【正文】 11 1 1 . 3 2( ) 3 9 4 ( ) 4 5 4 . 2 9 /1 1 1 . 2 2rVV rTH H k J k gT? ?? ? ? ? ? ? ??? 甲苯 : 21(1 0 9 . 1 2 7 3 . 1 5 ) / 3 1 8 . 5 7 1 . 1 9 9 9(1 1 0 . 6 3 2 7 3 . 1 5 ) / 3 1 8 . 5 7 1 . 2 0 4 7rrTT ? ? ?? ? ? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 25 蒸發(fā)潛熱 0 . 3 8 0 . 3 8221 11 1 1 . 1 9 9 9( ) 3 6 3 ( ) 3 5 9 . 7 4 /1 1 1 . 2 0 4 7rVV rTH H k J k gT? ?? ? ? ? ? ? ??? 39。9 1 . 7 1 / 9 1 . 7 1 1 0 3 . 2 1 9 4 6 5 . 3 9 /WWM k g m o lW M W k J k g?? ? ? ? ? ( 1 )( 1 ) 359 .74 454 .29335 .27 /LW V W W V B W V AI I X H X Hk J k g? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? 39。7( 1 ) ( )3 .5 1 9 4 6 5 .3 9 3 3 5 .2 71 .1 1 1 0 /C V W LWQ R W I IkJ kg? ? ? ? ?? ? ??? 第六章 附屬設(shè)備設(shè)計 ? 接管尺寸與結(jié)構(gòu) 接管的合適尺寸與在操作條件下管內(nèi)的適宜流速的選擇密切相關(guān)。塔頂蒸汽的適宜流速為：常壓操作時取 12~20ms ，絕對壓力在 6000 ~ 14000Pa時取30~50ms ，絕對壓力小于 6000Pa 時取 50~ 70ms 。進(jìn)料管內(nèi)的適宜流速為：重力回流取 ~ ，強(qiáng)制回流取 ~ 。 進(jìn)料管內(nèi)適宜流速為：由高位槽入塔時取 ~ ，由泵 輸送時取 ~ 。塔釜出料管內(nèi)適宜流速一般取 ~。由公式計算得到尺寸均應(yīng)圓整到相應(yīng)規(guī)格的管徑。 ? 進(jìn)料管 當(dāng)塔徑 800D mm? ，且物料清潔不易聚合時，一般采用簡單的進(jìn)料管，如圖 當(dāng)塔徑 800D mm? 時，人不能進(jìn)入塔內(nèi)檢修，為了檢修方便，進(jìn)料管應(yīng)采用帶外套的可拆結(jié)構(gòu)，如圖 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 26 ? 塔釜出料管 當(dāng)塔支座直徑小 于 800mm 時，塔底出料管一般采用如圖 a 所示，當(dāng)塔支座直徑大于 800mm 時，出料管可采用如圖 b 所示，為了安裝方便，引出管通道直徑應(yīng)大于管法蘭外徑。 ? 進(jìn)氣管 當(dāng)對氣體分布要求不高時，采用如圖 a 所示結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣管；當(dāng)塔徑較大且進(jìn)氣要求均勻時，可采用如圖 b 所示結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣管，管上開有 3 排小孔，管徑及小孔直徑與數(shù)量 由工藝條件決定。當(dāng)蒸汽直接加熱 釜液時，蒸汽進(jìn)入管安裝在液 面以下 ，管上小孔是朝下方或斜下方的，小孔直徑通常為 5~10mm ，各孔中心相聚 5~10 倍孔徑。全部小孔截面積為進(jìn)氣管截面積的 ~ 倍。當(dāng)進(jìn)氣管安裝在液面以上時，小孔是朝上方或斜上方的。 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 27 ? 再沸器 再沸器的任務(wù)是將部分塔底的液體蒸發(fā)以便進(jìn)行徑流分離。再沸器是熱交換設(shè)備，根據(jù)加熱面安排的需要，再沸器的構(gòu)造可以 是夾套式、蛇管式或列管式；加熱方式可以是間接加熱或直接加熱。 選擇時應(yīng) 注意以下 幾點(diǎn) ： ① 使設(shè)備成本低（保持較高的傳熱系數(shù)）； ② 使換熱表面盡可能清潔（防止傳熱管表面結(jié)垢）； ③ 對于易熱分解的產(chǎn)品，應(yīng)使其停留時間短，加熱壁溫低； ④ 能滿足分離要求。 小型再沸器可直接安裝在塔底部，但再沸器的橫截面積要略大于塔體的截面，對于較大型的塔，再沸器一般安裝在塔外。工業(yè)上使用最多的形式有：強(qiáng)制循環(huán)式、臥式熱虹吸式、立式熱虹吸式和凱爾特式。在立式再沸器中，被蒸發(fā)的液體在管內(nèi)通過；在臥式再沸器中，被蒸發(fā)液體在管外通過。再沸 器容量大時塔的操作穩(wěn)定，蒸汽分離空間大時可防止蒸氣中夾帶液體。對易起泡系統(tǒng)尤為有利。