【導讀】塔頂溫度、塔底溫度計最小回流比------------------------------------4. 、塔板間距、塔徑及塔板結構尺寸的確定。溢流堰高度wh及堰上液層高度owh的確定----------------------------21. 板面篩孔布置的設計------------------------------------------------------24. 水力學性能參數(shù)計算及校核---------------------------------------------25. 塔板負荷性能圖------------------------------------------------------------28. 篩板工藝設計結果總表-----------------------------------------------------------------32. 通過這一環(huán)節(jié)，使我們掌握化工單元操作設計的基本程。學生得到化工設計的初步訓練，為畢業(yè)設計奠定基礎。的直接觸，利用組分揮發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向汽相傳遞，式塔又分為篩板塔、泡罩塔、浮閥塔。鑒于苯-甲苯體系比較易于分離，待處理夜清潔的特點，設計決。下降，最后進入塔的再沸器中。在每層塔板上回流液與上升蒸汽互相。接觸，進行傳質(zhì)、傳熱。分離要求：餾出液中低沸點組分的含量不低于96%。餾出液中低沸點組分的收率不低于97%。物料衡算原料處理量：41.5010176.5184.98???由安托因方程計算:0lg???

　　

【正文】 篩孔布置的設計： 1． 選取篩孔直徑 ： 5?Od mm 篩孔按正三角形排列 ， 孔徑孔中心距 ： 3?Otd 孔中心距 ： 3 3 5 1 5? ? ?O t = d m m 選塔板厚度 = mm （碳鋼板）。 aA ： 22 2 .5 4 4 6 2 0 .2 2 3 9 2 .0 9 6 8a T dA A A m? ? ? ? ? ? 開孔率 φ ： 22 07 ( ) 07 ( ) 013? ? ?OOaA dφ = At 在（ ）符合要求 ? 開孔面積 OA ： 20 .1 0 1 2 .0 9 6 8 0 .2 1 1 7 8? ? ?OaA= φ Am 氣體通過篩孔的流速： 7629 .8 139 / 3600 1178??G0 OVU m / sA 孔個數(shù)220. 2 11 78 ( 0. 00 5)44??OOA N =d?? 圓整后 ： 10787?N 四、 水力學性能參數(shù)計算及校核 ? ? 57 57 13 3 0. 00 09 95 9 18 .3 61 9 5 66 13?? ??? ? ??? ??? ? ? ????? GG T w o wUe H h h? 故在本設計液沫夾帶量 Ge 在允許范圍內(nèi)。 ? 干板壓降 Oh 由 5 ??Opd t , 查干篩孔的流量系數(shù)表，得孔流系數(shù) ?O C 221 1 75 5( ) ( ) 232 2 297? ? ??0GOOLU ρhmgC ρ ? 液層靜壓降 對單溢流板： 0 . 9 1 3 3 2 . 6 9 4 5 1 . 4 9 9 2??GGU ρ 查充氣系數(shù)關聯(lián)圖，得充氣系數(shù) = 。 ∴ ( ) 0 .6 2 ( 0 .0 5 0 . 0 1 6 1 3 ) 0 . 0 4 1 0? ? ? ? ? ?e w owh β h h m ? 液層表面張力壓降 h? ： 334 10 4 10 18 .3 61 9 0. 0 18 581 0. 0 29 7 9. 8 0. 00 5??? ? ?? ? ???LOhmgd? ?? ? 單板總壓降 ?H 0 .0 2 7 2 3 0 .0 4 1 0 0 .0 1 8 5 0 .0 7 0 0 8? ? ? ? ? ? ? ?oLH h h h m? ? 全塔總壓降 30 . 0 7 0 0 8 1 07 6 0 2 7 8 9 9 . 1 31 3 . 