【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。乙醇作為一種新型能源,具有環(huán)保、可再生的特點?？山?jīng)玉米、甘蔗、木薯等農(nóng)作物發(fā)酵、精餾制得。乙醇主要用于電子元件制造，高級化妝品溶劑和化工生產(chǎn)原料等。外,還可以在一定程度上可以代替化石能源。乙醇在各種類型實驗和生產(chǎn)中使用。益處，節(jié)約資源和成本?；s裝置的實際應(yīng)用提供了簡要說明和生產(chǎn)依據(jù)。其次，本文通過對各項設(shè)備。的回收精餾工藝和裝置。

　　

【正文】 1 0 . 9 K P a960 . 11 0 1 . 3Δ P NPP MDF ?????? 全塔平均壓強(qiáng)： 1 0 6 . 2 K P a2 1 0 1 . 31 1 1 . 12 PPP WD ????? 精餾段平均壓強(qiáng)：： 1 0 6 . 1 K P a2 1 0 1 . 31 1 0 . 92 PPP FD ????? 提餾段平均壓強(qiáng)： 1 1 1 . 0 K P a2 1 1 0 . 91 1 1 . 12 PPP WF ????? 平均摩爾質(zhì)量 1塔頂： ,x DD ?? 氣相平均分子量： l4 2 . 7 2 4 g / m o18)y(146yM DDV D M ?????? 液相平均分子量： l4 2 . 6 6 8 g/ m o18)x(146xM DDL D M ?????? 2 進(jìn)料： ,x FF ?? 氣相平均分子量 : g / m o )y(146yM FFV F M ?????? 液相平均分子量： g / m o )x(146xM FFL F M ?????? 3 塔釜： , WW ?? 氣相平均分子量 : l2 2 . 9 5 6 g / m o18)y(146yM WWV W M ?????? 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 液相平均分子量： g / m o )x(146xM WWL W M ?????? 4 精餾段平均分子量 氣相平均分子量 : l3 9 . 2 5 2 g / m o2 3 5 . 7 8 04 2 . 7 2 42 MMM V F MV D MVM ????? 液相平均分子量： g / m o l0 1 3 5 6 MMM L F ML D MLM ????? 5 提餾段平均分子量 氣相平均分子量 : g / m o MMM V W MV F MVM ????? 液相平均分子量： g / m o l9 5 5 6 5 MMM L F ML W MVM ????? 平均密度 1液相平均密度 塔頂溫度 Dt 為 oC,查得 3水 ? ； 進(jìn)料塔板 溫度 Ft 為 oC，查的 3水 ? ； 塔釜溫度 Wt 為 ，查的 3水 ? ； 不同溫度乙醇的密度可用如下公式計算： 33o62o3oot 10)tγ ( t10)tβ ( t10)tα ( tρρ ??? ?????????? 第二章 工藝計算 23 表 2531 不同溫度下乙醇的密度 查閱資料可知： ?ot 25ooC 時，乙醇的密度 3o ? 計算得： 當(dāng)塔頂溫度 Dt 為 oC, ?乙 ； 當(dāng)進(jìn)料塔板 溫度 Ft 為 oC， ?乙 ； 當(dāng)塔釜溫度 Wt 為 ， ?乙 ； 塔頂密度： 3水水乙乙LD 0 . 7 4 9 g / c m0 . 9 7 30 . 0 50 . 7 3 70 . 9 5ρwρwρ ??????? 進(jìn)料密度： 3水水乙乙LF g /c m8 0 . 9 7 00 . 30 . 7 3 ??????? 塔釜密度： 3水水乙乙LW g /c m9 4 . 9 6 10 . 9 50 . 7 2 ??????? 計算得液相平均密度如下： 精餾段液體平均密度為： 33 7 7 7 . 5 k g / m0 . 7 7 7 5 g / c m2 0 . 8 0 60 . 7 4 9 ??? 提餾段液體平均密度為： 33 k g / . 8 7 7 5 g / c m2 0 . 8 0 60 . 9 4 9 ??? 