【正文】 /s ； L— 液體體積流量， m179。對于化工專業(yè)的學生，不但知識面要廣，心思要縝密，做事要一絲不茍，而且要有吃苦的精神，要培養(yǎng)創(chuàng)新精神，在這些方面以后會多加提高。 本設計還采用熱泵精餾等節(jié)能措施，但對熱泵精餾認識的不夠，在計算等方面有所欠缺，本設計在這些方面還有待提高。當然與設計的要求還有些差距，比如溢流裝置與流體選型知識面掌握的不夠，以及對法蘭、裙座、除沫器、筒體等附屬設備的選型及計算不太清楚，所選擇的設備有些可能不合適，熱量衡算等工作做的不夠，對數(shù)據(jù)計算的不夠精確等。 帶控制點的工藝流程圖、塔體設備工藝條件圖的繪制。 流體力學計算：流體力學驗算，操作負 荷性能圖及操作彈性。 工藝參數(shù)的確定：塔內(nèi)精餾段、提餾段物質(zhì)的物性（溫度、密度、粘度、表面張力、 相對揮發(fā)度、體積流量），物料衡算，理論與實際塔板數(shù)，塔板效率。℃ ) 換熱面積 6c ?????? mtK QA㎡ 選型 [25]：立式熱虹吸式重沸器（ JB/T 471692） 換熱管Φ 25基本參數(shù) 公稱直徑： 400mm ,公稱壓力： 1Mpa ,管程數(shù)： 1 ，管子根數(shù)： 98，中心排管數(shù)： 12 ，換熱管長度： 1500mm ,換熱面積： ㎡ 進料體積流量 hVF / 3 4 3,h ??? 揚程 HP=8m ,壓頭 P=ρ g HP= 8= 根據(jù)流量和揚程，查標準 [26] ,選擇離心泵（ ISW32100I） 表 44 離心泵（ ISW32100I）主要參數(shù) [27] 流量 m179?！妫?6480kj/(㎡℃ ) 6, 101 0 )(1 9 6 2q ????????? tcQ mphmC kj/h 對于水 水，管殼式換熱器作冷卻器，熱流體走殼程，冷流體走管程。 h取 K=600W/（㎡℃ ) hkjtcQ phmF /106 6 3 )( 6m, ????????? 換熱面積 00 1066 6h ?? ???? mtKQA㎡ 選型 [25] :固定管板式換熱器（ JB/T 471592） 換熱管Φ 19基本參數(shù) 公稱直徑： 325mm ,公稱壓力： ,管程數(shù)： 2 ，管子根數(shù)： 88 中心排管數(shù)： 10 ，換熱管長度： 3000mm ,換熱面積： ㎡ 熱流體溫度： 78℃→ 40℃ ，冷卻水： 25℃→ 35℃ )5204 3587l n (52403578)l n (t2121 ?????????? ）（）（ttttm℃ tDm =（ 78+40） /2=59℃ ,查表 42，得 cmp= + =(kg℃ ) 進料溫度： 25℃→ ℃ ，熱流 體溫度： 100℃→ 90℃ ，熱流體走管程，冷流體走殼程。 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 28 頁 第 頁 23 料液溫度： ℃→ 100 ℃ ，熱流體溫度： 110℃→ 110 ℃ 逆流操作 :)1 0 01 1 0 1 0l n ( 0 0)l n (t2121 ????????????ttttm℃ 乙醇蒸汽 t =110℃ ，查表 43,乙醇汽化熱 r=hkjqQ hm /101 0 0 9 5 .4 94 2 .1 6,h ?????? 換熱面積 2 00 1010 6h ?? ???? mtKQA㎡ 因為熱流體進料壓力大于出料壓力，故可選熱虹吸式再沸器 選型 [25] :立式熱虹吸式重沸器（ JB/T 471692） 換熱管Φ 25 基本參數(shù) 公稱直徑： 1200mm ,公稱壓力： ,管程數(shù)： 1 ，管子根數(shù)：1115，中心排管數(shù)： 37 ，換熱管長度： 2021mm ,換熱面積： 165㎡ 常溫 25℃的物料經(jīng)預熱器成為飽和液體，用飽和水蒸氣預熱， K=3600kj/(㎡ h℃） [24] 取 K=1000W/（㎡℃ ) 水 cp/kj/(kg （ 1）筒體 [15] 筒體厚度根據(jù)公式 ? ? CPPD ??? ??? 