【正文】 Re/,30/4433??????????????????????????????????為湍流料液 在原料液內(nèi)的液面與進(jìn)料口建立機(jī)械能衡算： mHgPguZHemgudLeLHFFFFFF42002)(2)(2222????????????????????????????? 以回流罐為例，回流罐通過的物流量： skgsK m o lhk m o lDRL h /4 4 )14 1 ()1( ????????設(shè)凝液在回流罐中停留的時(shí)間為 10min，罐的填充系數(shù) ? 為 ，則該罐的容積 V計(jì)算如下 ： ?????? ??? 故回流罐容積可取 V= 3m 十一、 精餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總一覽表 項(xiàng)目 精餾段 提餾段 塔徑 D， m 板間距 HT， m 塔板型式 單溢流弓形降液管 單溢流弓形降液管 32 實(shí)際塔板數(shù) 空塔氣速 u， m/s 堰長 lW， m 堰高 hW， m 板上液層高度 hL， m 降液管底隙高度 ho， m 浮閥數(shù) N，個(gè) 閥孔氣速 uo， m/s 閥孔動(dòng)能因數(shù) Fo 臨界閥孔氣速 uoc， m/s 孔心距 t， m 排間距 t’， m 單板壓降△ pp， kPa 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 s 安定區(qū)寬度 Ws,m 邊緣固定區(qū)寬度 Wc,m 弓形降液管寬度 Wd,m 開孔率 % 泛點(diǎn)率 % 液相負(fù)荷上限 (Ls)max， m3/s 液相負(fù)荷下限 (Ls)min， m3/s 漏液線 12 135 7 123 33 十二、參考文獻(xiàn) [1] 王國勝 .化工原理課程設(shè)計(jì) [M]. 大連 :大連理工大學(xué)出版社 ,2020 [2] 陳敏恒 ,從德滋 ,方圖南 ,等 .化工原理 (上、下冊第三版 )[M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 .2020 [3] 中國石化集團(tuán) 上海工程有限公司 .化工工藝設(shè)計(jì)手冊 (上 )[M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020 [4] 唐倫成編著 .化工原理課程設(shè)計(jì)簡明教程 ,第一版 [M]. 哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,2020 [5] 匡國柱 ,史啟才 .化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì) [M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020 [6] 劉光啟 ,馬連湘 ,劉杰 .化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊 (有機(jī)卷 )[M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020 [7]《化工 設(shè)備 設(shè)計(jì)手冊》編寫組 .金屬設(shè)備 (上 )[M].上海 :上海人民出版社 ,1975 [8] 北京化工研究院 “ 板式 塔 ” 專題組 ,浮閥塔 [M].北京 :燃料化學(xué)工業(yè)出版社 ,1972 [9] 管國鋒 , 趙汝溥 .《化工原理》 (第二版 ). 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2020年 [10] 畢誠敬 . 《化工原理課程設(shè)計(jì)》 . 天津 : 天津科學(xué)出版社， 1996年 [11] 林大鈞 . 《 化工機(jī)械設(shè)計(jì)制圖 》 . 北京 : 科教 出版社 , 1999年 [12] 伍欽，梁坤 .《板式精餾塔設(shè)計(jì)》 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020年 [13] 化學(xué)工程編委會(huì) . 