【正文】 負(fù)荷下限條件，作出液相負(fù)荷下限線，?線為與氣相流量無關(guān)的豎直線。 06.)(???????wslLE、代入 的值則可求出 ?取 wl??*0()=)=.058/84wsL s（按上式作出的液相負(fù)荷下限線是一條與氣相流量無關(guān)的豎直線，見圖中的線(5). 37 Y = VsLs Y = 提餾段塔板性能負(fù)荷圖由塔板性能負(fù)荷圖可以看出：（1）在任務(wù)規(guī)定的汽液負(fù)荷下的操作點(diǎn)處在適宜操作區(qū)內(nèi)。（2）塔板的氣相負(fù)荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制。（3）按固定的氣液比，塔板的氣相負(fù)荷上限為 ，氣相負(fù)荷下限為，所以操作彈性= =浮閥塔的相關(guān)數(shù)據(jù)序號(hào) 項(xiàng)目 數(shù)值1 精餾段平均溫度 ℃/mt 2 提餾段平均溫度 ℃ 3 精餾段平均壓力 /4 提餾段平均壓力 38 5 精餾段氣相流量 3/()6 提餾段氣相流量 3/()s 7 精餾段液相流量 8 提餾段液相流量 3/()9 塔的有效高度 Z/m 10 實(shí)際塔板數(shù) 1611 塔徑/m 12 板間距/m 13 溢流形式 單溢流14 降液管形式 弓型15 堰長/m 16 精餾段堰高/m 17 提餾段堰高/m 18 板上液層高度/m 19 精餾段堰上液層高度/m 20 提餾段堰上液層高度/m 21 精餾段降液管底隙高度/m 22 提餾段降液管底隙高度/m 23 弓形降液管的寬度/m 24 截面積 2/ 39 25 安定區(qū)寬度/m 26 邊緣區(qū)寬度/m 27 開孔區(qū)面積 3/28 浮閥直徑/m 29 浮閥數(shù)目 （精 45） （提 38）30 孔中心距/m 31 開孔率/%（精：）（提：）32 空塔氣速 /()33精餾段液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間5s34提餾段液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間5S35 精餾段單板壓降 /Pa 47336 提餾段單板壓降 /Pa 46637 精餾段氣相負(fù)荷上限 3/()38 提餾段氣相負(fù)荷上限 39 精餾段氣相負(fù)荷下限 3/()40 提餾段氣相負(fù)荷下限 41 精餾段泛點(diǎn)率 %42 提餾段泛點(diǎn)率 %43 精餾段操作彈性 44 提餾段操作彈性 40 第四章塔附屬設(shè)計(jì) 塔附件設(shè)計(jì) 進(jìn)料管查表，40℃進(jìn)料乙醇密度；370/wkgm????*87*?取 5/???.取進(jìn)料管的規(guī)格為 。Φ3* 回流管回流時(shí)，溫度 ℃，65Wt?()????37/kgm???取 1./???取回流管規(guī)格為 。Φ0*. 41 塔頂蒸氣出料管塔頂?shù)臏囟葹?℃，此時(shí)塔頂蒸氣密度 *.325ρ==＝蒸氣體積流量 3...9/6S s???20/ums???取回流管規(guī)格為 。Φ4* 釜液排出管釜底溫度為 ℃，平均摩爾質(zhì)量 ()?????LBALa??1 30..???3*=./3MLs??取 ???取此管的規(guī)格為 。Φ* 42 塔底進(jìn)氣管39。=V+(q1)*32M提 （ ＋ 8(5*32+)＝ ???取 2/????此管的規(guī)格為 。Φ9*.5 法蘭由于常壓操作，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，平焊法蘭，由不同的公稱直徑，選用相應(yīng)法蘭。進(jìn)料管接管法蘭：PN6DN40 HG 5010回流管接管法蘭：PN6DN60 HG 5010塔頂蒸氣管法蘭：PN6DN500 HG 5010釜液排出管法蘭：PN6DN30 HG 5010 筒體與封頭 筒體壁厚選 6mm，所用材質(zhì)為 。3A 43 封頭封頭分為橢圓形封頭、碟形封頭等幾種，本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱直徑 DN=600mm ，查得曲面高度 ，直邊高度， 。選用封頭mh150?mh250?DN600*6，JB 115473。 裙座塔底采用裙座支撐，裙座的結(jié)構(gòu)性能好，連接處產(chǎn)生的局部阻力小，所以它是塔設(shè)備的主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。由于裙座內(nèi)徑＞800mm，故裙座壁厚取 16mm?；A(chǔ)環(huán)內(nèi)徑： 3bi(18026).1052Dm?????基礎(chǔ)環(huán)外徑： o圓整： ， ；基礎(chǔ)環(huán)厚度，考慮到腐蝕余量取bi6mbo18mm；考慮到再沸器，裙座高度取 3m，地角螺栓直徑取 M30。 人孔手孔即縮小的人孔，其安設(shè)是為了安裝、拆卸、清洗和檢修設(shè)備內(nèi)部裝置。手孔與人孔的結(jié)構(gòu)基本相同，由一個(gè)短筒節(jié)，蓋上一塊盲板構(gòu)成。手孔直徑一般為 150~250mm，應(yīng)使工人戴上手套并握住工具的手能方便地通過，標(biāo)準(zhǔn)化手孔的公稱直徑有 DN150、DN250 兩種。