【正文】 1. 李功祥，陳蘭英，崔英德編；常用化工單元設(shè)備設(shè)計 ；華南理工大學出版社；20222. 伍欽，梁坤編；板式精餾塔設(shè)計；化學工業(yè)出版社；20223. 鄒華生，黃少烈主編；化工原理（第二版） ；華南理工大學編、高等教育出版社；20224. 夏清，陳常貴主編；姚元英主審；化工原理修訂版； 天津大學出版社；20225. 鄭津洋，董其伍，桑芝富主編；過程設(shè)備設(shè)計；化學工業(yè)出版社；20226. 中國石化集團上海工程有限公司組織編寫，俞曉梅，袁孝競主編；化學工業(yè)出版社；20227. 周大軍，揭嘉主編；化工工藝制圖；化學工業(yè)出版社；20228.。這是我的心得，總之，不管學會的還是學不會的，確實覺得總體比較困難，有道是萬事開頭難，不知道如何入手，最后終于做完了有種如釋重負的感覺。我還要感謝我所有幫助過我及給我動力的老師、同學和朋友，還有我的大學，感謝學校給予的廣闊的信息資源。與此同時，畢業(yè)設(shè)計順利的完成，也離不開在這四年中給與我諸多教誨和幫助的老師們，感謝他們辛勤的栽培，是他們四年的悉心教導才使我有了良好的專業(yè)課知識。在畢業(yè)設(shè)計期間，陳老師給我提供了許多專業(yè)知識上的指導和建議，他那一絲不茍的作風和嚴謹、務(wù)實的求學態(tài)度給我留下深刻的印象，是我學習的榜樣。隨著 3 個多月的畢業(yè)設(shè)計的結(jié)束，大學四年的學習和生活也接近了尾聲，四年的努力和付出也將劃下完美的句號。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。設(shè)計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。經(jīng)過三個月的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。 泵的選擇進料溫度 ℃， ， ， ，20qt??乙 ??水 ??， ，.15aPs??A乙 ????（ .） =已知進料量 138./36/Mkghks? 3..4/9572vFqms???取管內(nèi)流速為 ,?????故選 574.??則內(nèi)徑 ，??2240..1/31(8)vqumsd???????取絕對粗糙度為 ??相對粗糙度為 3/1/.???摩擦系數(shù) ：?由 ，得 0[()69/Re]37d?????.16?進料口位置高度 ??22 (.1)(/)/(./???????所以，要求泵的揚程 ..2f m??有可拆內(nèi)件的塔器應設(shè)置塔頂?shù)踔?，塔頂?shù)踔砂?HG/T21639 選用?？倐鳠嵯禂?shù) U 為傳熱面積：???? ，有較大的裕量 ，可行。冷凝段熱負荷 ，冷卻段熱負荷，由式 即可以計算出冷凝段和冷卻段交匯處的溫度，得 。平均溫度℃時，冷卻水的物性：粘度 ，密度為 ，熱導率為。綜上所述，本設(shè)計選用殼側(cè)臥式冷凝器。由于酒精水蒸氣相對揮發(fā)度相差不大，而且有少量的不凝性氣體需排放，所以選擇冷凝介質(zhì)走管程。由于在低壓操作，不宜采用立式冷凝器，對于飽和蒸汽的冷凝，采用殼側(cè)臥式冷凝器。 3(60)/.6()/.????????? 塔體高度 H塔體總高 (2)????????裙 附屬設(shè)備設(shè)計 冷凝器的選擇對于大型精餾塔，塔很高，處理量很大，冷凝器安裝在塔頂上方不方便時，往往將冷凝器安裝在地面，回流液由泵來輸送。 塔總體高度設(shè)計 塔的頂部空間高度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，取除沫器到第一塊板的距離為 600mm，塔頂部空間高度為 1200。???________________ ____塔體上出入塔板的人孔手柄一般以為宜，選為 。??________________ D_Dd__________165。本塔中共 43 塊板，設(shè)置 6 個人孔，每個孔直徑為 450mm。筒體法蘭選用乙型平焊法蘭，對于直徑 人孔是安裝或檢修人員進出塔的惟一通道，一般在常需要檢修的氣液進出口設(shè)置人孔，塔釜和塔頂也應設(shè)置人孔。由于裙座內(nèi)徑＞800mm，故裙座壁厚取 ，也不承受塔內(nèi)介質(zhì)壓力，故材料可用較經(jīng)濟的碳素鋼，選用 Q235B。選用封頭 DN6006，JB 115473。