【正文】 夾套筒體的高度估算如下：Hi= = =??.??取 H 為 。i（7）傳熱面積 F查《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》得，封頭內(nèi)表面積 Fh＝ ，筒體一米高內(nèi)2表面積 F1＝ m 。則傳熱面積為：2F＝F h ＋F 1＝ 2（8）夾套筒體與封頭厚度夾套筒體與內(nèi)筒的環(huán)焊縫，因檢測困難，故取焊縫系數(shù) ＝，從安全計?夾套上所有焊縫均取 ＝，封頭采用由鋼板拼制的標準橢圓形封頭 [22]，材料?均為 Q235B 鋼。查《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》得，夾套厚度為：= +C2=?pPDti???][2夾套封頭厚度為：= +C2=?][2???式中，p——設(shè)計壓力，；——在設(shè)計溫度下 Q235B 鋼的許用壓力，113MPa ；??t C ——腐蝕裕量，2mm 。2圓整至鋼板規(guī)格厚度，查《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》 ，取夾套筒體與封頭厚度均為 ： ＝8mm 。n?（9）內(nèi)筒筒體厚度與封頭厚度查《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》 ，經(jīng)過計算可得：內(nèi)筒筒體厚度與封頭厚度均取10mm。167。 攪拌裝置的設(shè)計（1）攪拌器的型式與主要參數(shù)考慮其工藝條件和攪拌容量，查《化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)》和《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》得，本設(shè)計采用槳式直葉攪拌器。其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)：D ＝＝3000＝1530mmj則 b＝ D ＝1530＝306mm；jH＝ D ＝1530 ＝ 765mm；j槳葉數(shù) Z＝2。（2）攪拌軸直徑經(jīng)查《化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)》得，攪拌軸材料選用 45 鋼 [24]。攪拌功率為20kW；轉(zhuǎn)速為 80 r/min。則 d≥365 ??3?nP式中，d——攪拌軸直徑，mm； P——攪拌功率，kW ；n——攪拌軸轉(zhuǎn)速，r/min；——材料許用壓力，MPa。??? 查 45 號鋼得，取 為 30MPa。則??????表 41 縮合釜設(shè)計結(jié)果一覽表設(shè)計項目 設(shè)計結(jié)果反應(yīng)釜體積 V/m 3 筒體與封頭連接方式 焊接筒體和封頭的直徑 D/mm 3000筒體高度 H/mm 4800夾套直徑 D j/mm 3100封頭高度 h/mm 750夾套高度 Hi/mm 3800傳熱面積 F/m 2 內(nèi)筒筒體厚度 /mm?10167。 單效蒸發(fā)器的設(shè)計與選型167。 蒸發(fā)器的選擇理由為了達到蒸發(fā)出絕大部分的粗乙酯混合物目的，本設(shè)計中必須引用一種蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器的選擇過程中，首先考慮到要蒸發(fā)物質(zhì)的特性以及工程成本等諸多因素。其次，工程上以往常用的蒸發(fā)設(shè)備具有耗能大，效率低等缺點，所以綜合以上兩個因素，本設(shè)計中的蒸發(fā)器將選用中央強制循環(huán)蒸發(fā)器。167。 蒸發(fā)器計算與設(shè)計由蒸發(fā)過程的熱量衡算可知，降膜蒸發(fā)器需要提供的熱量為：Q=107kJ/h（1）傳熱面積A= tQK??Q 為單位時間的熱量K 約為 1500 2/()WmC??Δt為換熱面上的平均溫差平均溫差：℃(109)(10)????則可求得單效蒸發(fā)器的換熱面積：A= =㎡7?將 A= 作為設(shè)計結(jié)果。（2）加熱管的選擇與管數(shù)的設(shè)計因為有易結(jié)垢的物質(zhì)，蒸發(fā)器的加熱管選用 [25] ,??度選為 。則加熱管的管子數(shù)： 139。 ()(.0)SndL??????取管子數(shù)為 48。（3）循環(huán)管的選擇中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的循環(huán)管的管截面積可取加熱管的總截面積的 ： 221()39。