【正文】 0 . 0 5 1 2 . 7 9 0 . 0 0 1 48 1 2 . 5 80 . 4 5 7 0 . 1 0 1 0 . 7 7 1VLooa Al ???? ??? ? ? ??? ???????? ? ? ? ?1 0. 5 0. 4 0. 5 0. 61 1 0. 03 66 0. 15 9Twb KH K h?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?220 .1 5 3 / 0 .1 5 3 / 1 .8 0 .0 2 6 2 6 8 .7 9woc l h? ? ? ? ? ? ? ? ?2 / 3 2 / 3333 6 0 0 3 6 0 02 . 8 4 1 0 1 2 . 8 4 1 0 1 1 0 . 6 1 0 . 7 2 61 . 8wdE L????? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ?????? 代數(shù)得 2 2 2 / 01 4 59 68 .79 26sV L s L s? ? ? 2 2 2 / 311 3. 57 49 13 5. 7 51 8. 57sV L s L s? ? ? 在操作范圍內(nèi) ， 任取幾個(gè) Ls 值 ， 依上式計(jì)算出 Vs 的值，計(jì)算結(jié)果如下表。 26 表 11 液泛線 Ls /(m3/s) Vs /(m3/s) 做出篩板負(fù)荷性能圖 圖 1 篩板負(fù)荷性能圖 藍(lán)色 — 漏液線，紅色 — 液體流率下限線，黃色 — 液體流率上限線，青色 — 液泛線，綠色 — 霧沫夾帶上限線 提 餾段： 漏液線 由 ? ?0 , m in 0 , m in 0 0/ 4 .4 0 .0 0 5 6 0 .1 3 ( ) /w o w c L Vu V A C h h h ??? ? ? ? ? ， ?2*100 0/????????? WAOW lLEh 27 ? ?, m in 0 02 / 32 / 34. 4 0. 00 56 0. 13 ( ) /36002. 84 79 4. 124. 4 0. 77 2 0. 45 7 0. 00 56 0. 13 0. 03 26 0. 00 210 00 1. 8 3. 051. 55 1. 04 15 .2 6s w ow c L VssV C A h h hLL??? ? ? ????? ??? ??? ? ? ? ? ? ? ????? ??????????在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) Ls值，依上式計(jì)算出 Vs 值計(jì)算結(jié)果列于下表。 表 9 漏液線 Ls /(m3/s) Vs /(m3/s) 霧沫夾帶線 3 10 10 3 87 319 .27 10asvL T fTfuVeHhHH???????????????? ????? ????? 0 . 1 6 82 7 . 0 6 5 2 0 . 5 6 5ssasTfVVuVAA? ? ?? ? ? ? ? 2 / 32 / 3. 4 2. 5 0. 4 2. 5 0. 03 26 110 00 1. 80. 31 9 1. 13sT f w o wsLH h h hL?? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????????? 3 . 263 2 / 30 . 1 6 85 . 7 1 0 0 . 11 9 . 2 7 1 0 0 . 3 1 9 1 . 1 3svsVe L????????????? 2 / ?? 在操作范圍內(nèi) ， 任取幾個(gè) Ls值 ， 依上式計(jì)算出 Vs 的值，計(jì)算結(jié)果如下表。 表 10 霧沫夾帶線 Ls /(m3/s) Vs /(m3/s) 液相負(fù)荷下限 線 28 對(duì)于平直堰，取堰上液層高度 mmhow ? 作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn) 3/23600 ????????? w sow L LEh 取 E=1 m i n3 / 2 30 . 0 0 6 1 0 0 0 1 . 8 0 . 0 0 1 5 /2 . 8 4 3 6 0 0sL m s???? ? ????? 液相負(fù)荷上限線 以 s4?? 