【正文】 此致敬禮 武丙忠 2022 年 7 月 24。在此感謝所有的老師你們都辛苦了。王萬(wàn)俠老師認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)工作作風(fēng)，在炎熱酷暑的夏天為我們解疑問(wèn)作指導(dǎo)，認(rèn)真負(fù)責(zé)的治學(xué)態(tài)度給我們留下了深刻的印象，是我今后工作學(xué)習(xí)的榜樣，表示衷心的感謝。參 考 文 獻(xiàn)[1]化工設(shè)計(jì). [2] 化工原理課程設(shè)計(jì) .[3]化工原理. [4]化工計(jì)算. [5][6]化工原理. [7]化學(xué)工程. 第二次印刷[8]甲醇工藝. .[9][10]化工設(shè)備基礎(chǔ) .[11]化工設(shè)計(jì)概論 .[12]機(jī)械制圖 .符 號(hào) 說(shuō) 明Aa塔板的開(kāi)孔區(qū)面積 , 2m Lh液體體積流量 h/3f降液管的截面積, 2 s液體體積流量 s/3Ao篩孔區(qū)面積 2T塔的截面積C負(fù)荷因子 無(wú)因次20表面張力為 mN/20的負(fù)荷因子do篩孔直徑D塔徑 mve液沫夾帶量 氣液 kg/TE總板效率R回流比in最小回流比M平均摩爾質(zhì)量 kmolg/mt平均溫度℃g重力加速度 2/篩孔氣相動(dòng)能因子 )1/(1kg?hl進(jìn)口堰與降液管間的水平距離 mch與干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?md與液體流過(guò)降液管的壓降相當(dāng)?shù)囊褐?mf塔板上鼓層高度 mLh板上清夜層高度 m1與板上液層阻力相當(dāng)?shù)囊褐叨?mo降液管的底隙高度 mwh堰上液層高度 mW出口堰高度 m/進(jìn)口堰高度 m?h與克服表面張力的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?mH板式塔高度 mB塔底空間高度 md降液管內(nèi)清夜層高度 m D塔頂空間高度 mF進(jìn)料板處塔板間距 mPH人孔處塔板間距 mT塔板間距 m1封頭高度 m2裙座高度 mK穩(wěn)定系數(shù)Wl堰長(zhǎng) mPp?氣體通過(guò)每層篩板的壓降t篩孔的中心距/ou液體通過(guò)降液管底隙的速度C邊緣無(wú)效區(qū)寬度弓形降液管的寬度dW破沫區(qū)寬度s操作壓力PaKP壓力降?板式塔的有效高度 mZ篩板的厚度 m?液體在降液管內(nèi)停留的時(shí)間 s?粘度vsPa?密度?3/kg表面張力?N開(kāi)孔率 無(wú)因次?質(zhì)量分率 無(wú)因次?液體密度校正系數(shù)?最大的Max最小的in液相的L致 謝在畢業(yè)過(guò)程中，得到王萬(wàn)俠老師的悉心指導(dǎo)，在北化大老師的檢查做出指導(dǎo)后，在同學(xué)們的互相幫助下，順利的完成了這次畢業(yè)論文。設(shè)計(jì)要從理論、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全等方面因素及環(huán)保節(jié)能角度出發(fā)，通過(guò)選擇查詢資料、公式、搜索數(shù)據(jù)和正確選擇參數(shù)，并進(jìn)行正確的工程計(jì)算，保證盡量大的經(jīng)濟(jì)效益，避開(kāi)不利因素。第 11 章 板式塔精餾裝置設(shè)計(jì)說(shuō)明書一般來(lái)說(shuō)板式塔的設(shè)計(jì)步驟大致如下① 設(shè)計(jì)方案的確定；② 塔板類型的選擇；③ 板式塔的塔體工藝尺寸計(jì)算；④ 板式塔的塔板工藝尺寸計(jì)算；⑤ 流體力學(xué)驗(yàn)算；⑥ 塔板的負(fù)荷性能圖；⑦ 板式塔的結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)備結(jié) 論畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)畢業(yè)學(xué)生前面知識(shí)的檢驗(yàn)，也是對(duì)自己能力的提高。