【正文】 VS2 hl=ε 0(How+hw)=(+ LS2/3)=+ LS2/3 hσ = 103 hp= hc+hl +hσ =++ LS2/3 hd=(LS/Lw / ho) 2=(LS/ /) 2= 附表 5 LSm3/s VSm3/s 6 4 8 3 6 6 將 HT=, hw=, φ = 及上式聯(lián)立得 (+)=++ LS2/3+++ LS2 整理得： VS2=－ － 在操作范圍內(nèi)取若干 LS值，以上式計算 VS值，列于附表 5中，以表中數(shù)據(jù)作出液泛線 (2)， (3) 取液體在降液管中停留時間為 4秒，由 l=ASHT/LS得 LSmax=ASHT/l= 液相負荷上限 (3)在 VSLS坐標圖上為與氣體流量 VS無關(guān)的垂線，如圖 5 所示。 (氣相負荷下限 )(4) 由 hL=hw+how=+,uow=VS min/A0 漏液帶點氣速式 uow=[(+ ) (ρ v/ρ L)] VS min/A0= [(+ (+ LS2/3) 103)] ()] A0前已算出為 ,帶入上式整理得 天津商業(yè)大學化工學院化工原理課程設(shè)計 26 VS min= (+) 刺激氣相負荷下限、關(guān)系式，在操作范圍內(nèi)任意取幾個 LS值，以上式計算相應(yīng)的 VS值 列于附表 6 中，依下表中數(shù)據(jù)作氣相負荷下限線 (4),如圖 5 所示。 附表 6 LS m3/s 1 5 VS m3/s 9 1 6 0 7 4 (5) 取平堰 , 堰上液層高度 how作為液相負荷下限條件 , 依 how=(3600 LS min / lw)2/3，取 E= 則 =(3600 LS min / lw)2/3 整理上式的 LS min=以此值在 VS LS圖上作線 (5)極為液相負荷下限，如圖 5所示。 將以上 5 條線描會與圖 (VS LS圖 )中，即為提餾段負荷性能圖， 5 條線包圍區(qū)域為提餾段塔板操作區(qū)， P 點為本塔提餾段的操作點，操作線與 (2)的交點的相應(yīng)氣相負荷為 Vs msx,操作線與氣相負荷下限 (4)的交點的相應(yīng)氣相負荷為 Vs min,可知本設(shè)計塔板上限由液泛線控制，下限由漏液線控制。提留段操作彈性 =Vs max/Vs min= 九 板式塔得結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)備 塔體總結(jié)構(gòu) 板 式塔內(nèi)部裝有塔板，降液管，各物流的進出口管及人孔，基座，除沫器等附屬設(shè)備。除一般塔板按設(shè)計版間距安裝外，其他處根據(jù)需要決定其間距。 （ 1） 塔頂空間 指塔內(nèi)最上層塔板與他定的間距。為利用出塔氣體夾帶的液滴沉降，此段遠高于塔板間距 (甚至高出一倍以上 )，或根據(jù)除沫器要求高度決定。 （ 2） 塔底空間 指塔內(nèi)最下層塔板到塔底的距離。其值由如下因素決定，即：塔底儲液空間依貯存液量停留 35min 或更長時間而定，塔底液面至最下層塔板之間要有 12m 的間距，大塔可大于此值。 （ 3） 進料位置 通過工藝計算可確定最適宜進料口位置，但在 結(jié)構(gòu)設(shè) 計時應(yīng)考慮具體情況天津商業(yè)大學化工學院化工原理課程設(shè)計 27 進一步安排不同進料位置。一般離最適宜進料位置的上下約 13 塊塔板處再設(shè)置兩個進料口。相鄰兩個進料的位置距離應(yīng)由設(shè)計者綜合多種因素確定。 （ 4） 人孔 一般每隔 68層塔板設(shè)一個人孔，當塔板需經(jīng)常清洗，需 34 層塔板設(shè)一人孔 。設(shè)人孔處的板間距等于或大于 600nm，人孔直徑一般為 450500nm(特殊的也有長方型人孔 )，其伸出塔體的筒體長為 200250nm，人孔中心句操作平臺約 8001200nm。 （ 5） 塔高 前面計算過 冷凝器 常用的冷凝器大多為列管式，并使蒸汽在殼程冷凝，冷卻水活在其他冷卻劑在 管程流動以提高傳熱系數(shù)和便于排除凝液。 多數(shù)情況，冷凝器水平的安裝與塔頂，利用重力使部分凝液自動流入塔內(nèi)作為回流，稱為自流式。冷凝器 距離塔頂回流液入口所需高度可根據(jù)回流量和管路阻力計算，并應(yīng)有一定裕度。當冷凝器很大時，為便于安裝與檢修，常將冷凝器裝與地面附近，回流液用泵傳輸，成為強制回流，這時，在冷凝器和泵之間適宜加冷凝儲罐為緩沖。另外，由于管路散熱的影響，返至塔頂?shù)臏囟认鄬^低，屬于冷回流現(xiàn)象。 對于直徑較小的塔，冷凝器宜較小，可考慮直接將它安裝至塔頂和塔連城連成一體。這一整體占地面積額小，不需冷凝器的支 座，缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝檢修不便。 再沸器 常用的再沸器由立式和臥式兩種。在立式再沸器中，由于管內(nèi)無料被加熱而使密度減小，與塔底形成的自然循環(huán)較好，利于提高傳熱系數(shù)，占地小，便于清洗，但需較高的支座以保證物料循環(huán)所需的壓頭。