【導(dǎo)讀】但石油是不可再生資源，隨著人類不停地開采和消耗，已。并且大量汽油燃燒會(huì)造成極大的環(huán)境污染。具有許多優(yōu)點(diǎn)，可減少環(huán)境污染，屬于綠色能源。粉、纖維素、可發(fā)酵性糖類等。原料取之不盡，用之不竭。及紙漿生產(chǎn)行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、化妝品行業(yè)等，都發(fā)揮著重要的作用。醇、冰醋酸、苯胺、乙醚、脂類、環(huán)氧乙烷和乙基苯等大量化工產(chǎn)品，俄羅斯、加拿大等。美國(guó)已有50多套燃料酒精生產(chǎn)裝置，其中年產(chǎn)量。最高的為70萬噸。巴西制定并實(shí)施了酒精代替石油的“國(guó)家十年計(jì)劃”。國(guó)內(nèi)，燃料乙醇的研究開發(fā)已引起科技界的廣泛關(guān)注，政府已將?？稍偕茉吹难芯块_發(fā)列為國(guó)家發(fā)展計(jì)劃。目前已在黑龍江、山東、河。特別是年產(chǎn)50萬噸酒精的山東。酒精工業(yè)與農(nóng)業(yè)也有十分密切的聯(lián)系。而且，酒精工業(yè)是唯一能利用敗壞糧食原料，并將它轉(zhuǎn)化成優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的工業(yè)部門。液化罐共兩個(gè),采用溢。時(shí)流加入糖化醪和酒母，采用溢流的方式進(jìn)入第3個(gè)罐，依次往后相同。

　　

【正文】 m3/h Vh＇ = (V F+VW)=同理求出各部位的液相負(fù)荷 LMP=RP/ Mp= 3 17370/=齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 35 每千摩回流液的體積為： VKP=MP/ρ LP=則塔頂回流液體積為： LP=LMPV K = = m3/h 當(dāng)回流至加料板時(shí)，體積為： VKF=MF/ρ LF =LF=LMPV KF= 254= m3/h 由此得精餾段平均液相負(fù)荷： Lh= (L P+LF)= ( +)= m3/h 在加料板上的液相負(fù)荷為： LMF=LMP+F/MF=+35440/= kmol/h LF＇ =LMF VKF= 54=同理：塔底排出的廢液為： VLW=MW/ρ LW =LW= LMF VKW == m3/h 則提餾段的平均負(fù)荷為： Lh＇ =(L w+LF＇ )= ( +)= m3/h 精餾塔負(fù)荷及參數(shù) 項(xiàng)目 精餾段 提餾段 氣相平均密度 kg/m3 ρ V= ρ V＇ = 液相平均密度 kg/m3 ρ L=802 ρ L＇ =902 氣相負(fù)荷 m3/h Vh= Vh＇ = m3/s Vs= Vs＇ = 液相負(fù)荷 m3/h Lh= Lh＇ = m3/s Ls= Ls＇ = Rmin=[1/(α 1)] [xP/xFα (1 xP)/(1 xF)] 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 36 α =(α Pα Fα W)1/3=( )1/3= 將有關(guān)值代入可得 Rmin= 現(xiàn)取 R 為 3 ，符合 R/ Rmin=～ 2 先求精餾段最小理論板數(shù) Nmin Nmin=lg[(xp/1xp)(1xF/xF)]/lgα 式中：α =(α Pα F)1/2= 將有關(guān)值帶入，得 Nmin=lg[(()) [()/]= 塊 由于（ RRmin） /(R+1)=，可以用下式求理論板數(shù) N： lg(NNmin)/(N+2)=[ （ RRmin） /(R+1)+] 求得 N=7 塊 參考作圖法取 10 塊 現(xiàn)求提餾段的理論塔板數(shù) Nmin＇ 為 : Nmin＇ =lg[(xF/1xF)(1xW/xW)]/lgα ＇ 式中：α ＇ =(α Fα W)1/2= 將有關(guān)值帶入，得 Nmin＇ = 塊 N=(+)/()=7 塊 由于精餾塔用直接蒸汽加熱需增加一塊理論板作塔釜，故提餾段理論塔板數(shù)為 8塊。 3. 實(shí)際塊數(shù)的確定 浮閥塔一般按板效率 (Et)50%計(jì)，則精餾段實(shí)際板數(shù)為： Nt=N/ Et=10/=20 塊 考慮后餾段取 40 塊，成品在第 20 塊取。 提餾段實(shí)際板數(shù)為： Nt＇ =N/ Et=7/=16 塊 精餾塔一般板間距為 600mm，塔板上液面高度 hL=80mm，塔內(nèi)液體表面張力取塔頂 低液體的平均值 。 