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 2氣相密度 乙醇 水蒸氣的密度可以根據(jù)公式 PV=nRT 計算求得： 則MVMMVM RTMPρ ? 其中： P— 壓強(qiáng)， Pa M— 相對分子質(zhì)量， g/mol R— 氣體常數(shù)， k)/(molmpa 3 ?? T— 溫度， k 則塔頂密度： 3VW3VF3VD K g / m7 5 ,1 . 2 3 4 K g / mρ,1 . 4 8 2 K g / mρ ??? 精餾段氣相密度為 3Kg/m 。 提餾段氣相密度為 3Kg/m 。 表面張力的計算 ? ?? n 1i iim σxσ 塔頂表面張力： ? ? 2 2 . 9 8 m N / m6 4 . 3 30 . 8 8 111 7 . 40 . 8 8 1σ Dm, ?????? 進(jìn)料： ? ? 4 0 . 9 3 m N / m6 2 . 5 70 . 4 7 711 7 . 20 . 4 7 7σ Fm, ?????? 塔釜： ? ? 5 8 . 9 1 m N / m5 9 . 7 80 . 0 211 6 . 20 . 0 2σ Wm, ?????? 精餾段平均表面張力： m N/ 2 . 9 8σ精 ??? 提餾段平均表面張力： mmN / ???提? 第二章 工藝計算 25 1 氣相平均流量： ? ? /h8 2 . 4 6 7 K m o l1 6 . 8 精 ????? /h8 2 . 4 6 7 K m o l1 6 . 8 精提 ???? /s0 . 6 62 m36001 . 3 58 3 9 . 25 28 2 . 46 7ρVMV 3VM VM精 ????? /s0 . 67 4m3 60 00 . 99 7 2 9. 3 688 2. 4 7ρVMV 3VM VM提 ????? 2 液相平均流量： h6 5 . 6 4 K m o l/1 6 . 8 33 . 9RDL 精 ???? h9 7 . 3 5 K m o l /3 1 . 7 111 6 . 8 33 . 9qFRDL 提 ??????? /sm108 . 6 836007 7 7 . 5 3 7 . 0 1 26 5 . 6 4ρLML 34LM LM精 ??????? /sm107 . 5 636008 7 7 . 5 2 4 . 9 5 89 7 . 3 5ρLML 34LM LM提 ??????? 第三章 精餾塔 主體尺寸的計算 26 第三章 精餾塔主體尺寸的計 算 塔徑計算公式 39。 S? 其中， D39。 — 塔徑， m SV — 適宜空塔速度， m/s u — 空塔氣速， m/s 對于精餾過程，精餾段 [5153]與提餾段 的氣、液相負(fù)荷及物性是不相同的，故應(yīng)分別計算出塔徑；但若兩者相差不大時，可取較大者作為塔徑。 求空塔氣速 u （ 1）計算動能參數(shù) 精餾段： 0 . 0 3 1 11 . 3 5 87 7 7 . 50 . 6 6 2108 . 6 8ρρVL21421VL ??????????????????????? ? 提餾段： 0 . 0 3 3 30 . 9 9 78 7 7 . 50 . 6 7 4107 . 5 6ρρVL21421VL ??????????????????????? ? （ 2）初選板間距 HT=,取板上液層高度 hL= 0 .3 9 4 m0 .0 0 60 .4 0hH LT ???? （ 3）查史密斯關(guān)聯(lián)圖 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 圖 311史密 斯關(guān)聯(lián)圖 精餾段： C20= 0 . 06 8 0203 1. 6 40 . 06 220σCC20 ???????????????? 提餾段： C20= 0. 08 172049 . 920. 06 820σCC0 .20 .220 ???????????????? (4)求空塔氣速 精餾段： 1 . 6 1 3 m / s1 . 3 81 . 3 87 7 7 . 50 . 0 6 8 0ρ ρρCu V VLF ????? 取安全系數(shù)為 ，則 錯誤 !未找到引用源。 1 .1 1 3 m / s1 .6 1 30 .7 00 .7 0 uu F ???? 