化工原理課程設(shè)計(jì)-乙醇-水溶液連續(xù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)(參考版)
2025-06-07 07:59本頁面
【正文】 在老師和同學(xué)的幫助下，及時(shí)的按要求完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，通過這次課程設(shè)計(jì)，使我獲得了很多重要的知識(shí)，同時(shí)也提高了自己的實(shí)際動(dòng)手和知識(shí)的靈活運(yùn)用能力。北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 198 7 [9]劉光啟、馬連湘 .化學(xué)化工物性參數(shù)手冊(cè) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [10]賀匡國(guó) .化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 課程設(shè)計(jì)心得 通過這次課程設(shè)計(jì)使我充分理解到化工原理課程的重要性和實(shí)用性，更特別是對(duì)精餾原理及其操作各方面的了解和設(shè)計(jì)，對(duì)實(shí)際單元操作設(shè)計(jì)中所涉及的 個(gè)方面要注意問題都有所了解。 （ 2）加熱蒸汽消耗量 Q=qm1r1 Q=qm2r2 Q— 單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量， J/s 或 W； qm1, qm2— 熱、冷流體的質(zhì)量流量， kg/s。其液面以上空間為氣液分離空間。 m2/℃ ∴ A= 291800 m?? 2 再沸器 （ 1）再沸器的選擇：釜式再沸器 對(duì)直徑較大的塔，一般將再沸器置于踏外。 （ 2）冷凝器的傳熱面積和冷卻水的消耗量 熱流體為 ℃的 93%的乙醇蒸汽，冷流體為 20℃的水 Q=qm1r1 Q=qm2r2 Q— 單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量， J/s 或 W； qm1, qm2— 熱、冷流體的質(zhì)量流量， kg/s。 ② 塔板的氣相負(fù)荷上限完全有霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制。 3/( / )SL m h 3/( / )SV m h 液相負(fù)荷上限線 求出上限液體流量 sL 值（常數(shù)） 以降液管內(nèi)停留時(shí)間 ? =5s 則 3, m a x 0 . 0 3 9 5 0 . 4 5 0 . 0 0 3 5 6 /5fTs AHL m s?? ? ?? 漏夜線 對(duì)于 1F 型重閥，由 00 5vFu? ? ? ，計(jì)算得 0 5vu ? ? 220 0 0 544s vV d n u d n??? ? ? ? ? ? ? 則 23, m i n 50 . 7 8 5 0 . 0 3 9 4 0 0 . 2 0 9 /1 . 3 1sV m s? ? ? ? ? 液相負(fù)荷下限線 去堰上液層高度 owh = 根據(jù) owh 計(jì)算式求 sL 的下限值 , m in2 .8 4 0 .0 0 61000 s wLE l ???? ? ? 取 E= 3,m in 028 /sL m s? 經(jīng)過以上流體力學(xué)性能的校核可以將精餾段塔板負(fù)荷性能圖劃出。 /SL 3（ m /s） 3/( / )SV m s 泛液線 通過式d p l dH h h h? ? ?以及式p c fh h h h?? ? ?得 p L dhh? ? ?Tw（ H +h ） =h = c f L dh h h h H?? ? ? 由此確定液泛線方程。 bA —— 板上液流面積， 2m ； FC —— 泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)，取 。 霧沫夾帶 由下式可知 Ve 液 /kg氣 Ve = 10 aTfuHh? ? ??? ?????= 3 . 2635 . 7 1 0 0 . 3 7 5 /( 0 . 3 5 9 0 . 0 2 5 )8 5 9 1 0 0 . 4 5 2 . 5 0 . 0 7????????? ? ???= 浮閥塔也可以考慮泛點(diǎn)率，參考化學(xué)工程手冊(cè)。 故氣體流經(jīng)一層浮閥塔塔板的壓力降的液柱高度為： ph =+= 常板壓降 p p LP h g??? =??= ( ,符合設(shè)計(jì)要求 )。39。39。 = 實(shí)際塔板數(shù) 精餾段塔板數(shù)： N= 4ET= 8 提餾段塔板數(shù)： N= 10ET= 20 四、塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計(jì)算 精餾段 操作壓力為 Pm 塔頂壓力： DP =+= 若取每層塔板壓強(qiáng) P? = 則進(jìn)料板壓力： FP =+8? = 精餾段平均操作壓力 Pm =: = 溫度 mt 根據(jù)操作壓力，通過泡點(diǎn)方程及安托因方程可得 塔頂 Dt = C 進(jìn)料板 Ft = C mt精 =: = C 平均摩爾質(zhì)量 M ⑴ 塔頂 Dx = 1y = Dy = VDM = ? +（ ） ? = kg/kmol LDM =? +（ ） ? = kg/kmol ⑵ 進(jìn)料板： Fy = Fx = VFM = ? +（ ） ? = kg/kmol LFM =? +（ ） ? = kg/kmol 精餾段的平均摩爾質(zhì)量 ,VM精 =:2 = ,LM精 =:2 = 平均密度 m? ⑴液相密度 ,Lm? ,1Lm?=,ABL A L Bww??? 塔頂： ,1Lm?= + ,Lm?= 3/Kg m 進(jìn)料板上 由進(jìn)料板液相組成 XF= Aw =＋ (1。NminN:1 = 解得 N= 取整數(shù) N=15（包括蒸餾釜） ③ 進(jìn)料板 Nmin =lg[[ xD1?XD][1?xFXF]]lgαm ? 1 =lg[* ?+*1? +] ?1 = 前已經(jīng)查出即 NT?NminNT:1= NT?T:1= 解得 N= 故進(jìn)料板為從塔頂往下的第 5層理論板 即 FN =5 總理論板層數(shù) TN =15（包括蒸餾釜 ） 進(jìn)料板位置 FN =5 全塔效率 TE 因?yàn)?TE =(α μ m)。NminN:1 = ?(R。RminR:1 = 。 = 塔底
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