當 再沸器的傳熱面積較大時，采用臥式，但此時難以清洗，常不得不采用較復(fù)雜的浮頭或 U形管結(jié)構(gòu)，且自然循環(huán)的傳熱效果較差，占地面積大。 綜上所述，本設(shè)計采用的是列管式塔頂及塔底產(chǎn)品冷凝器和立式再沸器。 十 精餾塔設(shè)計計算結(jié)果摘要 將設(shè)計篩板的主要結(jié)果匯總于下表： 序號 項目 精餾段 提餾段 1 平均溫度 Ctm?， 2 平均壓力 kPa，mp 3 氣相流量 /sm3，SV 4 液相流量 /sm3，SL 天津商業(yè)大學化工學院化工原理課程設(shè)計 28 5 實際塔板數(shù) 10 20 6 有效段高度 Z， m 7 塔徑 D， m 8 板間距 TH ， m 9 溢流形式 單溢流 單溢流 10 降液管形式 弓形 弓形 11 堰長 lw ， m 12 堰高 Wh ， m 13 板上液層高度 Lh ， m 14 堰上液層高度 owh ， m 15 降液管底隙高度 m，oh 16 安定區(qū)寬度 SW ， m 17 邊緣區(qū)寬度 cW ， m 18 開孔區(qū)面積 2cm，SA 19 篩孔直徑 od ， m 20 篩孔數(shù)目 n 1894 1894 21 孔中心距 t， m 22 開孔率 ? ， % % ％ 23 篩孔氣速 ou ， m/s 24 穩(wěn)定系數(shù) K 25 每層塔板壓降 pp? ， kPa 26 負荷上限 液泛控制 液泛控制 天津商業(yè)大學化工學院化工原理課程設(shè)計 29 27 負荷下限 漏液控制 漏液控制 28 液沫夾帶 ve ，（ kg 液 /kg 氣） 29 氣相負荷上限 max,SV ， s/m3 4 30 氣相負荷下限 min,SV ， s/m3 5 31 操作彈性 十一 設(shè)計評述 本次課程設(shè)計通過給定的生產(chǎn)操作工藝條件自行設(shè)計一套苯－ 甲 苯物系的分離的 塔板 式連續(xù)精餾塔設(shè)備。通過 近 兩周的 團隊 努力，反 經(jīng)過 復(fù) 雜的 計算和優(yōu)化， 我們 終于設(shè)計出一套較為完善的 塔板 式連續(xù)精餾塔設(shè)備。其各項操作性能指標均能符合工藝生產(chǎn)技術(shù)要求，而且操作彈性大，生產(chǎn)能力強，達到了預(yù)期的目的。 通過這次課程設(shè)計我經(jīng)歷并學到了很多知識，熟悉了大量課程內(nèi)容，懂得了許多做事方法，可謂是我從中受益匪淺，我想 這也許就是這門課程的最初本意 。從接到課題并完成分組的那一刻起我 就立志要盡最大努力把它做全做好。首先，我們?nèi)D書館借閱了大量有關(guān)書籍，并從設(shè)計書上了解熟悉了設(shè)計的流程和方法。通過查閱資料我們從對設(shè)計一無所知變得初曉門路，而進一步的學習和討論使我們使我們具備了完成設(shè)計的知識和方法，這使我們對設(shè)計有了極大的信心，我們確定了設(shè)計方案和具體流程及設(shè)計時間表，然后就進入了正是的設(shè)計工作當中。 萬事開頭難，出了最小回流我們從最簡單的物料衡算開始，把設(shè)計題目中的操作條件轉(zhuǎn)化為化工原理課程物料衡算相關(guān)的變量最終把 物料衡算正確的計算出來。然后是回流比的確定，我們應(yīng)用分離工程中的計算式出了最小回流比，然后通過分析確定了放大倍數(shù)求出了實際回流比。同樣理論塔板數(shù)的計算也是通過復(fù)雜但有序的計算得出。接下來塔的工藝尺寸計算，篩板流體力學驗算，塔板負荷性能圖計算等一個接一個的被我們拿下，當然這一路下來并不是一帆風順的。 這次歷時近兩周的的 課程設(shè)計 使 我把平時所學的理論知識運用到實踐中，使我 對書本上所天津商業(yè)大學化工學院化工原理課程設(shè)計 30 學理論知識有了進一步的理解， 也使我 自主學習了新的知識并在設(shè)計中加以應(yīng)用 。 此次 課程設(shè)計 也 給我 提供了 很大 的發(fā)揮空間，我 積極 發(fā)揮主觀能動 性獨立地去通過書籍、網(wǎng)絡(luò)等各種途徑查閱資料、查找數(shù)據(jù) 和標準 ，確定設(shè)計方案。通過這次課程設(shè)計提高了我 的認識問題、分析問題、解決問題的能力?？傊?這次課程設(shè)計不僅鍛煉了我 應(yīng)用所學知識來分析解決問題的能力 ，也提高了我 自學，檢索資料和協(xié)作的技能 。 參考書目 [1]張新戰(zhàn)，化工單元過程及操作?北京：化學工業(yè)出版社， 1998 [2]何潮洪 ,馮霄?化工原理?北京：科學出版社， 20xx [3]柴誠敬 ,劉國維?化工原理課程設(shè)計?天津：天津科學技術(shù)出版社， 1994 [4]賈紹義 ,柴敬誠?化工原理課程設(shè)計?天津：天津大學 出版社， 20xx [5]陳均志，李雷?化工原理實驗及課程設(shè)計?北京：化學工業(yè)出版社， 20xx [6]馬江權(quán)，冷一欣?化工原理課程設(shè)計?北京：中國石化出版社， 20xx [7]譚天恩?化工原理 (第二版 )下冊?北京：化學工業(yè)出版社， 1998 附圖