本裝置采用公稱直徑 DN150 的手孔。共開10 個(gè)手孔。 塔總體高度設(shè)計(jì) 塔的頂部空間高度 44 塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)谝粚铀P到塔頂封頭的直線距離，塔頂部空間高度為 700mm。 塔的底部空間高度塔的底部空間高度是指塔底最末一層塔盤到塔底下封頭切線的距離， mHB2? 塔體高度塔體高度= =+（ 162） *+* 附屬設(shè)備設(shè)計(jì) 焓值衡算在 65 度及 度時(shí)水與甲醇的汽化焓甲醇 水65℃ kgJ/1125 2600℃6 2254設(shè)冷凝器的熱量為 ,再沸器的熱量為 .CQBQ冷mCVrQ?=125**=364kJ/mol冷 ＋（ R+)Dol/ 熱mB39。?=*.0124*=＋39。V（ R+)D356kol/h 45 =熱mBrVQ39。?*=5419kJ/h 冷凝器的選擇（列管式冷凝器）按冷凝器與塔的位置，可分為：整體式、自流式和強(qiáng)制循環(huán)式。①整體式如圖 a，b 所示。將冷凝器與精餾塔作成一體。這種布局的優(yōu)點(diǎn)是上升蒸汽壓降較小，蒸汽分布均勻，缺點(diǎn)是塔頂結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便維修，當(dāng)需用閥門、流量計(jì)來調(diào)節(jié)時(shí)，需較大位差，須增大塔頂板與冷凝器間距離，導(dǎo)致塔體過高。該型式常用于減壓精餾或傳熱面較小場合。 ②自流式如圖 c 所示。將冷凝器裝在塔頂附近的臺(tái)架上，靠改變臺(tái)架的高度來獲得回流和采出所需的位差。③強(qiáng)制循環(huán)式如圖 d，e 所示。當(dāng)冷凝器換熱面過大時(shí)，裝在塔頂附近對(duì)造價(jià)和維修都是不利的，故將冷凝器裝在離塔頂較遠(yuǎn)的低處，用泵向塔提供回流液。 46 根據(jù)本次設(shè)計(jì)體系，甲醇水走殼程，冷凝水走管程，采用逆流形式。冷凝器置于塔下部適當(dāng)位置，用泵向塔頂送回流冷凝水，在冷凝器和泵之間需設(shè)回流罐，這樣可以減少臺(tái)架，且便于維修、安裝，造價(jià)不高。有機(jī)溶劑蒸汽和水蒸氣的混合物冷凝器設(shè)計(jì)選用的總體傳熱系數(shù)一般范圍為350～1160kcal/(㎡h℃)本設(shè)計(jì)取 K=500kcal/(㎡h℃)=1800kJ/(㎡h℃)出料液溫度：65℃（飽和氣）～65℃（飽和液）冷卻水溫度：20℃。溫度上升 .Co15逆流操作：△ tm= 124=37lnl0ttt:－ － ℃mCtKSQ??2=:由上面計(jì)算數(shù)據(jù)，選型如下：公稱直徑 D/mm 600 管子尺寸/mm 25??公稱壓力 PN/（MPa） 管子長 l/m 管程數(shù) NP 1 管數(shù) n/根 113殼程數(shù) NS 1 管心距 t/mm 管子排列 正三角排列 再沸器的選擇 47 對(duì)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。△ tm=℃選擇 K=500kcal/(㎡h℃)=1800kJ/(㎡h℃)mBtKSQ??2=:由于塔釜蒸汽壓氣為 ，采用浮頭式換熱器，型號(hào)為 F400Ⅳ 的換熱器。 泵的選擇由于進(jìn)料量的流量 =進(jìn)料液在 40℃乙醇的密度為 ??進(jìn)料液的摩爾質(zhì)量 0./FMkl3**.==泵的規(guī)格 IS5032250 型同理回流液所用的泵也屬上述型號(hào)。 預(yù)熱器的選用進(jìn)料冷夜的溫度為 20℃，經(jīng)過加熱器變成飽和液體溫度為 ℃，用列管式加熱器。 48 原料加熱：采用壓強(qiáng)為 的飽和水蒸汽加熱，溫度為 130℃，冷凝溫度至 130℃流體形式，采用逆流加熱　　計(jì)算傳熱面積：= ℃tm:＋ 可以查出對(duì)應(yīng)的甲醇和水的比熱?！?比熱物系 甲醇 kj/kg 水 kj/kg溫度/℃（） ℃=*017PC＋ .82*=()=3568* Ｆ－ Ｔ Ｆ ＊ Ｍ根據(jù) ；取 K=500kcal/(㎡h℃)=1800kJ/(㎡h℃)mCtKS??2t640=.918*5:取安全系數(shù)為 則 S 實(shí)際=*=所以可選型號(hào)為 F400Ⅳ 換熱器。 49 設(shè)計(jì)小結(jié)進(jìn)行了整整兩周的化工原理課程設(shè)計(jì)終于告一段落，對(duì)我自己而言兩周的辛勤勞動(dòng)是收獲頗豐的。總結(jié)于下： 對(duì)化工設(shè)計(jì)有了比較深刻的認(rèn)識(shí)，在平常的化工原理課程學(xué)習(xí)中總是只針對(duì)局部進(jìn)行了計(jì)算，而對(duì)參數(shù)之間的相互關(guān)聯(lián)缺乏認(rèn)識(shí)。平常的學(xué)習(xí)總會(huì)有題設(shè)的條件，省去了我們很多勞動(dòng)，但在設(shè)計(jì)中大量用到了物性數(shù)據(jù)是我們需要自己去查取的。