【正文】 計(jì)算結(jié)果列于表 14。 表 14 )//( 3 smLs )//( 3 smVs 由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線 4 (5) 液相負(fù)荷下限線 對(duì)于平直堰，取堰上液層高度 mhOW ? 作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。 E= 3/23600 ????????? w sOW l LEh 3/2m in, ??????????? sL smsmL s /, ??? ? 據(jù)此可作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線 5。 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì) 40 根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負(fù)荷性能圖，如圖所示。 提餾段篩板負(fù)荷性能圖霧沫夾帶線液泛線液相負(fù)荷上限線液漏線液相負(fù)荷下限線操作線01230 Ls/(m3/s)Vs/(m3/s) 圖 15：提餾段篩板負(fù)荷性能圖 由塔板負(fù)荷性能圖可以看出： ①任務(wù)規(guī)定的氣、液負(fù)荷下的操作點(diǎn) P（設(shè)計(jì)點(diǎn)），處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置。 ②塔板的 氣相負(fù)荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限有漏液控制。 ③按照固定的氣液比，由圖 14查出塔板的氣相負(fù)荷上限 ? ? smV s / 3m ax ? ，氣相負(fù)荷下限 ? ? smVs / 3m in ? ，所以 操作彈性 ?? 操作點(diǎn) P 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì) 41 四 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 設(shè)計(jì)得數(shù)據(jù) 精餾段 提餾段 主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 塔徑 D m 塔的有效高度 Z m 4 實(shí)際塔板數(shù) N 塊 8 11 板間距 TH m 塔板液流形式 單流型 單流型 塔板形式 弓形 弓形 堰長(zhǎng) Wl m 堰高 Wh m 溢流堰寬度 dW m 降液管的面積 fA 2m 管底與受液盤距離 oh m 板厚 ? mm 孔徑 od mm 孔間距 t mm 孔數(shù) n 個(gè) 3120 3120 開孔率 ? % % 邊緣區(qū)寬度 cW m 安定去寬度 sW m 開孔區(qū)面積 aA 2m 主要性能參數(shù) 各段平均壓強(qiáng) mP KPa 各段平均溫度 mT ℃ 氣相平均流量 sV sm/3 液相平均流量 sL sm/3 板上 清液層高 LH 液柱m 空塔氣速 u sm/ 篩孔氣速 ou sm/ 10 塔板壓降 Ph 液柱m 液體在降液管中停留時(shí)間 ? s 降液管內(nèi)清液層高度 dH m 霧沫夾帶量 Ve 氣//kgkg 負(fù)荷上限 霧沫夾帶控制 霧沫夾帶控制 負(fù)荷下限 漏液控制 漏液控制 氣相負(fù)荷上限 max,sV sm/3 氣相負(fù)荷下限 min,sV sm/3 操作彈性 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì) 42 五 板式塔得結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)備 附件的計(jì)算 配管 (1)進(jìn)料管 進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管、 T 形進(jìn)料管。本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管。 已知進(jìn)料流率為 hkmolF /? ，平 均分子質(zhì)量 kmo lkgM F /? ，密度為3, / mkgmFL ?? 所以 smLF / 3??? 取管內(nèi)流速 smUF /? 則進(jìn)料管直徑 mULdFFF ?????? ? (2)回流管 采用直管回流管，回流的體積流率： smLs / 3? 取管內(nèi)流速 smUR /? 則進(jìn)料管直徑 mULdRsR ????? ? (3)釜液出口 管 體積流率： hmLW / 3??? 取管內(nèi)流速 smUW /? 則進(jìn)料管直徑 mULdWWW 3600/????? ? 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì) 43 (4)塔頂蒸汽管 smVs / 3? 取管內(nèi)流速 smu /15? 則進(jìn)料管直徑 muVd s ????? ? (5)加熱蒸汽管 smVs / 3, ? 取管內(nèi)流速 smu /13? 則進(jìn)料管直徑 muVd s , ????? ? 