《化學(xué)工程手冊》 (第 13卷 )，北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社， 1989 [14] 劉佩茹 . 《化工過程與設(shè)備》 . 北京 : 中國輕工業(yè)出版社 , 1994年 [15] 潘國昌 , 郭慶豐 . 《化工過程設(shè)備與設(shè)計(jì)》 . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 1996年 附錄 1 主要符號說明 符號 意義 計(jì)量單位 M 摩爾質(zhì)量 kg/kmol F 進(jìn)料率 kmol/s D 塔頂采出 量 kmol/s W 塔底采出 量 kmol/s q 進(jìn)料熱狀況 x 液相摩爾分率 y 氣相摩爾分率 R 回流比 L 液相負(fù)荷 kmol/s 34 V 氣相負(fù)荷 kmol/s TN 理論塔板數(shù) PN 實(shí)際塔板數(shù) P 操作壓力 Pa t 溫度 ℃ ρ 密度 kg/m3 σ 表面張力 mN/m μ 粘度 mPa? ， 3/ mkgLD ?? 31 提升壓頭 mgu F 2 39。冷水走管程， 30 物料蒸汽走殼程，傳熱系數(shù)： )/(800 2 smWK ?? ，又信陽地區(qū)平均溫度為 25oC，所以選用 25oC 的冷卻水，設(shè)水升溫 10oC. 對于逆流： T C? ? C? t 25 C? ?35 C? Ctt ttt m ???? ?????? ????? )()(ln )()(ln1212 故全凝器面積： 22, ????????AmtK QAmC，則實(shí)際面積取安全系數(shù)為 選用 Φ323mm的碳鋼管，管心距為 40mm，傳熱管長度取為 3m,管子正三角形排列。 ? ?mHLVRRVHBSWWB 2360039。 塔的底部空間高度 BH 是指塔底最末一層塔盤到塔底（不含封頭）的距離，釜液停留時(shí)間取 10min。 一般每隔 4— 5m設(shè)一個(gè)人孔，本塔中共 23 塊板，須設(shè) 4 個(gè)人孔，每個(gè)孔直徑為 450mm。 塔底常用裙座支撐，裙座的結(jié)垢性能好，連接處產(chǎn)生的局部阻力小，所以它 29 是設(shè)備的主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。 這里選用絲網(wǎng)除沫器，其具有比表面積大，質(zhì)量輕，空隙大及實(shí)用方便等優(yōu)點(diǎn)。 封頭選為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，即.3 9 0h,mm40,3 5 ,2,22 00 mmhhmmDhbahD iiiii ???????? 則取直邊高度則? ? ?????? ???? ???? 應(yīng)取mmPDP Ct iC，則取則 ,4 1d12 ?????? CCmmCd ??? 圓整后采用 mmn 5?? 厚的鋼板。 圓整后，取名義厚度 ,5mmn ?? 復(fù)驗(yàn) ,%6 mmmmn ???? 故最后取 . mmC ? 塔體厚度為 5mm厚的 Q235B 制作。 十 、 塔附屬設(shè)備的計(jì)算 ① 筒體厚度計(jì)算公式為： ? ?CtiC PDP ?? ??? 2 其中， a1 1 1 13 2 0 MPK P aP C ???? ,1400i mmD ? 材質(zhì)取為 Q235B，工作溫度 ≤20oC。439。 ????? ? 圓整后取管徑為 mm10370?? 校核 smDVu vs 4 3 6 39。? ，則 mmuVD sV 4 36 39。 27 39。439。 WD 取 smuw ? ，則 mmuLD sW 00 20 39。 FD 料液流速范圍可取 — ，本設(shè)計(jì) smuf ? mmmmuFMDfFfF 60 0 64 1843 60 04????? ???????圓整取管徑為 校核 smFMu F 9 90 3 6 0 0 439。439。 22 ????? ?， 與 smu 17? 相差不大，故設(shè)備可用。x ???????????? ）（（ 水甲醇式中 VDI —— 塔頂上升蒸汽的焓 LDI —— 塔頂溜出液的焓 又 )()1( LDVDC IIDRQ ???? 