6 ?? ? ? ? ? ? ? ?頂?shù)?實P P H N m m H g ： 22323( +4 ) 476()( +4 ) 08337 16. 9094 /3 600 476( ) 297 136152??? ? ? ???????LLOffbh μ VZbh ρh 所以可忽略。 ? 產(chǎn)生漏液的干板壓降 39。oh ： ? ?39。 0 . 0 0 5 1 0 . 0 5 0 . 0 0 5 1 0 . 0 5 0 . 0 6 6 1 3 0 . 0 0 8 4? ? ? ? ? ? ?o w o wh h h m ? 工作狀態(tài)下 穩(wěn)定系數(shù) 2723 5 39。 39。 9? ? ? ?ooUhK m 符合要求， 故不會產(chǎn)生嚴重漏液 。 ： ? 選取降液管下緣至下層塔板的距離 oh ： 則降液管下緣縫隙通道的 截面積 daA ： 0 .0 2 2 1 .2 6 0 .0 2 7 7 2? ? ? ? 2d a O wA h L m ? 液體流出降液管的阻力損失 dh ： 21 . 3 9 1 . 3 9 1 6 . 9 0 9 4 /3 6 0 0( ) ( ) 0 . 0 0 4 0 79 . 8 0 . 0 2 7 7 2 ??2Ld daVh = mgA ? 計算降液管內(nèi)的清液層高度及泡沫層高度 d39。H 0 .0 7 6 0 .0 7 6 1 3 0 .0 0 0 0 2 3 0 .0 0 4 0 7 0 .1 5 6 2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?d w ow dH H h h h m 二甲苯 — 三甲苯物系屬一般物系，取 ?? ， 則 0 . 1 5 6 2 0 . 3 3 1 2 40 . 5? ? ?39。 dd HHm? ? 校核： 0. 66 24 8 10. 4 5 0. 5????39。ddwHHh 故在本設計中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象。 ： 3600 3 6 0 0 0 . 1 5 6 2 0 . 2 2 3 9 7 . 4 4 6 51 6 . 9 0 9 4????ddhAHθ = s sL 故降液管設計合理 。 五． 塔板 負荷性能圖 (一 ) 負荷性能圖 1. 最大 汽相負荷線 過量 液沫夾帶線 ： 321 321 3238812 8812 207 ( ) 2 55 /LG G T w WwLLVV = A σ H h + ELV+V m h???????????? ??????????????????? ? ? ? ?????????? 3//LV m h 0 10 20 30 40 50 33/10 /GV m h 相負荷線 最大允許漏液線 ： 232315946 ( ) 21178 + 2 0185 15946 ( ) + = 56 ( 0.LOLO σGLG O w WwVC+ρ VV = C A h + E hρ L? ? ??? ???????? ????????????????????????????? 3230 1025 + ) /LV m h 3//LV m h 0 10 20 30 40 50 33/10 /GV m h 3．最大液相負荷線 最小允許液體在降液管中停留時間線 ： 31 2 0 0 1 2 0 0 0 .2 2 3 9 0 .1 7 5 2 4 7 .0 7 2 5 /L ddV A H m h? ? ? ? ? 4. 最小液相負荷線 ： 33 32 266 1 .2 6 3 .8 3 6 7 /2 .8 2 .8 1 .0 2Lw W V L = m hE?? ??? ? ??? ??????? 5. 降液管液泛線 ： 0 .52230 .51 5 9 4 6 ( ) 0 .5 ( 0 .5 + ) ( 1 + ) 0 .0 0 2 8 0 .1 4 23600L L LG O O T w WG w d aρ VV V = C A H β h β Eρ LA??? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? 