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限 sTfLHA?? m a x 30 . 5 6 5 0 . 4 0 . 0 5 6 5 /4sL m s??? 液泛線 令 ? ?wTD hHKH ?? 由 dlpd hhhH ??? ?hhhh lcp ??? Ll hh ?? owwL hhh ?? 聯(lián)立得 ? ? ? ? ??? hhhhhKKH dcowwT ???????? 11 忽略 oh ，將 owh 與 sL ， CL 與 sV 的關(guān)系代入上式 3/222 LsdLscbVa s ??????? ? ? ? ?220 . 0 5 1 0 . 0 5 1 3 . 0 5 0 . 0 0 5 57 9 4 . 1 20 . 4 5 7 0 . 1 0 1 0 . 7 7 1VLooa Al ???? ??? ? ? ??? ???????? ? ? ? ?1 0. 5 0. 4 0. 5 0. 61 1 0. 03 66 0. 15 9Twb KH K h?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?220 .1 5 3 / 0 .1 5 3 / 1 .8 0 .0 2 6 2 6 8 .7 9woc l h? ? ? ? ? ? ? ? ?2 / 3 2 / 3333 6 0 0 3 6 0 02 . 8 4 1 0 1 2 . 8 4 1 0 1 1 0 . 6 1 0 . 7 2 61 . 8wdE L????? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ?????? 代數(shù)得 2 2 2 / 05 5 59 68 .79 26sV L s L s? ? ? 29 2 2 2 / 31 2 8 .9 1 1 2 5 0 7 .2 7 1 3 2sV Ls Ls? ? ? 在操作范圍內(nèi) ， 任取幾個(gè) Ls值 ， 依上式計(jì)算出 Vs 的值，計(jì)算結(jié)果如下表。 表 11 液泛線 Ls /(m3/s) Vs /(m3/s) 做出篩板負(fù)荷性能圖 圖 1 篩板負(fù)荷性能圖 藍(lán)色 — 漏液線，紅色 — 液體流率下限線，黃色 — 液體流率上限線，青色 — 液泛線，綠色 — 霧沫夾帶上限線 30 9 設(shè)備設(shè)計(jì) 塔頂全凝器的計(jì)算與選型 全凝器的傳熱面積和冷卻水的消耗量 ? ℃ 冷凝蒸汽用量：1 7 9 .9 1 5 9 7 .1 7 1 3 .2 6 /3 6 0 0 3 6 0 0vMVG k g s? ?? ? ? 查得苯的潛熱 kgkjr /394? 甲苯的潛熱 kgkjr /362? 394 ( 1 ) 362 /r k j k g? ? ? ? ? ? 對(duì) Q 估算 以苯 甲苯的冷凝潛熱為主計(jì)算 1 393 .7 522 G r k w? ? ? ? 水的流量 ? ?2 5 2 2 0 .5 8 3 .2 6 /4 .1 8 4 5 3 0pQG k g sCt? ? ?? ? ? 平均溫差： ? ? ? ? 1 30 1 45 15 1 30 1 45? ? ? ????℃ 傳熱面積參照表 ? ?℃?? 2/700 mWK 3 25 2 2 0 .5 1 0 1 7 6 .37 0 0 4 3 .0mQAmkt ?? ? ??? 安全系數(shù)取 ，換熱面積 ? ? ? 31 再沸器 ℃?wt 加熱蒸汽量： 3 8 6 . 6 5 5 9 7 . 1 7 1 4 . 3 7 /3 6 0 0 3 6 0 0VMVG k g s?? ? ? 394 ( 1 ) 362 ? ? ? ? ? ? 對(duì) Q 估算 3 1 4 .3 7 3 6 2 .4 5 2 0 7 .7Q G r k w? ? ? ? ? 考慮 5%熱損失 1. 05 52 07 .7 54 68 .1 kwQ ? ? ? 選 的飽和水蒸氣加熱， ℃熱 ?st ℃ 0 3 3 ???? nt 取傳熱系數(shù) ? ?kmwK ?? 2/1000 估算傳熱面積 25 4 6 8 . 1 1 0 0 0 2 3 1 . 71 0 0 0 2 3 . 6mQAmKt ?? ? ??? 