2t 精餾段： P=4kpa ,D= ,乙醇 水物系腐蝕性不強，且是常壓操作，對選材無特殊要求，從經(jīng)濟性考慮，選用碳素鋼鋼板 Q235A,GB 3274 ,許用應力 [σ ]=113Mpa,因雙面焊縫，故 ?? ，腐蝕裕度 C=2mm 41013 22 12 004 3t ???? ??? 因為所選用的材料標準最小厚度為 ,故選δ t=6mm 提餾段： P= ,D= ,乙醇 水物系腐蝕性不強，且是常壓操作，對選材無特殊要求，從經(jīng)濟性考慮，選用碳素鋼鋼板 Q235A,GB 3274 ,許用應力 [σ ]=113Mpa,因雙面焊縫，故 ?? ，腐蝕裕度 C=2mm 120 3t ???? ???? 因為所選用的材料標準最小厚度為 ,故選δ t=6mm （ 2） 封頭 本設計選用橢圓形封頭，由 D=1200mm,查表 [16]得封頭曲面高度 h1=300mm,直邊高度h2=40mm 封頭厚度由公式PKPDf ][2 ?? ??? ,形狀系數(shù) ])h2[61 21DK （?? 求得 K=1，δ f= 查標準 [17],圓整 δ f=6mm ,封頭型號 DN 1200 6 ,JB/T 473795 采用絲網(wǎng)除沫器，有比表面積大，質(zhì)量輕，空隙大，使用方便等優(yōu)點 空塔氣速 smKVVL / ?????? ? ?? 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 28 頁 第 頁 22 除沫器直徑 muVD S ????? ? [18] 每隔 6層設一人孔，有 37塊塔板，故須 6個人孔，在塔頂處設一人孔，提餾段 1個，精餾段 4個，設人孔直徑 d=450mm,人孔處板間距為 HP=600mm,伸出塔體的筒長 =200mm 根據(jù)要求 [19]，塔頂空間 HD=（ 2～ 3） HT,取 HD=2HT= ；塔低空間 HB=1～ 2m,取 HB= [20] 裙座有圓形裙座和錐形裙座兩種，本設計選用圓形裙座，考慮到要用再沸器，取裙座高度 Hq=3m . H 假設進口處板間距 HF= H=（ NnFnP1)HT+nFHF+nPHP+HD+HB+h1+h2++h2+Hq 代入得 H=(37151) +1 +5 +++++3= [21] 塔板結(jié)構(gòu)大致可分為整塊式和分塊式兩類，根據(jù)下表要求， D=1200mm的單流型塔板，采用分塊式塔板，分塊數(shù)為 3塊。/s 出料管徑 mmmD ????? 查標準 [14]取標準進料 管Φ 219 6 （ 5）塔釜蒸汽進料管 直管進氣，取進口氣速 u=25m/s 塔釜蒸汽進料流量 ,s ????? ? VWVWLnw MV ? m179。s， min= （三）工藝設計計算總表 項 目 符號 單位 計算數(shù)據(jù) 精餾段 提餾段 各段平均壓強 P kpa 各段平均溫度 tm 0C 平均流量 氣相 Vs m3/s 液相 LS m3/s 塔效率 ET 實際塔板數(shù) N 塊 31 6 板間距 HT m 塔的有效高度 Z m 12 2 塔徑 D m 1 空塔氣速 u m/s 塔板液流型式 單流型 單流型 溢流裝置 溢流管型式 弓形 弓形 堰長 LW m 液上液層高度 how m 堰高 hw m 降液管底隙高度 h0 m 降液管截面積 Af ㎡ 溢流堰寬度 Wd m 開孔區(qū)積 Aa ㎡ 安定區(qū)度 Ws m 無效周度 Wc m 板上清液層高度 hL m 孔徑 d0 mm 5 5 篩板厚度 δ mm 3 3 孔間距 t mm 13 13 孔數(shù) n 2352 1636 開孔率 φ % % 開孔面積 A0 m2 塔板壓降 ΔP 0 