式中 D? —— 塔頂液體質(zhì)量分?jǐn)?shù) skJhkJQ hkgDMD C D /???? ????? (2）冷卻水消耗量 )( 12 ttC QW PC CC ?? 式中 CW —— 冷卻水消耗量， kg/s PCC —— 冷卻介質(zhì)在平均溫度下的比熱容， kJ/(kg C?? ) 21,tt —— 冷卻 介質(zhì) 在冷凝器進(jìn)出口的溫度， C? 故 Cttt ?????? 302 35252 21 此溫度下冷卻水的比熱容 )/( CkgkJC PC ??? ，所以： skgttC QW PC CC /)2535( 9 3 8)( 12 ?????? 26 九、管徑的計(jì)算 Dv 作壓力為常壓時(shí)，取 smu 17? ，蒸汽管直徑 mmuVD sv ???? ?? 圓整取： mm10450?? 校核 smDVu v s 4 4 5 39。/117811221122???????????????????????????????水甲醇蒸發(fā)潛化熱同理，水：）（蒸發(fā)潛熱時(shí)，甲醇：kgkJHxHII VDVDLDVD /8 9 0 5 23 1 3 6 09 6 5 8 1 7 69 6 5 )39。39。39。 (2) 按照固定的液氣比由塔板負(fù)荷性能圖查出塔板的氣相負(fù)荷上限（ max)SV =（ ） 3m /s，氣相負(fù)荷下限 min)( SV =（ ） 3m /s，所 以 精 餾 段 操 作 彈 性 為 9 8 0 )( m a x ??SSVV， 提 餾 段 操 作 彈 性 為 )( m a x ????SSVV 24 八、 熱量衡算 ① 加 熱介質(zhì)的選擇 選擇飽和水蒸氣因水蒸氣清潔易得，不易結(jié)垢，不腐蝕管道，飽和水蒸氣冷凝放熱值大，而水蒸氣壓力越高，冷凝溫差越大，管程數(shù)相應(yīng)越小 ,但水蒸氣不宜太高 ,根據(jù)下邊計(jì)算的加熱蒸汽的狀態(tài)為 6MPa,℃ ② 冷卻劑的選擇 信陽平均氣溫為 25 C? ，故選用 25 C? 的冷卻水，溫升 10 C? ，即冷卻水的出口溫度為 35 C? 。 式中閥孔數(shù) N與孔徑 亦為定值。 聯(lián)立以下三式： 由上式確定液泛線。 os NudV 204?? (Vs)min=()/4? ? 123? 5/()1/2= 取堰上液層高度 how=6mm 作為液相負(fù)荷下限條件作出液相負(fù)荷下限線，該線為與氣相流量無關(guān)的豎直 線。 表 2 霧沫夾帶數(shù)值 精餾段： 液體的最大流量應(yīng)保證降液管中停留時(shí)間不低于 s5~3 ，液體降液管內(nèi)停留時(shí)間 sLHA s Tf 5~3???，以 4s?? 作為液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間的下限，則： (Ls)max=AfHT/4=? 提餾段： 液體的最大流量應(yīng)保證降液管中停留時(shí)間不低于 s5~3 ，液體降液管內(nèi)停留時(shí)間 sLHA s Tf 5~3???，以 4s?? 作為液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間的下限，則： (Ls)max=AfHT/4=? 精 餾段： 對于 1F 型重閥 ,依 50?F 作為規(guī)定氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)。 七、精餾塔板上的負(fù)荷性能圖 精餾段： 19 泛點(diǎn)率 s LLVFbV L lK C A??? ?? 據(jù)此可作出負(fù)荷性能圖中的物沫夾帶線，按泛點(diǎn)率 %80 計(jì)算： 其中 K=,lL=,CF=,Ab= 整理得： += 即 VS= 精餾段和提餾段的操作線一樣。 物性系數(shù) K 18 系統(tǒng) 物性系數(shù) K 無泡沫，正常系統(tǒng) 氟化物（如 BF3，氟里昂） 中等發(fā)泡系統(tǒng)（如油吸收塔、胺及乙二醇再生塔） 多泡沫系統(tǒng)（如胺及乙二胺吸收塔） 嚴(yán)重發(fā)泡系統(tǒng)（如甲乙酮裝置） 形成穩(wěn)定泡沫的系統(tǒng)（如堿再生塔） 由上代入數(shù)據(jù)得：泛點(diǎn)率 =% ∵對于大塔，為避免過量霧沫夾帶，應(yīng)