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 37 動(dòng)能參數(shù)： (LS/VS)(ρ L/ρ V)=()(802 /) = HthL=60080=520mm= 表面張力 : ? =查浮閥塔負(fù)荷系數(shù)算圖得： C20= 表面張力校正為 : Cα = C20( α /20)= （ ） = 允許最大速度為 : Wmax= Cα [(ρ L ρ V)/ ρ V] = [(802 )/] = m/s 設(shè)計(jì)空塔氣速為 : W= = = m/s 則精餾段塔徑為 : D=[VS/(W)] =[( )]= m 動(dòng)能參數(shù)： (LS＇ /VS＇ )(ρ L＇ /ρ V＇ ) =( /)(902 /)= 查浮閥塔負(fù)荷系數(shù)算圖得 C20＇ = 表面張力校正為： Cα ＇ = C20＇ ( α /20)= () = 允許最大速度為： Wmax＇ = Cα ＇ [(ρ L＇ ρ V＇ )/ ρ V＇ ] =[( )/ ] = m/s 取設(shè)計(jì)空塔氣速： W＇ =＇ = 08= m/s 則提餾段塔徑為： D＇ =[VS＇ /(＇ )]=[( )]= m 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 38 為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和加工現(xiàn)取統(tǒng)一塔徑為 。 則實(shí)際空塔速度為 W= VS/（ ） =（ 2 ） =W＇ =Vs＇ /()=( )= 精餾塔擬采用單流型浮閥塔板。浮閥選擇 FIZ4B，閥片重 ，閥片材料為 Cr13不銹鋼板，并使用弓型溢流裝置。 取堰長(zhǎng)為： S== = 溢流強(qiáng)度各為： i=Lh/S=(mh) i＇ =Lh＇ /S=(mh) 可采用平直堰，查弓形溢流裝置寬度 WD與面積 AD算圖得： WD/D= AD/AT= 則回流管寬為： WD=== 塔板全面積為： AT=π D2/4=π ()2/4= 則弓型回流管的截面積為： AD== = ?。? BF=95mm ； BC=35mm 則布閥區(qū)面積為： Aα =2[x(r 2x2)1/2+π /180r 2arcsin(x/r)] 式中 : x=D/2(WDBF)=(+)= r=D/2BC=所以 , Aα =(m2) 采用 F1型重閥片，其閥孔臨界氣速為： 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 39 ω OK=[]=()=ω 0K＇ =[＇ ]=()=現(xiàn)取閥孔氣速分別為： ω 0= OK==ω 0＇ = 0K＇ ==F1閥片要求閥孔 do為 39mm，故浮閥數(shù)為： NV =(VS/(d 02 ω 0)=[() 2] = 個(gè) NV＇ =(VS＇ /(d 02 ω 0＇ )=[(0. 039)2] = 個(gè) 閥孔接正三角形排列，中心距離為 t=80mm，排距 t＇=(31/2/2)t=， 則操作區(qū)內(nèi)可安排的閥數(shù)為： N= Aα /（ t t＇ ） =()= 個(gè) 所以取 316 個(gè)。 實(shí)際孔氣速為： ω 0 =[VS/(d o2N)]= [ ( 2316)] =ω 0＇ =[VS＇ /(d o2N)]= [ ( 2316) ] =校核動(dòng)能因素 : F0=ω 0(ρ V)1/2=() 1/2=F0＇ =ω 0＇ (ρ V＇ )1/2=() 1/2=對(duì)照《酒精工業(yè)手冊(cè)》表均在較高效率的范圍內(nèi)，塔板開孔率為： φ =(AO/AT)=[(d o2N)/ ( D2)] 100% =( 316)/=% 層高度的驗(yàn)算 查塔板液流系數(shù)算圖得 E= E＇ = 精餾段： 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 40 h01＇ =10 3 E(Ls/S)2/3 =10 3 ( )2/3 =(mm) 提餾段： h02＇ =10 3 E＇ (Ls/S)2/3 =10 31 .033( )2/3 = 精餾段堰高： h01=hLho1＇ == 提餾段堰高： h01＇ =hlho2＇ == 為了統(tǒng)一起見，現(xiàn)取堰高 60mm，并在降液管處設(shè)相同高度的內(nèi)堰。