進氣管接管法蘭：PN6DN500 HG 5010回流管接管法蘭：PN6DN100 HG 5010塔頂蒸氣管法蘭：PN6DN500 HG 5010釜液排出管法蘭：PN6DN100 HG 5010 筒體與封頭 筒體壁厚選 6mm，所用材質(zhì)為 。127? 排醛管經(jīng)查得玉米制酒精的蒸汽中有 %的醛醇等不凝性氣體，所以其量為 ，取氣體的流動速度為 _√取此管的規(guī)格為 。??塔頂?shù)臏囟葹?℃，此時 F=氣相組成 ：%994DDyy?????(0.)41./VMkgmol??塔頂蒸氣密度 373152735=./(.).(.8)LDt?????頂蒸氣體積流量 ?取 40/ums????取塔頂蒸汽出料管規(guī)格為 。根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負荷性能圖，如圖 91 所示。 液泛線令 ()dTwHh???由 ； ； ；pLd1pch???1Lh??woh?聯(lián)立得 ()()Twowcd???忽略 ，將 與 ， 與 ， 與 的關(guān)系式代入上式，并整理得h?owsdhsLcsV223sssaVbcL?式中 ()VLaAc??TwbHh?????()???將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入，得 ()(.967)8a??4(..????(7)c?(.5)????同理，提餾段的為 ?????.0d?故 ssVL?或 ss?同理，提餾段的為 ssVL???在操作范圍內(nèi)，任取幾個值，依上式計算出值，計算結(jié)果列于表 93。由式 57 ?23284()?取 E=1，則 332,()./0sL??同理，提餾段的為 3,?據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷下限線 3。表 92 液沫夾帶線計算結(jié)果3/()sLm 由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線 2。sLsV表 91 漏液線計算結(jié)果3/()aLs 由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線 1。).53().um??液柱84165dH??().247dTwh??同理，提餾段的為 ????()??????故在本設(shè)計中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象。v 漏液對篩板塔，漏液點氣速： 0,min0 14.(.)/LVuCh????? (.)87./25??????9./ms?實際孔速 00,?同理，提餾段的為 0,??00,min9./usu???穩(wěn)定系數(shù)為 0,??同理，提餾段的為 .?故在本設(shè)計中無明顯漏液。05dm?篩孔按正三角形排列，取孔中心距 為t051dm??同理，取提餾段的為 0351td???篩孔數(shù)目 n 為 22...96150aAnt??同理，提餾段的為 159??開孔率為 ().7()1.%0dt??同理，提餾段的為 1.??氣體通過閥孔的氣速為 ???同理，提餾段的為 019./ms?? 篩板的流體力學驗算 塔板壓降1. 干板阻力計算干板阻力： ()VcLu??由 ，查查干篩孔的流量系數(shù)圖得，0/? ?故 ()() m??同理，提餾段的為 ?2. 氣體通過液層的阻力計算氣體通過液層的阻力： 1hL????../()Fkg??A同理，提餾段的為 ./aums? ()Fkgsm??A查充氣系數(shù)關(guān)聯(lián)圖，得 ，???故 液柱1h()()34Lwoh?????同理，提餾段的為 ??3. 液體表面張力的阻力計算液體表面張力所產(chǎn)生的阻力：液柱 mgd??????同理，提餾段的為 液柱.?氣體通過每層塔板的液柱高度可按下式計算，即 1pch????同理，提餾段的為 .6pm?氣體通過每層塔板的壓降為（設(shè)計允許值）??????同理，提餾段的為 （設(shè)計允許值）??對于篩板塔，液面落差很小，且本課題的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。80Dm?取 ，39。5wh? 塔板布置1. 塔板的分塊因 ，故采用分塊式塔板。.9/ms?則 ??????同理，提餾段的為 ?????故降液管底隙高度設(shè)計合理，選用凹形受液盤，深度 。