采用臥式再沸器，可以使塔和建筑物的總高度降低；由于產(chǎn)品在臥式再沸器中 的停留時間較長。因此不適宜用于蒸發(fā)對熱不穩(wěn)定的產(chǎn)品。 熱虹吸式再沸器利用再沸器中氣 液混合物和塔底液體的密度差為推動力，增加流體在管內(nèi)的流動速度，減少污垢的沉積，提高了傳熱系數(shù)，裝置緊湊，占地面積小。 凱爾特式再沸器一次通過蒸發(fā)的氣液比可達(dá) 80%，相當(dāng)于一塊理論板。再沸器的傳熱面積可任意選用，釜液結(jié)焦時清洗方便，但金屬消耗量和占地面積都大。 當(dāng)塔底產(chǎn)品是廢水 時，通常采用直接水蒸氣加熱，這樣可節(jié)省再沸器的投資成本。 ? 冷凝器 冷凝器的任務(wù)是冷凝離開塔頂?shù)恼羝?，以便為分離提供足夠的回流。冷凝的優(yōu)點(diǎn)是未凝的產(chǎn)品富集了輕組分，冷凝器為分離提供了一塊理論板。當(dāng)全凝時，部分冷凝凝液作為回流返回，冷凝沒有分離作用。 在小型精餾塔中，冷凝器可采用蛇形式；對大型設(shè)備一般采用列管式。為了提高冷卻介質(zhì)的流速，使其傳熱系數(shù)提高，一般安排冷卻介質(zhì)在管內(nèi)流動，蒸汽在管外冷凝，對于小型精餾塔，冷凝器一般安裝在塔頂，冷凝液靠重力作用回流入塔。冷凝器距塔頂回流口的高度，可根據(jù) 管道阻力損失進(jìn)行估算。工業(yè)上常用的幾種回流形式 對于大型精餾塔，往往講冷凝器安裝在離地面約 5m 的支架上，以保證泵在輸送回流液時，不會出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象。采用泵進(jìn)行強(qiáng)制回流時，回流屬冷回流，其回流比容易控制，且對安放冷凝器的支座要求不高，安裝與檢修都比較方便。 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 28 計算結(jié)果總匯 符號 單位 計算數(shù)據(jù) 精餾段 提餾段 各段平均溫度 tm ℃ 各段相對揮發(fā)度 ? 各段平均壓強(qiáng) Pm kPa 平均流量 氣相 Vs m3/s 液相 LS m3/s 實際塔板數(shù) N 塊 12 14 板間距 HT m 塔的有效高度 Z m 塔徑 D m 空塔氣速 u m/s 0． 783 塔板 液流型式 單溢流 單溢流 溢 流 裝 置 溢流管型式 弓形 弓形 堰長 LW m 堰高 hw m 溢流堰寬度 Wd m 管底與受液盤距離 h0 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 29 板上清液層高度 hL m 孔徑 d0 m 孔間距 t m 孔數(shù) n 11515 開孔面積 Aa m2 篩孔氣速 u0 m/s 塔板壓降 Δ P0 aP 堰上液層高度 Hd m 霧沫夾帶 ev kg/kg 負(fù)荷上限 液沫夾帶控制 負(fù)荷下限 漏液控 制 氣相最大負(fù)荷 Vmax m3/s 氣相最小負(fù)荷 Vmin m3/s 操作彈性 致 謝 課程設(shè)計對于我們是一次嚴(yán)峻的考驗，綜合檢驗了學(xué)過的知識，培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實際的能力。幫助我們更加深入的理解了化工生產(chǎn)單元操作以及設(shè)計要求，使我們所學(xué)的知識不局限于書本，鍛煉了我們工程設(shè)計思維能力。通過對這次化工原理的課程設(shè)計使我增長了許多實際的知識，也在大腦中確立了一個關(guān)于化工生產(chǎn)的一個輪廓。 本次化工原理的課程設(shè)計使我對化工行業(yè)有了一個更深層次的認(rèn)識。在設(shè)計中鍛煉了我查閱資料和文獻(xiàn)的能力，提高了我對知識進(jìn)行歸納、整理和總結(jié)的本領(lǐng)，培養(yǎng)了我勤奮思考、努力專研、艱苦奮斗、持之以恒等許多優(yōu)秀的品質(zhì)。我相信這在我以后的工作必將成為一筆不可或缺的財富。當(dāng)然在這次設(shè)計中的收獲還不止這些，更主要的是它給了我一種設(shè)計的思想，使我們認(rèn)識到了實際化工生 產(chǎn)過程和基礎(chǔ)理論的聯(lián)系與差別，教我如何面對自己在實際中遇到的問題。 在此次化工原理設(shè)計過程中，我的收獲很大 ,感觸也很深，更覺得學(xué)好基礎(chǔ)知識的重要性。在此次的設(shè)計過程中，使我認(rèn)識到了實際化工生產(chǎn)過程和基礎(chǔ)理論的聯(lián)系與差別 . 我國的化工事業(yè)還不是很發(fā)達(dá)，而且相對外國來說還很落后，因此對我們每一位將來從事化工行業(yè)的大學(xué)生來說，現(xiàn)在豐富自己的知識，為以后工作能得心應(yīng)手做好準(zhǔn)備，也為我國的化工事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 30 力量。 現(xiàn)在的我百感交加。這一路走來雖累，但很有價值，痛并快樂著。通過幾周的化工原理的課程設(shè)計， 讓我感觸最深的是：紙上得來終覺淺，覺知此事要躬行。