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì) 44 冷凝器 塔頂溫度 tD=℃ 冷凝水 t1=20℃ t2=30℃ 則 1 2 2 ?????? ttt D ℃ 1 2 2 ?????? ttt D ℃ ? ? )( 10/ln 21 21 ???? ????? tt ttt m ℃ 由 tD=℃ 查液體比汽化熱共線圖 圖 16：液體比汽化熱共線圖 得 : kgkJ /?苯? 又氣體流量 smVs / 3? 塔頂被冷凝量 skgVq s / ???? ? 冷凝的熱量 skJqQ / ???? 苯? 取傳熱系數(shù) KmWK 2/600? 則傳熱面積 23 mtK QA m ?? ???? 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì) 45 冷凝水流量 ? ? skgttC QW P / 321 ?????? 再沸器 塔底溫度 tw=℃ 用 t0=135℃ 的蒸汽，釜液出口溫度 t1=112℃ 則 1 21 3 511 ?????? ttt o ℃ 231 1 21 3 522 ?????? ttt o ℃ ? ? )23/ n( ????? ????? tt ttt m ℃ 由 tW=℃ 查液體比汽化熱共線圖得 : kgJ /362?苯? 又氣體流量 smVs / 3? 塔頂被冷凝量 skgVq s / ???? ? 冷凝的熱量 skJqQ / 1 53 6 ???? 苯? 取傳熱系數(shù) KmWK 2/600? 則傳熱面積 23 mtK QA m ?? ???? 加熱蒸汽的質(zhì)量流量 ? ? skgttC QW oP / 7 31 ?????? 儲(chǔ)槽、加料泵、高位槽、產(chǎn)品冷卻器設(shè)計(jì)從略。 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì) 46 板式塔結(jié)構(gòu) 板式塔內(nèi)部裝有塔板、降液管、各物流的進(jìn)出口管及人孔（手孔）、基座、除沫器等附屬裝置。除一般塔板按設(shè)計(jì)板間距安裝外，其他處根據(jù)需要決定其間距。 （ 1） 塔頂空間 塔頂空間指塔內(nèi)最上層塔板與塔頂?shù)拈g距。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，此段遠(yuǎn)高于板間距（甚至高出一倍以上），本塔塔頂空間取 mHD ? （ 2） 塔底空間 塔底空間指塔內(nèi)最下層塔底間距。其值由如下兩個(gè)因素決定。 ①塔 底駐液空間依貯存液量停留 3~5min 或更長(zhǎng)時(shí)間（易結(jié)焦物料可縮短停留時(shí)間）而定。②塔底液面至最下層塔板之間要有 1~2m的間距，大塔可大于此值。本塔取 )m(?BH （ 3） 人孔 一般每隔 6~8 層塔板設(shè)一人孔。設(shè)人孔處的板間距等于或大于 600mm，人孔直徑一般為 450~500mm，其伸出塔體得筒體長(zhǎng)為 200~250mm，人孔中心距操作平臺(tái)約 800~1200mm。本塔設(shè)計(jì)每 7 塊板設(shè)一個(gè)人孔，共兩個(gè)，即 )(2個(gè)?pn （ 4） 塔高 ? ? BDPPFFTPF HHHnHnHnnnH ???????? 1 )12119( ??????????? ? 故全塔高為 ，另外由于使用的是虹吸式再沸器，可以在較低位置安置，所以裙 座 取了較小的 。 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì) 47 六 參考書目 [1]夏清 ,陳常貴?化工原理下冊(cè)?天津：天津大學(xué)出版社， 2021 [2]任曉光?化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)?北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [3]陳均志，李雷?化工原理實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)?北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [4]賈紹義 ,柴敬誠(chéng)?化工原理課程設(shè)計(jì)?天津：天津大學(xué)出版社， 2021 七 設(shè)計(jì)心得體會(huì) 本次課程設(shè)計(jì)通過(guò)給定的生產(chǎn)操作工藝條件自行設(shè)計(jì)一套苯－ 甲 苯物系的分離的 塔板 式連續(xù)精餾塔設(shè)備。通過(guò) 近 四 周的努力，反 經(jīng)過(guò) 復(fù) 雜的 計(jì)算和優(yōu)化， 我終于設(shè)計(jì)出一套較為完善的 塔板 式連續(xù)精餾塔設(shè)備。其各項(xiàng)操作性能指標(biāo)均能符合工藝生產(chǎn)技術(shù)要求，而且操作彈性大，生產(chǎn)能力強(qiáng)，達(dá)到了預(yù)期的目的。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我經(jīng)歷并學(xué)到了很多知識(shí)，熟悉了大量課程內(nèi)容，懂得了許多做事方法，可謂是我從中受益匪淺，我想這也許就是這門課程的最初本意。