【正文】 數(shù)N/根 管程數(shù) 殼程數(shù) 600 1 25 60 ? 3 25 269 1 1 可以算得此換熱器的換熱面積為 0A N d L?? =269***3= 可見滿足設(shè)計(jì)的要求。 ⑵塔底再沸器 ①再沸器的選擇：列管式蒸發(fā)器 對直徑較大的塔，一般將再沸器置于塔外。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。 ②加熱蒸汽消耗量 Q=qm1r1 Q=qm2r2 Q— 單位時(shí)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=㎏ r2=㎏ 提餾段液體流量 39。L = ∴ Q=qm2r2= = kJ/s= qm1 ∴ 蒸汽消耗量 qm1為 傳 熱面積： A=mQKt?? 蒸汽溫度為 120℃，冷液進(jìn)口溫度為 ℃，出口溫度為 ℃。 則 mt? = (120 110 .45 ) (120 110 .54)()nl? ? ?=℃ 由于溶液黏度小于 所以 K初取 1050W m2/℃ 25 ∴ A= 21800200 1 8 0 .4 71 0 5 0 9 .5 m?? 列管外徑 0d 一般都選 25mm，管長取 6m。 因?yàn)? 0dL A? ? 所以 L=2299m, 則 算得管數(shù)為： N=384 根 根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以查得： 外殼直徑D/mm 公稱壓強(qiáng)gp /(kgf/cm2) 公稱面積A/m2 管子排列方式 管長l/m 管子外徑0d /mm 管子總數(shù)N/根 管程數(shù) 殼程數(shù) 800 1 25 200 ? 6 25 444 6 1 可 以算得此換熱器的換熱面積為 0A N d L?? =444***6= 則滿足要求，也用此換熱器做蒸發(fā)器。 ⑶進(jìn)料預(yù)熱器（列管式加熱器） 進(jìn)料冷夜的溫度為 ℃，經(jīng)過加熱器變成飽和液體溫度為 ℃，用列管式加熱器。 加熱蒸汽消耗量及換熱器的選型 Q=qm1r1 Q=qm2r2 Q— 單位時(shí)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=㎏ r2=㎏ 進(jìn)料液體流量 F=200Kmol/h= 即 qm2= ∴ Q=qm2r1= = kJ/s= qm1 ∴ 蒸汽消耗量 qm1為 傳熱面積： A=mQKt?? 蒸汽溫度為 120℃，冷液進(jìn)口溫度為 ℃ ，出口溫度為 ℃。 26 則 mt? = (120 15. 7 ) (120 101 .86 ) ()nl? ? ? ?℃ 由于溶液黏度小于 所以 K初取 900W m2/℃ ∴ A= 21881400 4 2 .49 0 0 4 9 .3 m?? 列管外徑 0d 一般都選 25mm，管長取 3m。 因?yàn)? 0dL A? ? 所以 L=540m, 則 算得管數(shù)為： N=181 根 根 據(jù)這些數(shù)據(jù)可以查得： 外殼直徑D/mm 公稱壓強(qiáng)gp /(kgf/cm2) 公稱面積A/m2 管子排列方式 管長l/m 管子外徑0d /mm 管子總數(shù)N/根 管程數(shù) 殼程數(shù) 600 1 25 60 ? 3 25 269 1 1 可以算得此換熱器的換熱面積為 0A N d L?? =269***3= 則滿足要求，也用此換熱器加熱。 ⑷進(jìn)料泵 塔總高（不包括群座）由下式?jīng)Q定 39。( 2 )D T T F BH H N S H SH H H? ? ? ? ? ? ? 式中 H— 塔高， m； DH 塔頂空間， m； TH 塔板間距， m； 39。TH 開有人孔的塔板間距， m； FH 進(jìn)料段高度， m； BH 塔底空間， m； N 實(shí)際塔板數(shù)， m； S 人孔數(shù)（不包括塔頂空間與塔底空間的人孔數(shù)）。 所以 DH 取 ， N =34塊 ， TH = ， 39。TH = , FH =，每 8塊取一個(gè)人孔，則 S =4 個(gè)。 BH 的計(jì)算，塔釡料液最好能在塔底有 3~5 分鐘的存儲，所以取 5分鐘來計(jì)算。 27 因?yàn)? 39。SL =*300= 39。24SBL D H?? ∴ BH = 則 H =+(3424)*+++= 群座高度取 5m，所以總高度為 。 