Dnd????對于加熱面積較小的蒸發(fā)器，應(yīng)取較大的百分數(shù)，此處取 求得循環(huán)管的內(nèi)徑為 ： ?經(jīng)圓整得 ，選用熱軋無縫鋼管： 。1273Dm???（4）加熱室直徑該加熱器中加熱管的排列方式為正三角形。表 42 管外徑與管心距的關(guān)系加熱管外徑 do/mm 19 25 38 57管心距 t/mm 25 32 48 70則加熱室直徑：D=t( 1)+2 =70( 1)+2=466mm39。b48= =(1—)do39。（5）分離室的直徑和高度分離室的體積為：V= = =??3mW：蒸發(fā)器的二次蒸汽量,kg/h；：蒸發(fā)器的二次蒸汽密度，kg/ 。3u：蒸發(fā)體積強度， /( .s)；即每立方米分離室體積每秒產(chǎn)生的二次蒸3汽量，一般允許值為 ；H/D=12，中央循環(huán)蒸發(fā)器，其分離室高度一般不能小于 。V= H= HD24?由此可求得 D= H=表 43 單效蒸發(fā)器設(shè)計結(jié)果一覽表設(shè)計項目 設(shè)計結(jié)果蒸發(fā)器傳熱面積 A/m 2 加熱管的管數(shù) n 48循環(huán)管的內(nèi)徑 D 1/mm 273加熱室直徑 D/mm 466分離室直徑 H/mm 1800分離室高度 D/mm 2700167。 脫乙醛塔的設(shè)計與計算167。 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（1）脫乙醛塔的組分及其含量數(shù)據(jù)。表 44 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)A B C D E 總和組分 單位乙醛 乙酯 乙醇 水 乙縮醛(kg/h) . 0 D1 kmol/h (kg/h) D2 kmol/h 塔頂 D kmol/h (kg/h) Wkmol/h (kg/h) 760 進料kmol/h 由經(jīng)驗值取 Rmin= 回流比 R=2=3設(shè)乙醇為重關(guān)鍵組分(h)，水為輕關(guān)鍵組分(l) ，則最小理論板數(shù) [6,7,8]Nmin= 1lhlDW?g])([= 塊= = 由耳波和馬多克思圖可知 Nm/N=?R1m所以 N=（不含再沸器） 。泡點進料時 =nlg])(l[2hDlWlFX?n/m= n：精餾段理論板數(shù)m：提餾段理論板數(shù)， 包含再沸器。則實際精餾段理論板數(shù) np=n/= 取 23 塊實際提餾段理論板數(shù) mp=m/= 取 31 塊 不含再沸器總共 54 塊板，第 23 塊為進料板。（2）平均摩爾質(zhì)量MV= ML=?iyix塔頂：MVDm=+++ =；MLDm=+++ =；塔釜：MVWm=+++ =；MLWm=+++=；進料: MVFm=+++ =；MLFm =+++ =；提餾段：M Vm=(+)/2=； MLm=(+)/2=；精餾段：：M Vm=； MLm=；（3）平均密度 m? L= + + + a 為組分的質(zhì)量分數(shù)m1L?AaLBCLD塔頂： = + + + =進料： = + + +F? =?塔釜： = + + + =所以 提餾段： =? 精餾段： = V=Vm?平 均RTMP提餾段： = =）（ ??精餾段： = =?）（ .9.（3）液體表面張力=m?inix???1塔頂：=+++ =進料：=+++? =塔釜：=+++? =提餾段： =精餾段： =?（4）液體黏度=Lm?inix??1塔頂：=+++? =進料：=+++ =塔釜：=+++? =提餾段： = sL?精餾段： = sm?（5）精餾段：V=(R+1)D=；VS= =；?L=RD=；LS= =；..Lh=。提餾段：L=；Vs=；V=；LS=；Lh=。167。 塔徑的確定（1）初選板間距 HT=,板上液層高度 h1= HThl=精餾段：查史密斯關(guān)聯(lián)圖得：=1)(VLS?）（C=C20 =?=C =??u= =D= =?uS4 圓整為 ,空塔氣速 u=。提餾段：查史密斯關(guān)聯(lián)圖得：=1)(VLS?）（C=C20 =?=C =??u= =D= = ?uS4圓整為 ,空塔氣速 u=。167。 塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）選管 選用單流程弓形降液管（2）單流型堰長 lw=()D a、溢流堰長 精餾段： lw== 提餾段： lw== b、出口堰高 精餾段：h w=hLhow lw/D= Lh/ = = ,由液流收縮系數(shù)計算圖知 E= how= =2)(? hw== 提餾段：h w=hLhow lw/D= Lh/ = = , 由液流收縮系數(shù)計算圖知 E= how= =2)(? hw==c、降液管寬度 Wd 與降液管面積 Af 由 lw/D= 查弓形降液管的寬度與面積知 Wd/D= Af/AT=精餾段：W d= Af= =㎡24D? 停留時間： = =(5s；符合要求 )?STfLH提餾段：W d= Af= =㎡24D? 停留時間： = =(5s；符合要求 )?STfLHd、降液管底隙高度 ho=()39。0u 39。0ulLhwSo??精餾段：h o= m 提餾段：h o=167。 塔板布置（1）取邊緣區(qū)寬度 WC=，安定區(qū)寬度 WS=（精餾、提餾段皆如此）（2）開孔區(qū)面積 精餾段：A a= =㎡）（ RxxR122sin80???? R= = = = = =)(2Sd??).(2??提餾段：A a= =㎡）（ RxR2sin80? R= = =? = = =)(2Sd?).(2??（3）篩孔數(shù) n 與開孔率 ?精餾段：取篩孔的孔徑 do=5mm，正三角形排列，一般碳鋼的厚度 為 3mm，? 取 t/do= 故中心距 t=5=21mm 塔板上的篩孔數(shù) n= =2303aAt)1058(23?塔板上的開孔率 = = =%（在 5%15%之間）?%）（ odt所以 每層塔上的開孔面積 Ao= Aa=㎡? 氣體通過篩孔的氣速 = =提餾段：取篩孔的孔徑 do=5mm，正三角形排列，一般碳鋼的厚度 為 3mm，? 取 t/do=3 故中心距 t=35=15mm 塔板上的篩孔數(shù) n= =8378aAt)1058(23?塔板上的開孔率 = = =%（在 5%15%之間）?%）（ odt所以 每層塔上的開孔面積 Ao= Aa=㎡? 氣體通過篩孔的氣速 = =167。 流體力學驗算（1）板壓降 ： =ph?lc?精餾段：a 、干板壓強降相當?shù)囊褐叨?；ch 依 =5/3= 查圖知 C0=?0d= = =)(?）（?)()(? b、氣流穿過板上液層壓強降的液柱高度 ；lhsmAVufTSa /??? 24?VF? 查得充氣系數(shù) ? hLl ??? c、克服液體表面張力壓強降相當?shù)囊褐叨?；?h=? mgdL 3???? = =?lc? 是設(shè)計允許值。aaL kp7..69.. ???提餾段：a 、干板壓強降相當?shù)囊褐叨?；ch 依 =5/3= 查圖知 C0=?0d= = =)(?）（?)().2(51.? b、氣流穿過板上液層壓強降的液柱高度 ；lh smAVufTSa /??? 查得充氣系數(shù)5VF?? hLl 3..0?? c、克服液體表面張力壓強降相當?shù)囊褐叨?；?h=? mgdL 3????? = =?lc? 是設(shè)計允許值。aaL . ??（2）霧沫夾帶量的驗算精餾段： 氣液 kghHuefTaV /01.)()( ?????????小于 液/kg 氣 故在設(shè)計負荷下不會發(fā)生過量霧沫夾帶。提餾段： 氣液 kghHuefTaV /031.)()( ?????????小于 液/kg 氣 故在設(shè)計負荷下不會發(fā)生過量霧沫夾帶。（3）漏夜的驗算精餾段： smhCu VLow/ ).(40/).??????? 篩板的穩(wěn)定系數(shù) K= ??owu 故在設(shè)計負荷下不會產(chǎn)生過量漏液。提餾段： smhCu VLow/ ).(4/).??????? 篩板的穩(wěn)定系數(shù) K= ?owu 故在設(shè)計負荷下不會產(chǎn)生過量漏液。（4）液泛驗算 為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清夜層高度 dLpdwThH????)(精餾段： =)(LwSd? Hd= 取 =(+)=.??)wThH?（ Hd )wT?（ 所以在設(shè)計負荷下不會發(fā)生液泛。提餾段： =)(LwSd? Hd= 取 =(+)=.??)wThH?（ Hd )wT?（ 所以在設(shè)計負荷下不會發(fā)生液泛。167。 塔高的確定 塔頂空間 HD= 塔底空間 HB= 每隔七塊塔板設(shè)置一個人孔，設(shè)置人孔的板間距為 ，進料板間距設(shè)置為 ，共 8 個人孔，人孔直徑為。 則計算出塔高=表 45 精餾塔設(shè)計計算結(jié)果匯總一覽表名稱 符號 單位 設(shè)計結(jié)果塔形 精餾段 提餾段塔徑 D m 板間距 THm 溢流形式 單溢流 單溢流堰型 平堰 平堰堰長 wlm 堰寬 dWm 堰高 whm 降液管底隙 0m 降液管面積 降