理論很好的運(yùn)用于實際是我們學(xué)習(xí)的目的，因此在實踐中充分鍛煉自己運(yùn)用知識的能力是我們面臨就業(yè)的學(xué)生的當(dāng)務(wù)之急。 在 本次設(shè)計中將以前學(xué)過的知識加以綜合運(yùn)用，不僅培養(yǎng)了我的自學(xué)能力，也提高了我對復(fù)雜問題的分析能力。通過這次學(xué)習(xí)與設(shè)計實踐，加深了我對化工生產(chǎn)過程的理解和認(rèn)識，也對以往學(xué)過的知識加以鞏固。 此次設(shè)計不僅鞏固了所學(xué)的的化工原理知識 ,更極大拓寬了我的知識面，讓我認(rèn)識了實際化工生產(chǎn)過程和理論的聯(lián)系和差別，這對將來的畢業(yè)設(shè)計無疑將起到重要的作用。 但因自己學(xué)識 有限，設(shè)計中一定有很多疏漏和錯誤之處，懇請老師同學(xué)批評指正。最難忘的是得到了老 師和同學(xué)們的熱心指導(dǎo)使得我的設(shè)計工作得以圓滿完成。在此，向他們表示衷心的 感感 謝謝 ！謝謝你們！ 參考文獻(xiàn) [1].石油化工手冊 [2].陳敏恒，叢德滋，方圖南，齊鳴齋，化工原理（下冊），第二版，北京，化學(xué)工業(yè)出版社， 1999 年 [3].陳敏恒，叢德滋，方圖南，齊鳴齋，化工原理（上冊），第二版，北京，化學(xué)工業(yè)出版社， 1999 年 [4].賈紹義，柴誠敬，化工原理課程設(shè)計，天津，天津大學(xué)出版社， 2021 年 [5].陳常貴，柴誠敬 ，姚玉英，化工原理（下冊），天津，天津大學(xué)出版社， 2021年 [6].圖偉萍，陳佩珍，程達(dá)芳，化工過程及設(shè)備設(shè)計，北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2021 年 [7].唐倫成，化工原理課程設(shè)計簡明教程，哈爾濱，哈爾濱工程大學(xué)出版社，2021 年 [8].劉光啟，馬連湘，劉杰，化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊（有機(jī)卷），北京，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 年 [9]. 劉光啟，馬連湘，劉杰，化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊（無機(jī)卷），北京，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 年 [10].崔鴻斌， AtuoCAD2021 中文版使用教程，北京，人民郵電出版社， 2021 年 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 31 [11].羅傳義，時景榮， VBA 程序設(shè)計，吉林，吉林科學(xué)技術(shù)出版社， 2021 年 主要符號說明 英文字母 T 溫度℃ R 回流比 N 精餾塔板數(shù) E 板效率 D 塔頂產(chǎn)品流量kmol/h W 塔底產(chǎn)品流量kmol/h F 進(jìn)料量 kmol/h V 上升蒸汽流量kmol/h L 下降液體流量kmol/h a 質(zhì)量分率 Q 進(jìn)料狀況參數(shù) HT 板間距 m M 分子量 kg/kmol D 塔徑 m U 空塔氣速 m/s l 堰長 m hL 板上液層高 m how 降液層高度 m At 塔截面積 m*m Wd 降液管寬度 m H 外堰高 m u0 閥孔氣速 m/s Ho 降液管底隙高度 m t 孔間距 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 32 Fo 閥孔動能因數(shù) Hd 降液管中滴液度 Aa 鼓泡數(shù)面積 a 相對揮發(fā)度 H0 干板阻力降 μ 粘度 P 壓強(qiáng) τ 降液管內(nèi)停留時間 ρ 密度 W 釜?dú)堃? δ 表面張力 L 液相 D 餾出液 Min 最小值 F 進(jìn)料液 A 易揮發(fā)組分 V 氣相 B 難揮發(fā)組分 Max 最大值 主要符號說明 符 號 說 明 單 位 符 號 說 明 單 位 A 苯 Wl 堰長 m B 甲苯 Wh 溢流堰高度 m D 塔頂 OWh 堰上層高度 m F 進(jìn)料板 dW 弓形降液管高度 m W 塔釜 fA 截面積 2m L 液相 TA 塔截面積 2m 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 33 V 氣相 ? 液體在降液管中停留時 間 s M 摩爾質(zhì)量 kg/kmol 0h 降液管底隙高度 m minR 最小回流比 sW 邊緣區(qū)高度 m N 實際塔板數(shù) aA 開孔區(qū)面積 2m P 壓強(qiáng) kPa t 孔中心距 mm t 溫度 C? ? 開孔率 ? 密度 3kg/m n 篩孔數(shù)目 個 ? 表面張力 mN/m 0u 氣體通過閥孔氣速 m