F=180Kmol/h=料液罐的壓強(qiáng)為常壓 1atm，加料板的壓強(qiáng)為 110925pa 進(jìn)料口的高度為 ，進(jìn)料段的表壓為 ，管路阻力 fh? 管路的高度為 +*10+ fh? =+ fh? ,所以要選一個(gè)適合這個(gè)流量和高度的泵，查 SI 型離心泵性能表 從各個(gè)方面考慮下來， SI 6550160 比較適合作進(jìn)料泵，其有關(guān)參數(shù)為： 流量/(m3/h) 揚(yáng)程 /m 轉(zhuǎn)速/(r/min) 氣蝕余量/m 泵效率/% 軸功率 配帶功率 25 32 2900 65 使用重力回流。 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總 ⑴ 物性數(shù)據(jù)表 名 稱 結(jié)構(gòu)式 相對分子質(zhì)量 密度 20℃ 3/kgm 沸 點(diǎn) kPa ℃ 比熱容 (20℃ ) KJ/(kg.℃ ) 黏度 (20℃ ) 表面 張力????? (20℃ ) N/m 苯 甲苯 92 28 ⑵浮閥塔板工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 項(xiàng)目 數(shù)值及說明 精餾段 提餾段 塔徑 D,m 板間距 HT ,m 塔板型式 單溢流弓 形降液管 單溢流弓形降液管 平均流量 氣相 sV 3/ms 液相 sL 3/ms 堰長 lw ,m 堰高 hw ,m 板上液層高度 hL ,m 降液管底隙高度 h0,m 浮閥數(shù) N,個(gè) 209 209 閥孔氣速 u0,m/s 閥孔動能因數(shù) F0 臨界閥孔氣速 uoc,m/s 孔心距 t,m 排間距 t,m 單板降壓 ,pp Pa? 677 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 ,s? 11 降液管內(nèi)清液層高度 ,dHm 液泛率，﹪ 氣相負(fù)荷上限 3max( ) , /sV m s 氣相負(fù)荷下限 3min( ) , /sV m s 操作彈性 三、結(jié)論和評解 通過這次課程設(shè)計(jì)使我充分理解到化工原理課程的重要性和實(shí)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(jì)，對實(shí)際單元操作設(shè)計(jì)中所涉及的個(gè) 29 方面要注意問題都有所了解。通過這次對精餾塔的設(shè)計(jì)，不僅讓我將所學(xué)的知識應(yīng)用到實(shí)際中，而且對知識也是一種鞏固和提升充實(shí)。在老師和同學(xué)的幫助下，及時(shí)的按要求完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，通過這次課程設(shè)計(jì)，使我獲得了很多重要的知識，同時(shí)也提高了自己的實(shí)際動手和知識的靈 活運(yùn)用能力。 本設(shè)計(jì)是一次常規(guī)的練習(xí)設(shè)計(jì)，目的在于掌握設(shè)計(jì)的過程和分析問題的能力，必定有許多不足之處，希望老師多多批評。 四、致謝 感謝給我?guī)椭睦蠋煟厚T暉、黃莉。 感謝給我?guī)椭耐瑢W(xué)： 劉鑫 等。 五、參考書目 ⑴天津大學(xué)華工學(xué)院柴誠敬主編《化工原理》下冊，高等教育出版社。 ⑵南京工業(yè)大學(xué) 管國鋒主編《化工原理》化學(xué)工業(yè)出版社。 ⑶華東理工大學(xué) 陳英蘭、劉玉蘭主編《常用化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì)》華東理工大學(xué)出版社。 ⑷ 《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 。 ⑸大連理工大學(xué) 匡國柱 史啟才主編《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》化工工業(yè)出版社。 ⑹天津大學(xué) 夏青 陳常貴主編《化工原理》 天津大學(xué)出版社 。 ⑺天津大學(xué) 姚玉英主編《化工原理》下冊 天津科學(xué)技術(shù)出版社。 ⑻中南大學(xué) 劉道德 袁慶輝主編《化工設(shè)備的選擇與設(shè)計(jì)》 中南大學(xué)出版社。 30 31