從接到課題并完成分組的那一刻起 我們就立志要盡最大努力把它做全做好。首先，我們?nèi)D書館借閱了大量有關(guān)書籍，并從設(shè)計(jì)書上了解熟悉了設(shè)計(jì)的流程和方法。通過(guò)查閱資料我們從對(duì)設(shè)計(jì)一無(wú)所知變得初曉門路，而進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和討論使我們使我們具備了完成設(shè)計(jì)的知識(shí)和方法，這使我們對(duì)設(shè)計(jì)有了極大的信心，我們確定了設(shè)計(jì)方案和具體流程及設(shè)計(jì)時(shí)間表，然后就進(jìn)入了正是的設(shè)計(jì)工作當(dāng)中。 萬(wàn)事開頭難， 我 從最簡(jiǎn)單的物料衡算開始，把設(shè)計(jì)題目中的操作條件轉(zhuǎn)化為化工原理課程物料衡算 相關(guān)的變量最終把物料衡算正確的計(jì)算出來(lái)。然后是回流比的確定， 我 應(yīng)用 化工原理 中的計(jì)算式出了最小回流比，然后通過(guò)分析確定了放大倍數(shù)求出了實(shí)際回流比。同樣理論塔板數(shù)的計(jì)算也是通過(guò)復(fù)雜但有序的計(jì)算得出。 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì) 48 接下來(lái)塔的工藝尺寸計(jì)算，篩板流體力學(xué)驗(yàn)算，塔板負(fù)荷性能圖計(jì)算等一個(gè)接一個(gè)的被我們拿下，當(dāng)然這一路下來(lái)并不是一帆風(fēng)順的。在驗(yàn)算漏液時(shí)我發(fā)現(xiàn)得出的驗(yàn)算值小于規(guī)定值，這一下打亂了我的行進(jìn)步驟。通過(guò) 驗(yàn)算 分析，我整理出可能幾條導(dǎo)致這一問(wèn)題原因，在對(duì)這幾個(gè)因素逐一分析后我們把目標(biāo)轉(zhuǎn)向了最大的“疑犯”篩板孔心距。原來(lái)是我把孔心距取值取得偏小了，因?yàn)槲疫@個(gè)塔的生產(chǎn)能力比較大，太小的孔心 距會(huì)導(dǎo)致板上液層壓力大于板下氣流產(chǎn)生的壓力就會(huì)導(dǎo)致漏液的產(chǎn)生。在重新取了一個(gè)稍大的孔心距后通過(guò)驗(yàn)算漏液?jiǎn)栴}得到順利解決。 后來(lái)進(jìn)行校核時(shí)，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了漏液現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)驗(yàn)算查詢我才發(fā)現(xiàn)是之前的塔徑算錯(cuò)了，從而我將塔徑到校核全部重算，花費(fèi)了較多的時(shí)間，但是看到校核正確還是充滿的激動(dòng)與欣喜。 塔的設(shè)計(jì)工作按計(jì)劃完成后我們開始整理草稿并裝訂成本，為下一步的文檔編輯做好準(zhǔn)備。文檔的編輯 很是復(fù)雜，每一個(gè)都要用公式編輯器編輯，可是堅(jiān)持才是成功的不二法門，經(jīng)過(guò)幾天的不懈努力，終于編輯好了文檔。 這次歷時(shí)近兩周的的 課 程設(shè)計(jì) 使 我把平時(shí)所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，使我對(duì)書本上所學(xué)理論知識(shí)有了進(jìn)一步的理解， 也使我自主學(xué)習(xí)了新的知識(shí)并在設(shè)計(jì)中加以應(yīng)用 。 此次 課程設(shè)計(jì) 也 給我提供了 很大 的發(fā)揮空間，我 積極 發(fā)揮主觀能動(dòng)性獨(dú)立地去通過(guò)書籍、網(wǎng)絡(luò)等各種途徑查閱資料、查找數(shù)據(jù) 和標(biāo)準(zhǔn) ，確定設(shè)計(jì)方案。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)提高了我的認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。總之， 這次課程設(shè)計(jì)不僅鍛煉了我應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來(lái)分析解決問(wèn)題的能力 ， 也提高了我自學(xué)，檢索資料和協(xié)作的技能 。 最后，我還要感謝姚老師在這次課程設(shè)計(jì)中給予我的敦促和指導(dǎo)工作。對(duì)于設(shè)計(jì)中我問(wèn)題遇到的 問(wèn)題 他 給予了我認(rèn)真明確耐心的指導(dǎo)，這極大的鼓勵(lì)了我完成設(shè)計(jì)的決心，因此，我要再次感謝姚剛老師和班級(jí)同學(xué)給予的幫助。 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì) 49 八 附錄： 苯 甲苯連續(xù)精餾過(guò)程板式精餾塔示意圖