【正文】 化工原理教學(xué)與實(shí)驗(yàn)中心 2020 年 06 月 13 日 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) 28 。 20 制圖正確性 符合化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書制圖要求，正確繪制流程圖和工藝條件圖等。 10 工藝設(shè) 計(jì)計(jì)算 根據(jù)選定的方案和規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行物料衡算，熱量衡算，主體設(shè)備工藝尺寸計(jì)算，附屬設(shè)備的選型等。 10 紀(jì)律 學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真，遵守課程設(shè)計(jì)階段的紀(jì)律，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，按時(shí)完成課程設(shè)計(jì)規(guī)定的任務(wù)，按時(shí)上交課程 設(shè)計(jì)有關(guān)資料。 下標(biāo) max—— 最大的； min—— 最小的； L—— 液相的； V—— 氣相的。 Hd—— 降液管內(nèi)清液層高度， m； HT—— 塔板間距， m； K—— 穩(wěn)定系數(shù)，無因次； lW—— 堰長， m； Lh—— 液體體積流量， m3/h； LS—— 液體體積流量， m3/s； n—— 篩孔數(shù)目； NT—— 理論板層數(shù)； P—— 操作壓力， Pa； △ P—— 壓力降， Pa； t—— 篩孔的中心 距， m； u—— 空塔氣速， m/s； u0—— 氣體通過篩孔的速度， m/s； —— 漏液點(diǎn)氣速， m/s； u’0—— 液體通過降液管底隙的速度， m/s； VS—— 氣體體積流量， m3/s； LS—— 液體體積流量， m3/s； Wc—— 邊緣無效區(qū)寬度， m； Wd—— 弓形降液管寬度， m； Z—— 板式塔的有效高度， m； 希臘字母 β—— 充氣系數(shù)，無因次； δ—— 篩板厚度， m θ—— 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間， s； μ—— 粘度， Pam1/2)； F0—— 篩孔氣相動(dòng)能因子， kg1/2/(s化學(xué)工業(yè)出版社 . 本章符號(hào)說明 Aa—— 塔板開孔區(qū)面積， m2； Af—— 降液管截面積， m2； A0—— 篩孔總面積， m2； AT—— 塔截面積， m2； C0—— 流量系數(shù)，無因次； C—— 計(jì)算 umax 時(shí)的負(fù)荷系數(shù)， m/s； Cs—— 氣相負(fù)荷因子， m/s； d0—— 篩孔直徑， m； D—— 塔徑， m； eV—— 液沫夾帶量 ,kg(液 )/kg(氣 )； E—— 液流收縮系數(shù)，無因次 。 化工原理課程設(shè)計(jì) 。 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) 25 參考文獻(xiàn) [1] 劉光啟，馬連湘，劉杰主編 化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊 .無機(jī)卷 .有機(jī)卷 北京 。 通過這次課設(shè)計(jì)，我掌握了精餾的相關(guān)知識(shí)，并對(duì)精餾塔有了一定的認(rèn)識(shí)。 在開始時(shí)，我不知道如何下手，雖然有課程設(shè)計(jì)書作為參考，但其書上的計(jì)算步驟與我們自己的計(jì)算步驟有少許差異，在這些差異面前，我顯得有些不知所措。可是在這短短的幾周里，從開始的一無所知，到同學(xué)討論，再進(jìn)行整個(gè)流程的計(jì)算，再到對(duì)工業(yè)材料上的選取論證和后期的程序的編寫以及流程圖的繪制等過程的培養(yǎng)，我真切感受到了理論與實(shí)踐相結(jié)合中 的種種困難，也體會(huì)到了利用所學(xué)的有限的理論知識(shí)去解決實(shí)際中各種問題的不易。 由于第一次接觸課程設(shè)計(jì)，起初心里充滿了新鮮感和期待，因?yàn)樽晕艺J(rèn)為在大學(xué)里學(xué)到的東西終于可以加以實(shí)踐了。 ????????? (4) 人孔 本塔具有 20 塊塔板，需設(shè)置 3 個(gè)人孔，每個(gè)人孔直徑為 450mm，在設(shè)置人孔處板間距PH =600mm 。 （ 3）塔底空間 塔底空間高度 HB是指從塔底最下一層塔板到塔底封頭的底邊處的距離，取釜液停留時(shí)間為 5min，取塔底液面至最下一層塔板間距離為 。 塔總體高度計(jì)算 塔體總高度利用下式計(jì)算： F P T F F P D B 1 2H= （ n n n 1 ） H + n H + n H + H + H + H + HP 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) 23 （ 1） 塔頂封頭 本設(shè)計(jì)采用橢圓型封頭，由公稱直徑 DN=700mm， 1h =175mm， 2h =40mm， 內(nèi)表面積 A= 2m 容積 = 3m 。 (4)塔高 板式塔的塔高如圖所示。人孔直徑一般為 450 mm~600mm，其伸出塔體的筒體長為 200~250 mm，人孔中心距操作平臺(tái)約 800~1200mm。