【正文】 200 .1 5 3 6 1 .2 5(1 .1 9 0 .0 4 2 )c h??? 239。 / ( )wc l h? 239。 2 39。 液相負(fù)荷上限線 以 4s?? 作為液體在降液管中停留時間的下限 ： 4TsAHL? ??? 故 3, m in 0 . 1 8 4 0 . 4 5 0 . 0 2 0 7 /44Ts AHL m s? ??? 同理，提餾段的為 3,m ax 0 .0 1 8 4 /sL m s? ? 據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線 4。 液沫夾帶線 以 /ve kg kg? 液 氣為限，求 ssVL? 關(guān)系如下： 由 6 3 .25 .7 1 0 ()av m T fue Hh?????? 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計說明書 23 0 . 4 2 42 . 5 4 3 0 . 1 8 4ssasTfVVuVAA? ? ??? 同理，提餾段的為 ?? 2 .5 2 .5 ( )f L w owh h h h? ? ? ? ? 4 1 ( ) 910 00 9 sow sLhL? ? ? ? 同理，提餾段的為 ?? shL?? 故 22332 . 5 2 . 5 ( 0 . 0 4 5 0 . 5 9 ) 0 . 1 1 1 . 5f L s sh h L L? ? ? ? ? ? 22330 . 4 5 0 . 1 1 1 . 5 0 . 3 4 1 . 5T f s sH h L L? ? ? ? ? ? 同理，提餾段的為 ? ?? 230 .2 8 5 1 .5T f sH h L?? ? ? 6 3 . 223 30 . 4 2 45 . 7 1 0 [ ] 0 . 12 2 . 4 3 1 00 . 3 4 1 . 5svsVeL??????? 整理得 ?? 同理，提餾段的為 ??? 在操作范圍內(nèi) ，任取幾個 值，依上式計算出 值，計算結(jié)果列于表 92。 液泛 為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高 ()d T wH H h??? 乙醇 — 水物系屬于一般物系，取 ?? ，則 ( ) 0. 5 ( 0. 45 0. 04 5 ) 0. 24 8TwHh? ? ? ? ? 同理，提餾段的為 ( ) ? ??? 而 d p L dH h h h? ? ? 板上不設(shè)進(jìn)口堰， dh 可由式 530計算，即 2200 . 1 5 3 ( 39。 W m?? ， ? 開孔區(qū)面積計算 開孔區(qū)面積 ： 22 2 12 ( si n )180a rxA x r s r? ??? ? ? ? ? 其中 1 . 8( ) ( 0 . 2 2 3 0 . 0 6 5 ) 0 . 6 1 222dsDx W W m? ? ? ? ? ? ? 1 . 8 0 . 0 3 5 0 . 8 6 522cDr W m? ? ? ? ? 同理，提餾段的為 ?? ?? 故 22 2 65 122 ( 12 65 12 si n )18 0 65aA ? ??? ? ? ? ? ? 同理，提餾段的為 ?? 篩孔計算及其排列 本利所處理的物系無腐蝕性，可選用 3mm?? 碳鋼板， 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計說明書 19 取篩孔直徑 0 5d mm? 。 50whm? 。 20 ?? 0 . 2 0 . 220 2 2 . 4 3( ) 0 . 0 8 6 ( ) 0 . 0 8 8 02 0 2 0MCC ?? ? ? ? m a x 8 0 6 . 8 8 1 . 2 10 . 0 8 8 0 2 . 2 7 1 /1 . 2 1u m s??? 同理，提餾段的為 ?? max /u m s? ? 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計說明書 16 取安全系數(shù) ，則空塔氣速為 m a /u u m s? ? ? ? 4 4 3 . 6 5 1 . 7 1 01 . 5 9 0sVDmu?? ?? ? ?? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D= 同理，提餾段為 /u m s?? ?? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 ?? 塔截面積為 2 2 21 .8 2 .5 4 344TA D m??? ? ? ? 