取 安全系數(shù) ，實(shí)際傳熱面積 22 3 1 .7 2 8 9 .60 .8Am?? 10 各種管尺寸確定 進(jìn)料管 進(jìn)料管管徑 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。管徑計(jì)算如下： Fu 可取 ~ m/s [6] 本次取 m/s 33 1 4 . 2 4 8 4 . 3 3 3 3 . 0 /8 0 3 . 0FFFFML m h?? ?? ? ? 32 4 4 3 3 4 . 5 82 . 0FFFLdmu??? ?? ? ?? 出料管 釜?dú)堃旱捏w積流量 ： 31 3 9 . 6 3 9 1 . 9 6 1 6 . 3 5 /7 8 5 . 3wswWML m s?? ?? ? ? Wu 一般可取 （ ~） [6] 本次取 1wu m s? 4 1 6 .3 5 4 .5 61wdm????? 塔頂蒸汽管 pd 15 /vu m s? 4 4 . 7 5 4 0 . 6 43 . 1 4 1 5spvVdmu? ?? ? ?? 回流管 Rd 本次設(shè)計(jì)采用 強(qiáng)制 回流 ， 取 Ru =2m/s 4 4 0 . 0 1 1 8 0 . 0 8 6 73 . 1 4 2 . 0sRRLdmu? ?? ? ?? 再沸返塔蒸汽管 vd smuv /15? 4 4 .7 1 4 0 .6 3 21 5 3 .1 4sV vVd ?? ? ?? ? ?? 33 11 塔高 總塔高度 =塔頂空間 +塔底空間 +人孔 +塔高 取塔頂空間 mHD ? 塔底空間 mHB ? 人孔數(shù) =4 取孔徑為 H=(nnFnp1)HT+nFHF+nPHp+HD+HB H=(3041)++4? ++=16m 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 計(jì)算數(shù)據(jù) 精餾段 提餾 段 各段平均壓強(qiáng) Pm kPa 各段平均溫度 tm ℃ 平均流量 氣相 VS m3/s 液相 LS m3/s 實(shí)際塔板數(shù) N 塊 16 14 板間距 HT m 塔的有效高度 Z m 6 塔徑 D m 3 3 空塔氣速 u m/s 塔板液流形式 雙 流型 雙 流型 溢流管型式 弓形 弓形 堰長(zhǎng) lw m 堰高 hw m 溢流堰寬度 Wd m 管底與受業(yè)盤(pán)距離 ho m 板上清液層高度 hL m 孔徑 do mm 孔間距 t mm 孔數(shù) n 個(gè) 41354 41354 開(kāi)孔面積 oA m2 篩孔氣速 uo m/s 塔板壓降 hP m 液體在降液管中停留時(shí)間 τ s 降液管內(nèi) 清液層高度 Hd m 霧沫夾帶 eV kg 液 /kg 氣 34 塔高 H m 16 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 液相 最大負(fù)荷 LS max m3/s 液相 最小負(fù)荷 LS min m3/s 操作彈性 經(jīng)過(guò)幾天的計(jì)算，終于將精餾塔設(shè)計(jì)好。雖然考研之前將化工原理看了好幾遍，但是這些都是書(shū)本上的知識(shí)， 沒(méi)有 具體的 去計(jì)算設(shè)計(jì) 一個(gè)設(shè)備。通過(guò)這幾 天的計(jì)算和學(xué)習(xí)，加深了我對(duì)化工原理的理解，也對(duì)實(shí)習(xí)時(shí)看見(jiàn)塔設(shè)備有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。 又通過(guò)作工藝流程圖和設(shè)備圖，鞏固了我的 CAD 技能，為畢業(yè)設(shè)計(jì)的開(kāi)展做了充分的準(zhǔn)備。感謝辛景老師的指導(dǎo)。 [1]陳敏恒等 編 《化工原理》下冊(cè) 北京 化學(xué)工業(yè) 出版社， 《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程教材》，化學(xué)工業(yè)出版社， [2]天津大學(xué)華工學(xué)院柴誠(chéng)敬主編《化工原理》下冊(cè)，高等教育出版社， [3] 大連理工大學(xué)主編《化工原理》下冊(cè)，高等教育出版社， [4]馬江權(quán)，冷一欣編《化工原理課程設(shè)計(jì)》（第二版）中國(guó)石化出版社，