這樣板上實(shí)際液層高度為： 精餾段： hL=ho+ho1＇ =60+= 提餾段： hL＇ =ho+ho2＇ =60+= 在降液管內(nèi)液體平均停留時(shí)間為： t=Ht AD/Ls=( )= 5s t＇ = Ht AD/Ls＇ =( )= 5s 取降液管下端出口流速為 WL為 ,則管下端與下板間距為： hc=(Ls/SW L)=[() ] 103= hc＇ =(Ls＇ /SW L)= [ 102/() ] 103= 取兩段統(tǒng)一值為 80mm （ 1）干板壓降 以浮閥全開時(shí)為準(zhǔn)： hv=(Wo2/2g)( ρ V/ρ L)10 3 =[()2/(2 )]( )10 3 =58 毫米液柱 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 41 hv＇ =(W0＇ 2/2g)( ρ V＇ /ρ L＇ )10 3 =[()2/(2 )]( )10 3 =33 毫米液柱 （ 2）塔板有效液層的壓降： htl=+[(Lh/S)] = 60+[()] = 毫米液柱 htl＇ =+[(Lh＇ /S)] = 60+[()] = 毫米液柱 由于克服表面張力的壓降很少，因此每層塔板的壓降分別為：ht=hV+ht1=58+= 毫米液柱 ht＇ =hV＇ +ht1＇ =33+= 毫米液柱 （ 3）回流液自回流管流出的壓降： hs = [Ls/(Sh c)]210 3 = [（ ） ] 210 3 = 毫米液柱 hs＇ = [Ls＇ /(Sh c’) ]210 3 = [（ 8） ] 210 3 = 毫米液柱 溢流管內(nèi)液面高度應(yīng)為： HD =hV+htl+hS+h01＇ +h0 =58++++60 = HD＇ =hV＇ +htl＇ + hV＇ +h02＇ +h0 =33++++60 = HD(Ht+h0)=( 600+60)=396mm HD＇ (Ht+h0)=( 600+60)=396mm 故所取的板間距為 600mm 符合要求 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 42 回流管上空間高度為： hf=Ht+h0HD=600+= hf＇ =Ht+h0HD＇ =600+= 溢流液從堰上拋出距離為： tW =10 6ho1＇ h f =10 62 =10 3mm tW＇ =10 6 ho2＇ h f＇ =10 6 =10 3mm == ＞ tW == ＞ tW＇ 所以設(shè)計(jì)符合要求。 精餾段 40 塊塔板計(jì)壓降為： ∑ ht=Nth t=40 =3968 毫米液柱 = 米液柱 Δ P=ρ L g ∑ ht =802 =10 4Pa 提餾段 14 塊塔板計(jì)壓降為 : ∑ ht＇ =Nt＇ h t＇ =14 = 毫米液柱 = 米液柱 Δ P＇ =ρ ＇ L g ∑ ht＇ =902 = 103Pa 塔總壓降為： P=Δ P+Δ P＇ =10 4+ 103=10 4Pa 塔頂應(yīng)設(shè)一層分離空間，取 1m 高，塔釜貯液以 5min 計(jì)，相應(yīng)塔釜高為： H 底 =[5/60(W+D)/( ρ LWD 2)] =[15/60 58020/[() 2] = 取 則塔總高為： 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 43 H=H 頂 +H 底 +Ht（ Nt+Nt＇ ） =1++(40+1 4) = 一般塔分為幾段， 每段 ～ (放 4～ 5 塊塔板 )，用法蘭聯(lián)接安放在支座上。 以動(dòng)能因素 8～ 17 決定。 精餾段有效操作上限以閥孔氣速計(jì)： ω 0max=17/ρ V1/2=17/()1/2=Wmax=ω 0max φ = %=相當(dāng)于空塔氣速為： Pmax =[3600 ω max D2ρ Vp]/（ R+1） =[3600 () 2]/4 =11034kg/h 精餾段有效操作下限： ω min=8/ρ V1/2=8/()1/2=ω min=ω 0minφ = %=Pmin=[3600 ω min 2ρ Vp]/(R+1) =[3600 () 2]/4 =提餾段有效操作上限 ω ＇ 0max=17/ρ V1/2=17/()1/2=ω ＇ max=ω ＇ 0max φ = %=P＇ max=[3600 ω ＇ maxD 2ρ ＇ VP]/（ R+1 ） =[3600() 2]/4 =提餾段有效操作下限 ： ω ＇ 0min=8/(ρ ＇ V)1/2=8/()1/2=ω ＇ min=ω ＇ 0min φ = %=Pmin=[3600 ω ＇ minD 2ρ Vp]/（ R+1） 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 44 =[3600 62(1. 8)2]