提餾段： 2 . 4 2 2 m / s0 . 9 9 70 . 9 9 78 7 7 . 50 . 0 8 1 7ρ ρρCu V VLF ????? 1 .6 9 5 m / s2 .4 2 20 .7 00 .7 0 uu F ???? (5)求估算塔徑 D 精餾段： 第三章 精餾塔主體尺寸的計算 28 0 . 7 07 m1 . 6 133 . 1 4 0 . 6 334πu4VD39。 S ????? 提餾段： 0 . 6 80 m6 . 1 4 0 . 6 154πu4VD39。 S ????? 取較大者為精餾塔塔徑，即 D=,圓整為 。 塔的截面積 222T 0 . 5 0 3 m0 . 84πD4πA ???? 實際空塔氣速 : 精餾段： 1 . 2 6 m / s0 . 5 0 30 . 6 3 3AVu Ts ??? 實際安全系數(shù)： 0. 781. 6131. 26uuF ?? 提餾段： 1 .2 2 m /s0 .5 0 3Vu S ?? 實際安全系數(shù)： 0. 502. 4221. 22uuF ?? 因此，合適。 板式塔的溢流裝置包括溢流堰、受液盤和降液管三部分，它們影響著塔的操作性能。降液管是兩塔板間流體流動的通道，也是溢流液中夾帶 的氣體進(jìn)行分離的場所 [54]。降液管有弓形和圓形兩種。本實訓(xùn)裝置采用弓形降液管。 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 降液管溢流類型一般有 如圖 32所示的三種類型，即（ a） U形流、（ b）單溢流、（ c）雙溢流 圖 32 塔板溢流類型 由于單溢流塔板液體流徑長，塔板效率高，塔板結(jié)構(gòu)簡單，便于制造。所以本實訓(xùn)裝置選擇單溢流。受液盤上不設(shè)進(jìn)口堰，以保證液流順暢。溢流堰的形式選擇齒形。 綜上所述，本設(shè)計中溢流堰裝置選用單溢流，不設(shè)進(jìn)口堰，弓形降液管，平型受液盤，齒形溢流堰 [55]。塔板示意圖 32如下 圖 32塔板示意圖 溢流堰長 Wl 堰長范圍 ? ? ?? 設(shè)計中取堰長 Wl 為 即為 。 第三章 精餾塔主體尺寸的計算 30 出口堰高度 Wh （ 1）液流收縮系數(shù) E取 1，所引起的計算誤差對結(jié)果影響可以忽略。 （ 2）堰上液層高度可用以下公式 321 0 0 ?????????WhOW lLEh 精餾段： mhOW 324 ????????? ????? ? 提餾段： mhOW 324 ????????? ????? ? 堰高 取板上清液層高度 mhl ? ,則精餾段 mhW ? ，提餾 mhW ? 。 弓形降液管高度 Wd 及降液管面積 Af ??DlW 查圖得 ?TfAA , ?DWd 所以 mAf ? 錯誤 !未找到引用源。 , mWd ? 管中停留時間 精餾段： sLHA S Tf 4 ????? ?? 提餾段： sLHA S Tf 4 ????? ?? 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 降液管底隙高度 ho 需小于堰高，因此取 。 塔板的分塊 因塔板 D為 800mm，故采用分塊式，查表得分為 5塊。 邊緣區(qū)寬度確定 靠近壁處的塔板邊緣寬度 WC為 ，液體進(jìn)出塔板的出入口需設(shè)安定區(qū)避免造成降液管液泛，則 WS為 。 開孔區(qū)面積計算 ?????? ??? ? rxrxrxA a 1222 s in1802 ? mWWDx Sd )(2 )(2 ??????? mWDr C ????? 故 21222 in1802 mrxrxrxA a ??????? ??? ?? 因乙醇無腐蝕性，可選δ = 不銹鋼管，篩孔直徑 d=5mm，篩孔按正三角形排列，區(qū)中心距 t=15mm 篩孔數(shù)目 1 2 2 02 3 101 1 5 8101 1 5 82323 ?????? t An a 塔板開孔率 % 0 22 ?????????? ）（ td? 第三章 精餾塔主體尺寸的計算 32 篩孔面積 20 mAA a ???? ? 氣體通過篩孔的速度 精餾段 : smAVu /1 2 2 200????? ? 提餾段： smAVu /200 ????? ?