實際空塔氣速為 3 .6 5 1 .4 3 5 /2 .5 4 3u m s?? 同理，提餾段的為 ? ? /u m s?? 精餾塔有效高度的計算 精餾段有效高度為 ( 1 ) (1 2 1 ) 0 . 4 5 4 . 9 5TZ N H m? ? ? ? ? ?精 精 提餾段有效高度為 ( 1 ) ( 2 7 1 ) 0 . 3 5 9 . 1TZ N H m? ? ? ? ? ?提 提 在進(jìn)料板上方開一人孔，其高度為 ， 故精餾塔的有效高度為 0 . 8 4 . 9 5 9 . 1 0 . 8 1 4 . 8 5 mZ Z Z? ? ? ? ? ? ?精 提 塔板主要工藝尺寸的計算 溢流裝置計算 因塔徑 D= ，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液 盤。sw? =， 39。239。 39。wx == 39。1 0 0 9 0 1 0 0 9 1 . 5 4 8 1 6 . 0 4 61 5 . 2 1 6 . 2 1 5 . 2 ????? ? ?乙乙 水表面張力： 39。 表 53 乙醇和水不同溫度下的表面張力 溫度 /℃ 70 80 90 100 乙醇表面張力 / 2310 /Nm? 18 水表面張力 / 2310 /Nm? 精餾段液體平均表面張力 提餾段平均溫度 1t? =℃ 水的摩爾流量 318 2 2 . 3 1 /8 0 6 . 8 8Wm WmV c m m o l?? ? ? 乙醇的摩爾流量 346 3 8 . 0 2 /1 . 2 1oo omV cm m o l?? ? ? 乙醇表面張力： 9 0 8 0 1 6 . 2 1 7 . 1 5 1 7 . 0 8 79 0 8 0 . 6 6 1 6 . 2 ????? ? ?乙乙 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計說明書 13 水表面張力： 9 0 8 0 9 0 8 0 . 6 6 6 2 . 4 7 56 0 . 7 6 2 . 6 6 0 . 7 ????? ? ?水水 2 2 2( ) [ ( 1 ) ]( ) ( )w w w o wo o O w w o O o O w w o Ox V x Vx V x V x V x V x V x V?? ????? = 2[ ( 1 0 . 4 0 1 5 ) 2 2 . 3 1 ]0 . 4 0 1 5 3 8 . 0 2 (0 . 5 9 8 5 2 2 . 3 1 0 . 4 0 1 5 3 8 . 0 2 )??? ? ? ? ?= 因為 Dx =,所以 wx == B= 2g ( ) g 0 .4 0 8 0 .3 8 9woll?? ? ? ? Q= 2 23 32 ( ) [ ] 2?? ? ? ??= A=B+Q== 聯(lián)立方程組 A= 2g( )swsol?? ， sw? + so? =1 代入求得： sw? =， so? = 1 1 14 4 40 . 1 8 4 6 2 . 4 7 5 0 . 8 1 6 1 7 . 0 8 7 2 2 . 4 3mm??? ? ? ? ? ? 提餾段精餾段液體平均表面張力 提餾段平均溫度 2t? =℃ 39。 (1 1 3 . 7 1 3 2 . 6 ) / 2 1 2 3 . 1 5mP K P a? ? ? 操作溫度計算 利用表 51中數(shù)據(jù)由拉格朗日插值可求得 Ft 、 Dt 、 Wt 。 ? ?? ??BAPP? 平均揮發(fā)度 ????? ??? 最小回流比及操作回流比計算 因 1?q ，故 69PFxx?? 將 Px 代入相平衡方程 2 . 3 0 0 . 2 0 6 9 0 . 3 7 51 ( 1 ) 1 ( 2 . 3 0 1 ) 0 . 2 0 6 9PP Pxy x?? ? ?? ? ?? ? ? ? ? m i n 0 . 9 5 0 4 0 . 3 7 5 3 . 4 20 . 3 7 5 0 . 2 0 6 9DPPPxyR yx? ?? ? ??? m in2 2 3. 42 6. 84RR? ? ? ? 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計說明書 8 逐板法求塔板數(shù) 因 ? ? ?Wx 1?q ? ?? 則相平衡方程 yyyyx )1( ????? ?? )(a 精餾段操作線方程 0 . 8 7 2 0 . 1 2 111DxRy x xRR? ? ? ??? )(b 塔釜氣相回流比 R? FDWDFDWF xx xxqxx xxRR ????????? )1()1( 0 . 2 0 6 9 0 . 0 0 0 7 8(6 . 8 4 1 ) 0 2 . 