乙醇水精餾塔浮閥塔課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案(參考版)
2025-04-29 12:29本頁面
【正文】 也感謝和我一起進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算討論的同學(xué)，我們一起探討，一起學(xué)習(xí)、一起進(jìn)步。我感覺到課程設(shè)計(jì)鍛煉了我們搜索有用信息的能力，各種狀態(tài)下的物性參數(shù)都要親自去查出來，翻閱文獻(xiàn)，查找資料，在這一步步的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備過程中，自己的能力也在不斷的提高。最常用的間接質(zhì)量指標(biāo)是溫度。精餾塔最直接的質(zhì)量指標(biāo)是產(chǎn)品濃度。因設(shè)計(jì)塔徑D=2000mm，可選用吊柱500kg，S=1000mm,L=3400mm,H=1000mm,材料為A3。設(shè)計(jì)氣速選?。?。 壁厚選6mm,所用材質(zhì)為A3。根據(jù)所設(shè)計(jì)的塔徑，先按內(nèi)壓容器設(shè)計(jì)厚度，厚度計(jì)算見下式：，式中 ：——計(jì)算壓力，根據(jù)設(shè)計(jì)壓力確定；——塔徑；——焊接接頭系數(shù)，對筒體指縱向焊接系數(shù)；——設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力，與鋼板的厚度有關(guān)。⑴筒體用鋼板卷制而成的筒體，其公稱直徑的值等于內(nèi)徑。選管規(guī)格 Ф5309。則 ，取管子規(guī)格Ф25。 釜液流出管取釜液流速u=,tw=℃。當(dāng)tF=℃根據(jù)插值法，得:取管子規(guī)格Ф683。取產(chǎn)品停留時(shí)間為5天，即=120 h，則 取停留時(shí)間為5天，即=120 h, 。進(jìn)料XF=，平均密度可得：進(jìn)料質(zhì)量流量進(jìn)料罐容積其中為停留時(shí)間，取4天，則 圓整取2252m3（40℃），取停留時(shí)間為 。℃）（3）平均溫差Δtm（4）換熱面積A’圓整后468m3。則冷凝器型號為：AEL 900 – – – – 6 Ⅱ。出料液面積：℃（飽和氣）→℃（飽和液）冷卻水溫度：20℃→35℃④泡點(diǎn)回流時(shí)的平均溫差Δtm：Δt1=℃，Δt2=℃。℃)則 ③總傳熱系數(shù)K查表，取K=600W/（m2由《化工原理》（楊祖榮主編）“液體比熱容共線圖”可以查得在不同溫度下乙醇、水的比熱容，得表4—1。 頂部空間塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)谝粚铀P到塔頂封頭的直線距離，頂部空間高度，取除沫器到第一塊板的距離為450mm，塔頂部空間高度為1200mm。 人孔人孔：是一般每隔68塊塔板才設(shè)一個人孔，本塔中共37塊板，需設(shè)置4個人孔?；A(chǔ)環(huán)內(nèi)徑：基礎(chǔ)環(huán)外徑：圓整Dbi=1800mm,Dbo=2300mm，基礎(chǔ)環(huán)厚度。精餾段 在圖中做出精餾段的操作點(diǎn)，如圖，連接操作點(diǎn)與原點(diǎn)，交負(fù)荷性能圖于兩點(diǎn)，并由此確定氣相負(fù)荷上限，氣相負(fù)荷下限，操作彈性。⑴在任務(wù)規(guī)定的氣、液符合下的操作點(diǎn)P（設(shè)計(jì)點(diǎn)）處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置。 塔板性能負(fù)荷圖 霧沫夾帶上限線按泛點(diǎn)率為80%確定氣液流量關(guān)系，求出霧沫夾帶線方程，并作出霧沫夾帶上限線。泛點(diǎn)率通過公式計(jì)算：其中液相流程長液流面積并取物性系數(shù)K=1 精餾段根據(jù)氣相密度與塔板間距，由泛點(diǎn)負(fù)荷因子關(guān)聯(lián)圖（圖5），得泛點(diǎn)負(fù)荷因子 ，泛點(diǎn)率 提餾段泛點(diǎn)負(fù)荷因子 泛點(diǎn)率 由以上計(jì)算，霧沫夾帶能滿足eV(kg 液/kg 氣)氣的要求。（3）液體表面張力阻力引起的壓降可以忽略每層板的壓降： 降液管液泛校核為了防止降液管中液體發(fā)生液泛現(xiàn)象，應(yīng)控制降液管內(nèi)清液層高度，精餾段塔板阻力 流動阻力 板上清液層高 ，符合防止淹塔要求。解得：，則 ⑵氣體通過充氣液層的壓降計(jì)算公式為。塔板布置如圖4。塔板布置如圖3。 塔板布置與浮閥數(shù)目及排列 塔板分布由于塔徑大于800mm，故采用單溢流型分塊式塔板，以便于人孔拆裝塔板。則，驗(yàn)算液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間：精餾段：提餾段：故降液管設(shè)計(jì)合理。（1）堰長：（2）溢流堰高度：采用平直堰，堰上液層高度由公式求得。 精餾段氣液流動參數(shù)塔板間距，則由史密斯關(guān)聯(lián)圖，可得，安全氣速塔徑 圓整 提餾段氣液流動參數(shù) 塔板間距，則 由費(fèi)爾關(guān)聯(lián)圖，可得，安全氣速塔徑 圓整 塔截面積 空塔氣速 提餾段：精餾段：乙醇與水的比熱容見表五：表3—5乙醇與水的比熱容溫度tD=℃tF=℃tw=℃乙醇的摩爾比熱容水的摩爾比熱容 加熱蒸汽用量的計(jì)算原料液平均摩爾比熱容：原料液的焓：原料液帶入的熱量：回流液的焓近似取純C2H5OH的焓：回流液帶入的熱量：塔頂蒸汽的熱焓近似地取純乙醇蒸汽的焓：塔頂蒸汽帶出的熱量： 塔底產(chǎn)品的焓近似地取純水的焓： 溢流裝置因塔徑D = ，可選用單溢流弓形降液管，采用平直堰，凹形受液盤。精餾段理論塔板數(shù)，提餾段理論塔板數(shù)（含進(jìn)料板） 塔板效率本體系為非理想體系，故根據(jù)分別計(jì)算精餾段和提餾段塔板效率。精餾段操作線方程為： 精餾段操作線方程為：y = x 提餾段操作線方程為：根據(jù)點(diǎn)（，），得理論值NT=19塊，進(jìn)料板為16塊。 表3—1 常壓下乙醇水系統(tǒng)txy數(shù)據(jù)進(jìn)料溫度（泡點(diǎn)） （℃）塔頂溫度（露點(diǎn)） (℃)塔底溫度（泡點(diǎn)） (℃)精餾段平均溫度 (℃)
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