【正文】 最后再一次感謝所有在設計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學 菏澤學院化工原理課程設計48 參考文獻 化工原理（下）[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，1989. 化工原理 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2022 化工原理課程設計[M]. 天津：天津大學出版社，2022 ，竇梅，周明華. 《化工原理》(上、下冊).化學工業(yè)出版社，2022，陳遷喬，王娟，曲虹霞，馬衛(wèi)華.《化工原理》國防工業(yè)出版社，2022，史啟才.《化工單元過程及設備課程設計》.化學工業(yè)出版社，2022，王立業(yè)，喻健良.《化工設備機械基礎》.大連理工大學出版社，2022 菏澤學院化工原理課程設計49。其次，我要感謝幫助過我的同學，他們也為我解決了不少我不太明白的設計商的難題。首先感謝樊老師在課程設計上給予我們的指導、提供給我們的支持和幫助，這是我能順利完成這次報告的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術上的難題，讓我能把系統(tǒng)做得更加完善。 總之，在本次設計中我學到了很多知識，同時使我認識到理論于實踐的結合有多重要，也使我在潛意識中慢慢形成了一種模式：純理論主義與純經(jīng)驗主義都是不可取的，只有聯(lián)系實際、活學活用才是對自己、對社會有用的。 由于是工程上的問題，我們設計的不能像理論上那樣準確，存在誤差是在所難免的，計算過程中數(shù)字的一步步地四舍五入逐漸積累了較大的計算誤差，但是只要我們在計算中保持高的精確度，這種誤差可以大大地減小。在整個設計中要考慮很多問題，尤其是一些不容易引起重視細節(jié)問題，否則“小毛病出大問題 ”，這就要我考慮問題要全面詳細。 本次課程設計比上次難難度大，主要是計算復雜，計算量大考慮的細節(jié)較多，對同一個設備分成兩部分進行考慮，既相互獨立又須彼此照應，始終要考慮計算是為一個設備進行。C提鎦 流體力學驗算 氣體通過浮閥塔板的壓力降（單板壓降） 單板壓降： ?hhlcp??閥片全開前： muLc ??? hLc .7...??? 閥片全開后: mgguLvc .20 ???? hLvc ..20??取板上液層充氣因數(shù) ε 0=，那么 ) (hLowL ?????氣體克服液體表面張力所造成的阻力可由下式計算： ghL??2但由于氣體克服液體表面張力所造成的阻力通常很小，可忽略不計。 塔板布置 塔板的分塊因為 D=900mm,故塔板采用分塊式，查表得，塔板分為 3 塊。 降液管底隙高度降液管底隙高度依下式計算： ??0036ulLhwh 菏澤學院化工原理課程設計35取 ，39。Lms?1. 菏澤學院化工原理課程設計30表 6 氣液相體積流率計算vnq, ,?, 1079.??L,?105??3A. 塔徑的確定 塔徑的確定，需求 ，C 由下式計算：maxLmV???? ()LC??由 Smith 圖查取。Lm? 菏澤學院化工原理課程設計28提餾段液體表面平均張力： ??????LFmWL?mN表 4 液體平均表面張力計算 液體平均黏度計算： 液體平均黏度按下式計算： lglgLmiix???塔頂： ，查由《化工原理》 （第三版，化學工業(yè)出版社，王志魁）Ct??附錄十二 ，sPaA?0?sPaB?..DL ?????）（， 得： ??smPaixLm ??????進料板： ，查附錄： ，CtF??2.? 得： ??ixLm ????1tC???57mNA?塔頂 LDm924塔釜 Lwm07FtC??16N精餾段液體表面平均張力?進料板 LFm4提餾段液體表面平均張力39。進料板 LM02m提餾段平均摩爾質量39。C 下， ， ??乙 醇 ??水根據(jù)公式 得lglgLmiix??[(.269)lg.] as???????（1） 由奧康奈爾關聯(lián)式： ()9()6.%TLE??? ???C 求解實際塔板數(shù) 取 N=?? 第六章塔的結構設計 精餾塔塔徑的計算A. 查得有關乙醇與水的安托因方程：乙醇： (/)(/)(/)348sBPkaATKCTK?????