我學(xué)會(huì)了去互聯(lián)網(wǎng)上查取這些數(shù)據(jù)，如在中科院過程工程研究所的數(shù)據(jù)庫中就有許多我們所需要的數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)中我學(xué)會(huì)了離開老師進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，參看多本指導(dǎo)書，還查閱了一些圖書館中的資料。剛開始的時(shí)候真的是完全沒有方向，直到用了兩周的時(shí)間慢慢的把這份設(shè)計(jì)做出來，這樣的設(shè)計(jì)讓我從中獲得了一些自信，覺得專業(yè)還是學(xué)了不少東西的，至少學(xué)會(huì)了一種研究的方法，將來工作中或?qū)W習(xí)遇到了什么困難或從未接觸過的領(lǐng)域，我也不再會(huì)感到畏懼。因?yàn)槲乙呀?jīng)有了一定的自主研究的能力，我能通過自學(xué)慢慢的將問題化解。設(shè)計(jì)幫助我更好的熟悉了 WORD、EXCEL、CAD 的操作。平常天天用電腦上網(wǎng)，進(jìn)行些娛樂活動(dòng)，真正這些實(shí)用的軟件卻觸碰的很少，雖然以前有學(xué)過但隔的時(shí)間也比較久了，大多都淡忘了。 50 設(shè)計(jì)教會(huì)了我耐心，很多地方都是需要先假設(shè)數(shù)據(jù)，再驗(yàn)算，不符合時(shí)再調(diào)整數(shù)據(jù)重新進(jìn)行驗(yàn)算。很多地方我都不得不重復(fù)的算上好幾遍，而且大量繁瑣的計(jì)算要求我必須克服毛躁的毛病，計(jì)算必須準(zhǔn)確到位才能更快的完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 。通過這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，充分的鍛煉了自己的計(jì)算能力和獨(dú)立思考的能力，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺，還有很大的成就感，也明白了知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，這次設(shè)計(jì)讓我有很多的意外收獲! 致謝: 本次設(shè)計(jì)能完全結(jié)束，離不開老師得辛勤指導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助。由于個(gè)人知識(shí)水平有限，在老師和同學(xué)的耐心幫助下才得以完成本次設(shè)計(jì)。在此，特別感謝岳武老師以及本班的同學(xué)們。同時(shí)也感謝學(xué)校和老師給我們一個(gè)鍛煉自己學(xué)習(xí)知識(shí)的機(jī)會(huì)。 51 附錄[1]生產(chǎn)工藝流程圖[2] 板式精餾塔的總裝置圖 52 參考文獻(xiàn)[1] [2]賈紹義,:天津大學(xué)出版社,2022[3]李功樣,陳蘭英,:華南理工大學(xué)出版社,2022[4]涂偉萍,陳佩珍,：化學(xué)工業(yè)出版社,2022[5]《化工過程及設(shè)備設(shè)計(jì)》.廣州：華南工學(xué)院出版社，1986[6]《化工設(shè)計(jì)手冊(cè)》，第 1 篇化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；第 8 ：化學(xué)工業(yè)出版社，1986[7]申迎華，：化學(xué)工業(yè)出版社[8] 畢誠敬. 《化工原理課程設(shè)計(jì)》. 天津: 天津科學(xué)出版社，1996 年[9] 化學(xué)工程編委會(huì). 《化學(xué)工程手冊(cè)》(第 13 卷)，北京: 化學(xué)工業(yè)出版社，1989 年[10] 化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編委會(huì).《塔設(shè)備設(shè)計(jì)》. 上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1989 年 53 [11] 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院. 《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》(上、下)(第二版). 北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1996 年[12] 潘國昌, 郭慶豐. 《化工過程設(shè)備與設(shè)計(jì)》. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1996 年[13] 葛婉華, 陳鳴德. 《化工計(jì)算》. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1990 年[14] 董大勤. 《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》(第二版). 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1994