4. 降液管底隙高度取039。??????. 6()85()87MC??. .391/u s???同理，提餾段的為 ???取安全系數(shù) ，則空塔氣速為 ?4502..sVDu???按標準塔徑圓整后為 D=，故取塔徑 D=同理，提餾段為 ??按標準塔徑圓整后為 9D?塔截面積為 ??實際空塔氣速為 ./379ums?同理，提餾段的為 ??? 精餾塔有效高度的計算精餾段有效高度為 (1)(0).????精 精提餾段有效高度為 ()(3).?提 提在進料板上方開一人孔，其高度為 ，?????提精 塔板主要工藝尺寸的計算 溢流裝置計算因塔徑 D= ，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。???水 39。s39。s39。239。???聯(lián)立方程組 = ， + =139。39。g()??=39。wx=39。 ()[(1)]wwowoOoOOxVxV??????=2[].(057.)????因為 =,所以 ==39。?????乙乙水表面張力： 39。 350/.o l乙醇表面張力： 39。表 53 乙醇和水不同溫度下的表面張力溫度/℃ 70 80 90 100乙醇表面張力/ 2310/Nm?18 水表面張力/ 1 精餾段液體平均表面張力提餾段平均溫度 =℃1t?水的摩爾流量 ???乙醇的摩爾流量 36./.5ol乙醇表面張力： .??????乙乙水表面張力： .?????水水 2()[()]wwowoOoOOxVxV????= =2[()???因為 =,所以 ==B=2g().???Q= =()[.]????A=B+Q==聯(lián)立方程組 A= ， + =12g()swol?so代入求得： =， =，而，所以ss m????????2． 提餾段精餾段液體平均表面張力提餾段平均溫度 =℃2t?39。1t?2表 52 不同溫度下乙醇和水的密度溫度/℃ ?乙 ?水 溫度/℃75?乙740?水80 735 971 95 720 85 730 100 716 90 724 精餾段平均溫度 =℃ ， ， = kg/1t????乙 乙 3m , = kg/??水 水 3同理 =℃ ， ， = kg/2t? .022?乙 ?乙 3 ， = kg/?水 水 3m在精餾段，液相密度 ：1L?FtDWt進料口 ： , =℃Ft ??Ft塔頂 ： ， =℃Dt ??Dt塔釜 ： ， =℃Wt ?Wt精餾段平均溫度 ℃????提餾段平均溫度 ℃..表 51 乙醇—水氣、液平衡組成（摩爾）與溫度關(guān)系溫度/℃液相 氣相溫度/℃液相 氣相溫度/℃液相 氣相100 0 0 平均摩爾質(zhì)量計算1． 精餾段的平均摩爾質(zhì)量精餾段平均溫度 =℃1t?液相組成 ： ， =%??1x氣相組成 ： ， =%1y1...26y?1y所以 kg/()????? kg/()??????2． 提餾段平均摩爾質(zhì)量提餾段平均溫度 =℃2t?液相組成 ： ， =%??2x氣相組成 ： ， =%2y2...733y2y所以 kg/()?????? kg/ 平均密度計算求得在 與 下乙醇與水的密度。塔頂操作壓力 ??每層塔板壓降 7?進料板壓力 =???精塔底操作壓力 ???提精餾段平均壓力 (.)/ Pa?提餾段平均壓力 39。以下交替使用提餾段操作線方程 與相平衡方程 ，計算如下：)(c)(?77..y? ? ? ?相 平 ?? ? ?1? ? ? ?1220806?? ???? ?1468? ??? ? ?16633? ?? ??1880059?? ? ?? ??? ???=? ?總理論板數(shù)為 22 塊，精餾段理論板數(shù)為 5 塊，第 6 塊為進料板。 176。 176。 176。 176。和溫 t 的關(guān)系通常可用安托因（Antoine）方程表示，即,其中，A、B、C 均為安托因常數(shù)。80﹪=（t/h）本設(shè)計選用的鍋爐為工業(yè)中壓 （—）中型（20—75t）的煤粉鍋爐型號為 YG80/—M7 蒸發(fā)量為 80t/h，額定溫度為 450℃根據(jù)我國糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵工藝技術(shù)指標 [9]，設(shè)生產(chǎn)每噸酒精耗電 40 度，可估算酒精廠的用電：40100000=4106（度/年）=（度/日）考慮到此值為估算值，所以乘以一個富裕系數(shù)為 120﹪：120﹪ =（度 /日）=10 6（度/年）