其值由如下因素決定： ① 塔底儲(chǔ)液空間依儲(chǔ)存液量停留 3~8 min(易結(jié)焦物料可縮短停留時(shí)間 )而定； （ 2） ② 再沸器的安裝方式及安裝高度； ③ 塔底液面至 最下層塔板之間要留有 1~2m的間距。若需要安裝除沫器時(shí)，要根據(jù)除沫器的安裝要求確定塔頂間距。 （ 6）塔的操作彈性 根據(jù)以上各線方程 ,可做出篩板塔的負(fù)荷性能圖如圖所示 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) 21 在負(fù)荷性能圖上 ,作出操作點(diǎn) , 連接 ,即作出操作線 .由圖可知 在負(fù)荷性能圖上 ,作出操作點(diǎn) , 連接 ,即作出操作線 .由圖可知 smVs / 3m ax, ? smVs / 3m in, ? 故操作彈性為： smVV ss / 3m in,m a x, ?? 同理可 算出提鎦段 : smVVss / 3m in,m a x, ? 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) 22 板式塔的結(jié)構(gòu) 塔體結(jié)構(gòu) （ 1） (1)塔頂空間 指塔內(nèi)最上層塔極與塔頂?shù)拈g距。 （ 4）漏液線 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) 20 已知 ? ? 3/ sL Lh ?? , 0minAVu sOW ，? 代入漏液點(diǎn)氣速式 ? ? VLLOW hhCu ??? / 0 5 0 ??? 整理，得 ? ? 3/21 4 6 6 1 0 8 3 8 ss LV ?? 同理，整理得提餾段漏液線 ? ? 3/ ss LV ?? 在操作范圍內(nèi) ,任取幾個(gè)值 , 依上式計(jì)算，將結(jié)果列于表中 ? ?smLs // 3 ?? ?? ?? ?? ? ?smVs // 31 ? ?smVs // 32 根據(jù)上表中數(shù)據(jù)，可繪出霧沫夾帶線④。 （ 2）液泛線 令 ? ?WTd hHH ?? ? ，即 ? ? dOWWPWT hhhhhH ?????? ，式中： ? ? 3/ sOW Lh ? , ? ? ? ? 23/2 ssP VLh ??? 取 ?? ，已知： mhW ? ， mHT ? ，整理，得 ? ? ? ?23/22 8 7 0 3 sss LLV ??? 同理，整理得提餾段液泛線 ? ? ? ?23/22 sss LLV ??? 在 操作范圍內(nèi) ,任取幾個(gè)值 , 依上式計(jì)算，將結(jié)果列于表中 ? ?smLs // 3 ?? ?? ?? ?? ? ?smVs // 31 ? ?smVs // 32 根據(jù)上表中數(shù)據(jù)，可繪 出霧沫夾帶線②。 根據(jù)以上各項(xiàng)流體力學(xué)驗(yàn)算結(jié)果，可認(rèn)為本設(shè)計(jì)精餾塔塔徑及各工藝尺寸是合適的。 （ 7） 漏液點(diǎn)氣速 OWu 本設(shè)計(jì) mmmmhL 3050 ?? ，所以，漏液點(diǎn)氣速 OWu 按下式計(jì)算 ? ? VLLOW hhCu ??? / 0 5 0 ??? ? ? sm /???????? 穩(wěn)定性系數(shù) ~ ???? OWuuK 同理，計(jì)算得提餾段漏液點(diǎn)氣速 smuOW /? ，穩(wěn)定性系數(shù) ~ ??K ，在設(shè)計(jì)允許范圍值內(nèi)。 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) 18 （ 6） 液沫夾帶量 設(shè)計(jì)中規(guī)定霧沫夾帶量 氣體液體 kgkgeV /? ，本設(shè)計(jì)采用亨特 （ Hunt） 的經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算霧沫夾帶量。 （ 5） 液面落差 對(duì)于 mmD 1600? 的篩板塔，液面落差很小，可忽略液面落差的影響。0 ? 塔板設(shè)計(jì) （ 1） 塔的分塊 因 mmmmD 8001600 ?? ，故塔板采用分塊式，查表得，塔板分為 4 塊，具體如下表所示： 表 29 塔的分塊 塔徑 mm/ 1200~800 1600~1400 2020~1800 2400~2020 塔板分塊數(shù) 3 4 5 6 （ 2） 邊緣區(qū)寬度確定 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) 16 取邊緣區(qū)寬度 mWC ? ，入口安定區(qū)寬度 SW ,出口安定區(qū)寬度 39。0u ∵ ? ?0 1 ~0 0 ?? Whh 且 mhW ? ∴ ~ ?h 取 mh ? 則 smhl Lu W s /13 00 35 39。 3222 ????? ? 熱量衡算 塔頂上升蒸汽的熱量 VQ ? ? ? ? hkJnMtCVQ m V DDDPDV /5 1 4 5 4 5 9 33 6 2 2 3 3 3 2 ??????????? ? 殘液帶出的熱量 WQ hkJtCWQ WPWW /2 2 4 9 3 5 4 4 7 59 4 ??????? 回流帶入的熱量 RQ 采用泡點(diǎn)回流，則餾出口與回流口組成相同，即 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) 13 Ctt DR ??? ， ? ?Ck m o lJCC PDPR ???? / hkJtCLQ RPRR /3 1 4 4 2 0 3 ??????? 進(jìn)料帶入的熱量 FQ