代入數(shù)據(jù)解得： 2 0 . 5234 6 2 5 6 . 7 5 6 ( 0 . 1 6 9 0 . 0 0 3 9 6 6 0 . 0 0 0 0 1 4 2 5 9 )G L LV V V?? 3//LV m h 0 10 20 30 40 50 33/10 /GV m h 繪制負荷性能圖如下： 負荷性能曲線圖0510152025300 10 20 30 40 50 60V/m/h最大汽相負荷線 最小汽相負荷線最大液相負荷線 最小液相負荷線降液管液泛線 工作線 3//LVmh 33/10 /GV m h P （ LV =， GV =） (,) (,) (二 )操作性能的評定： 3 3 37 6 2 9 .8 1 3 9 7 .6 2 9 8 6 1 0G V m /h = m /h?? 31 6 .0 2 9 9LV m /h ? 1) 在負荷性能圖上作出操作點 P（ LV , GV ），連接 OP，即作出操作線 。 根據(jù)操作線同負荷性能圖 從圖上讀出 : 33, m a x = 1 3 .5 0 2 1 0 /GV m h? 33, m in = 5 . 0 0 7 6 6 1 0 /GV m h? 3,m a x = 30 .0 0 /LV m h 3, m in = 1 1 .0 3 2 5 /LV m h A. 操作彈性系數(shù)（極限負荷比）： 按汽相負荷計算： 33, m a x, m in13 .5 02 10 . 00 76 6 10GTG GVKV ?? ? ?? 按液相負荷計算： , m a x, , m in30 .00= = 1911 .03 25LTL LVKV ? （設計負荷對極限之比）： 對汽相負荷上限： 33, m a x, 13 .50 2 10 29 86 10GAGGVKV ?? ? ?? 對汽相負荷下限： 339。3, , m in 29 86 10= = 07 66 10GAG GVK V ? ?? 對液相負荷上限 ： , m a x,30 .00 00= = 7216 .02 99 ?LAL LVKV 對液相負荷下限： 39。, , m i n16 .02 99= = 2411 .03 25LAL LVK V ? 篩板塔工藝設計計算結果總表 項目 符號 單位 計算數(shù)據(jù) 精餾段 平均 流量 氣相 VG m3/h 液相 VL 實際塔板數(shù) N 塊 27 板間距 HT m 塔徑 D m 空塔氣速 UG m/s 塔板液流型式 單流型 溢流裝置 降液管型式 弓型 堰長 lW m 堰高 hw m 溢流堰寬度 Wd m 管底與受液盤距離 h0 m 板上清液層高度 Hd m 孔徑 d0 mm 5 開孔面積 A0 m2 篩 孔氣速 U0 m/s 塔板壓降 △ h m 液體在降液管內(nèi)停留時間 τ s 液沫夾帶分率 氣相負荷上限 氣相負荷下限 氣相負荷 Vmax 3/ms 液相負荷上限 KAL 液相負荷下限 K/AL 操作彈性 結束語 精餾塔的操作要求是在連續(xù)定態(tài)穩(wěn)定的條件下，盡 可能多的處理料液，達到預定的分離目的或某些組分的回收率。即在 實際允許的條件下選擇較小 的 回流比和大的再沸器進行傳熱。所以在設計精餾塔的過程中必須保持精餾操作的定態(tài)穩(wěn)定條件，如塔壓穩(wěn)定、進料組成和熱狀況穩(wěn)定、進出塔的物料量平衡和穩(wěn)定、再沸器和傳熱器的操作條件穩(wěn)定、回流比橫定、塔系統(tǒng)與環(huán)境傳熱穩(wěn)定等等。因此，在設計的過程中要綜合考慮各方因素進行合理的設計。 篩板塔是生產(chǎn)中最常用的精餾塔之一，板式塔具有結構簡單，制造和維修方便，生產(chǎn)能力大、塔板壓降小，板效率較高等特點。 本次課程設計讓我取得了很多收獲，通過 本次設計，不僅增強了自己的動手能力，而且加深了我對化工原理知識的認識和理解。在這一過程中，通過了老師 的指導 、同學之間的交流，使我 的設計更加完善，也讓我學到更多 書本上學不到的知識 。 在 此要特別感謝張泉泓老師和趙振寧老師 給予 的精心指導和幫助！