得: []0(/)348A水： (/ (/)(/)203skaTT??????得：[]0(/)2031KBP?將 代入 進行試差，求塔頂、進料板、及塔釜的壓力和,A0ABxP??溫度：1) 塔頂： ， Ct??2) 進料板位置： ?FN 菏澤學院化工原理課程設計24精餾段實際板層數(shù)： %??精N每層塔板壓降： ??進料板壓力： ??進料板： ， 試差得kp8. 430FAxCtF??3) 提餾段實際板層數(shù)： N??提 （ ） /6.%=.75塔釜壓力： .???WP塔釜： ， CtW?求得精餾段及提餾段的平均壓力及溫度：精餾段： ttFm??????提餾段： CttWFm ? ? 平均摩爾質量的計算： 塔頂： ., ??DVMkmolg 6502, ??L進料板： .59..VF kl 804217406243???L mog塔釜： 7...0, ??WVMkl 9,L精餾段平均摩爾質量： , ???DVFVMkmolg 79..8.,??LFL l 菏澤學院化工原理課程設計25提餾段平均摩爾質量： , ?????WVFVMkmolg 39。其中第 13 理論板為進料板。C，?Fx（+30）/2= 下，由《化工原理》 （第三版，王志魁）附錄查得乙醇與水的有關物性為：乙醇的摩爾熱容： ()mACkJmolK???乙醇的摩爾汽化潛熱： ?水的摩爾熱容：6518[(.)])mBkJolK??????qFn, 菏澤學院化工原理課程設計19水的摩爾汽化潛熱： ???比較水與乙醇的摩爾汽化潛熱可知，系統(tǒng)滿足衡摩爾流的假定。 ）操作條件 a）塔頂壓強 4KPa(表壓） b)進料熱狀態(tài) 自選 c)回流比自選 菏澤學院化工原理課程設計15 d)加熱蒸汽壓力 低壓蒸汽 （或自選） e)單板壓降 ≤ 查閱文獻，整理有關物性數(shù)據(jù) ⑴水和乙醇的物理性質名稱 分子式相對分子質量密度　20℃ 3/kgm沸 點a℃比熱容(20℃)Kg/(kg.℃)黏度(20℃)mPa.s導熱系數(shù)(20℃)/(m.?℃)表面張力 ?????(20℃)N/m水 2HO2998 100 5 乙醇7789 ⑵常壓下乙醇和水的氣液平衡數(shù)據(jù)常壓下乙醇—水系統(tǒng) t—x—y 數(shù)據(jù)如表 3—1 所示。 設計流程乙醇—水混合液經(jīng)原料預熱器加熱，進料狀況為汽液混合物 q=1 送入精餾塔，塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，一部分入塔回流，其余經(jīng)塔頂產(chǎn)品冷卻器冷卻后，送至儲罐,塔釜采用直接蒸汽加熱,塔底產(chǎn)品冷卻后,送入貯罐(流程圖見手畫)。塔里的混合物不斷重復前面所說的過程，而進料口不斷有新鮮原料的加入。氣相混合物上升到塔頂上方的冷凝器中，這些氣相混合物被降溫到 菏澤學院化工原理課程設計14泡點，其中的液態(tài)部分進入到塔頂產(chǎn)品冷卻器中，停留一定的時間然后進入乙醇的儲罐，而其中的氣態(tài)部分重新回到精餾塔中，這個過程就叫做回流。 第四章 流程的確定和說明 設計思路 首先，乙醇和水的原料混合物進入原料罐，在里面停留一定的時間之后，通過泵進入原料預熱器，在原料預熱器中加熱到泡點溫度，然后，原料從進料口進入到精餾塔中。 設計的依據(jù)與技術來源本設計依據(jù)于精餾的原理（即利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝使輕重組分分離） ，并在滿足工藝和操作的要求，滿足經(jīng)濟上的要求，保證生產(chǎn)安全的基礎上， 對設計任務進行分析并做出理論計算。塔頂設冷凝冷卻器，將塔頂蒸氣完全冷凝后再冷卻到 78℃左右回流入塔。例如，可采用設置中間再沸器和中間冷凝器的流程。或可采用熱泵技術，提高溫度后再用于加熱釜液。 熱能的利用蒸餾過程的原理是多次進行部分汽化和冷凝，因此熱效率很低，通常進入再沸器的能量僅有 5%左右被有效利用。F1 浮閥的結構簡單，制造方便，節(jié)省材料，性能良好，且重閥采用厚度 2mm 的薄板沖制，每閥質量約為 33g。我們確定回流比的方法為：先求出最小回流比 R ，根據(jù)經(jīng)驗取操作回流比為最小回流比的 － 倍，即：minR＝（－）R mi