1 70 . 9 5 0 4 0 . 2 0 6 9?? ? ? ? ?? 提餾段操作線方程 1 1 .4 6 0 .0 0 0 3 6WxRy x xRR? ?? ? ? ??? )(c 操作線交點橫坐標(biāo) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) 0 1FDf R x q xx Rq? ? ? ? ? ?? ? ??? 理論板數(shù)計算：先交替使用相平衡方程 )(a 與精餾段操作線 方程 )(b 計算如下 110 . 9 5 0 4 0 . 8 9 3Dy x x? ? ???? ?相 平 衡 220 .9 0 0 0 .7 9 6yx? ??? ? 330 .8 1 5 0 .6 5 7yx? ??? ? 440 .6 9 4 0 .4 9 6yx? ??? ? 550 .5 5 4 0 .3 5 1yx? ??? ? 660 .4 2 7 0 .2 4 5yx? ??? ? 770 .3 3 5 0 .1 8 0yx? ??? ?＜ fx 第 7 板為加料板。 ? ?? ??BAPP? 當(dāng)溫度為 100℃ 時， lgAP 176。 當(dāng)溫度為 ℃時， lgAP 176。又如，塔是指定在常壓下操作的，塔內(nèi)壓力過大或塔驟冷而產(chǎn)生真空，都會使塔受到破壞，因而需要安全裝置。如前所述在蒸餾過程中如能適當(dāng)?shù)乩盟?、塔底的廢熱，就能節(jié)約很多生蒸汽和冷卻水，也能減少電能消耗。因此，在必要的位置上要裝置調(diào)節(jié)閥門，在管路中安裝備用支線。冷卻水出口溫度的選擇由當(dāng)?shù)厮Y源確定，但一般不宜超過 50℃ ，否則溶于水中的無機(jī)鹽將析出，生成水垢附著在換熱器的表面而影響傳熱。如果塔頂蒸汽溫度低，可選用冷凍鹽水或深井水作冷卻劑。但對有些物系 (如酒精與水的二元混合液 )，當(dāng)殘液的濃度稀薄時，溶液的相對揮發(fā)度很大，容易分離，故所增加的塔板數(shù)并不多，此時采用直接蒸汽加熱是合適的。若塔底產(chǎn)物近于純水，而且在濃度稀薄時溶液的相對揮發(fā)度較大 (如酒精與水的混合液 )，便可采用直接蒸汽加熱。在實際的生產(chǎn)中進(jìn)料狀態(tài)有多種，但一般都將料液預(yù)熱到泡點或接近泡點才送入塔中，這主要是由于此時塔的操作比較容易控制，不致受季節(jié)氣溫的影響。當(dāng)物性無特殊要求時，一般是在稍高于大氣壓下操作。 蒸餾操作通?？稍诔?、加壓和減壓下進(jìn)行。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。 篩板塔的缺點是： （ 1） 塔板安裝的水平度要求較高，否則氣液接觸不勻。 篩板塔也是傳質(zhì)過程常用的塔設(shè)備，它的主要優(yōu)點有： （ 1） 結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡單，易于加工，造價約為泡罩塔的 60％，為浮閥塔的 80％左 右。精餾操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，填料塔的設(shè)計將在其他分冊中作詳細(xì)介紹，故本書將只介紹板式塔。 （ 6） 塔內(nèi)的滯留 量要小。 （ 3）流體流動的阻力小，即流體流經(jīng)塔設(shè)備的壓力降小，這將大大節(jié)省動力消耗，從而降低操作費用。 塔設(shè)備是最常采用的精餾裝置，無論是填料塔還是板式塔都在化工生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用，在此我們作板式塔的設(shè)計以熟悉單元操作設(shè)備的設(shè)計流程和應(yīng)注意的事項是非常必要的。近些年來，由于燃料價格的上漲，乙醇燃料越來越有取代傳統(tǒng)燃料的趨勢，且已在鄭州、濟(jì)南等地的公交、出租車行業(yè)內(nèi)被采用。 ability of important chemical design teaching, through the curriculum design that we try to grasp the basic knowledge of chemical engineering design, design principles and methods, To learn all kinds of manual operation and physical properties, chemical properties of searching methods and technique