)?？?傳熱系數(shù)取 )2 92 6 kJ/(m 3 ℃??? hK 料液溫度： ℃（飽和液）℃（飽和氣） . 59 6 ? 水蒸汽： ℃℃ ? 逆流操作， ℃℃， 3 5 .7 0 21 ?? ??? ? tt ℃ 2121 ?????? ???????tt ttt m 由前面的熱量衡算可得： 冷凝器消耗的熱量： ??BQ 傳熱面積： 1 3 8 3 0 6 mtK QA mB ?????? 取安全系數(shù) ， 則 所 需 的 傳 熱 面 積288 . mA ??? 第 54 頁 ( 共 55 頁 ) 六、 參考資料與文獻 《化工原理課程設(shè)計 第二版》馬江權(quán) 冷一欣 中國石化出版社 2020 年 《化工設(shè)計 第三版》陳聲宗 化學(xué)工業(yè)出版 2020 年 《化工原理課程設(shè)計》王國勝 大連理工大學(xué)出版 社 2020 年 第 55 頁 ( 共 55 頁 ) 七、設(shè)計評述 化工原理課程設(shè)計是一門重要的實踐課程，是一次綜合運用化工原理課程及所學(xué)知識完成一化工單元操作為主聯(lián)系化工生產(chǎn)實際的一次設(shè)計實踐，培養(yǎng)我們?nèi)绾尉C合運用所學(xué)知識獨立解決實際的生產(chǎn)問題。在設(shè)計中使我們初步掌握化工單元操作 設(shè)計的基本程序集方法，熟悉各類化工生產(chǎn)指標(biāo)及標(biāo)準，正確選取設(shè)計公式和數(shù)據(jù)，學(xué)會運用簡潔的文字和工程語言正確表述設(shè)計思想和結(jié)果，并培養(yǎng)我們學(xué)會如何運用計算機技術(shù)處理數(shù)據(jù)并進行繪圖的能力。 本次設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求設(shè)計乙醇和正丙醇分離所使用的精餾塔，設(shè)計內(nèi)容主要包括工藝設(shè)計、塔板的熱力學(xué)計算及塔的附屬件的設(shè)計。在設(shè)計過程中掌握了塔的工藝計算及如何確定設(shè)備型式并對塔的附屬設(shè)備設(shè)計及選型。在設(shè)計過程中不僅涉及到很多參數(shù)而且還有許多復(fù)雜的計算過程，通過此次對精餾塔的設(shè)計，鞏固了課本上所學(xué)的化工原理理論知 識，對精餾操作過程有了更深的理解。