KPa 氣體通降 △P P KPa 漏液點速 uow m/s 穩(wěn)定性數(shù) K 液體在降液管停留時間 τ s 6 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 28 頁 第 頁 19 降液管內(nèi)清液層高度 Hd m 霧沫夾帶 ev kg 液 /kg 氣 負荷上限 霧沫夾帶控制 霧沫夾帶控制 負荷下限 漏液線控制 漏液線控制 氣相最大負荷 Vmax m3/s 2 氣相最小負荷 Vmin m3/s 操作彈性 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 28 頁 第 頁 20 第四章 板式塔的結(jié)構(gòu)與附屬設備 （一）塔附件設計 接管一般有彎管接管、直管接管和 T型接管 （ 1） 進料管 采用直管泵輸入進料，選定進料速度 uF=2 m/s 進料流量 ????? mFsF FL ?m179。 操作彈性 =V180。s， min=179。 s ， max=179。/s ,可知本設計塔板上限由霧沫夾帶線控制，下限由漏液線控制。/s 精餾段：從精餾段的負荷性能圖可知， P 為操作點， OP 為操作線， OP 線與霧沫夾帶線① 的交點相應氣相負荷為 Vs， max=2m179。/s 提餾段： 3/2min, ) sL ????? （ 整理得： smL / 34m in,s ???? 在 VsLs圖中作垂直橫軸的垂線 L180。/s *10^4 *10^3 3*10^3 *10^3 *10^3 Vs/m179。/s 提餾段： ) 0( [ 3/2m i n, ??????? ?????????? ss LV 整理得： 3/2m in,s 8 110 63 sLV ???? 在操作范圍內(nèi)取若干 Ls值，列于下表，依據(jù)下表數(shù)據(jù)做出漏液線 表 33180。s=，即為提餾段的液相負荷上限線 （氣相負荷下限線） ④ 根據(jù)0m i n,s/)( AVhhC VLLOow ???? ??? , 3/2wsL ) l LEw （?? 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 28 頁 第 頁 17 精餾段： )( [ 3/2m i n, ??????? ???????? ss LV 整理得： 3/2m in,s 6 7 8 sLV ?? 在操作范圍內(nèi)取若干 Ls值，列于下表，依據(jù)下表數(shù)據(jù)做出漏液線 表 33 Ls/m179。/s 在 VL坐標圖上作出垂直橫軸的垂線 Ls=，即為精餾段的液相負荷上限線 精餾段： 004 4 043 a x,s ????Lm179。/s *10^4 3*10^3 *10^3 *10^3 *10^3 Vs/m179。0=㎡ 代入求得 3/ sow L??? ， Vc ??? , 3/2s1 5 0 7 2 1 L???? 3/22p 5 0 7 1 6 2 6 0 ss LV ?????? , sd L??? 將Φ =， HT= 代入 Hd=Φ（ HT+hW)=hp+hw+how+hd得 23/23/22s 7 5 4 0 2 6 0 0 7 1 6 4 0 sss LLLV ???????????? ）（ 整理得： 23/22s 2 5 1 4 ss LLV ?????? 在操作范圍內(nèi)取若干 Ls值，列于下表，依據(jù)下表數(shù)據(jù)做出液泛線 表 32180。w= ,h180。/s 提餾段：已知 E180。/s ② 根據(jù) Hd=Φ（ HT+hW)=hp+hw+how+hd ，3/2wh )100 lLEow （? ， ?hhhcp ??? 1h ， 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 28 頁 第 頁 16 LVL