進(jìn)料板以下（包括進(jìn)料板） ，同樣進(jìn)行著下降液體中易揮發(fā)組分向氣相傳遞，上升蒸汽中難揮發(fā)組分向液相傳遞的過(guò)程，兩相間的傳質(zhì)使得塔底部獲得高純度的難揮發(fā)組分。進(jìn)料板上升蒸汽中難揮發(fā)組分向液相傳遞，而回流液中易揮發(fā)組分向氣相傳遞，兩相間傳質(zhì)使上升蒸汽中易揮發(fā)組分的含量逐漸增加，到達(dá)塔頂時(shí)，蒸汽將成為高純度的易揮發(fā)組分。塔底部的液體被再沸器加熱，產(chǎn)生的蒸汽引入到到塔內(nèi)，即氣相回流，與下降的液體逆流接觸。生產(chǎn)過(guò)程中原料液經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱到泡點(diǎn)溫度后進(jìn)入到進(jìn)料板，由塔釜的再沸器加熱，輕組分逐板上升至塔頂，塔頂蒸汽通過(guò)塔頂冷凝器冷凝為液體，冷凝液的一部分回流流入塔內(nèi)稱回流液，回流液再次與加入的原料液匯合逐板下流，并與上升蒸汽密切接觸，不斷地進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱的過(guò)程。連續(xù)板式精餾塔以上部分稱為精餾段，進(jìn)料板以下（包括進(jìn)料板）部分稱為提餾段。由圖查得= =故操作彈性為 =根據(jù)以上各線方程，可做出篩板塔的負(fù)荷性能圖如下圖所示篩板塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果序號(hào) 項(xiàng)目 精餾段數(shù)值 提餾段數(shù)值1 平均溫度 ,℃mt 2 平均壓力 3 氣相流量 ??sVs/, 4 液相流量 5 塔板數(shù) ， 塊 8 146 有效高度 Z,m227 塔徑 D, 8 板截距 , 9 溢流形式 單溢流 單溢流10 降液管形式 弓形 弓形11 堰長(zhǎng) , 12 堰高 ， 13 板上液層高度 ， 14 降液管底隙高度 , 15 板上清液高度 ， lh80 8016 邊緣區(qū)寬度 , 17 開(kāi)孔面積 ， 18 篩孔直徑 ,Odm5 519 篩孔數(shù)目 , 個(gè) 9158 915820 孔中心距 ， t 15 1521 開(kāi)孔率 ， %? 22 空塔氣速 ,?/ 23 篩孔氣速 , 24 穩(wěn)定系數(shù) 25 每層塔板壓降 , PaP? 26 負(fù)荷上限 液泛控制 液泛控制27 負(fù)荷下限 漏液控制 漏液控制28 液沫夾帶 ,Ve/kg液 氣 29 液體在降液管中停留時(shí)間 , ? 30 降液管內(nèi)清液層高度 ， 31 氣相負(fù)荷上限線 3/ 32 氣相負(fù)荷下限線 33 操作彈性 第 9 章 附屬設(shè)備的計(jì)算、選型第 節(jié) 冷凝器的選型及計(jì)算冷凝器選擇列管式、逆流方式 （）12()()lnDmtt???(.)KkJhC??=25℃ ， =35℃1t2t則， ℃(65)(35)??? （）CmQKAt? 得， ????所以： == =39。(.1).8954Sd L???在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) 值，由上式計(jì)算出 值，計(jì)算結(jié)果列于下表SLV 表S3/ms SV3/ 由 表上數(shù)據(jù)可做出液泛線 5在負(fù)荷性能圖上，做出操作點(diǎn) A，連接 OA，即做出操作線。4(.???39。bTWHh????()cl???236284()WdEl?將有關(guān)數(shù)據(jù)代入得 39。239。39。239。39。39。39。39。由圖查得= =故操作彈性為 =根據(jù)以上各線方程，可做出篩板塔的負(fù)荷性能圖如下圖所示第 節(jié) 提留段的塔板負(fù)荷性能圖 漏液線由 ??,??????,i,inSVALOWh??= 得，()10hEl),min..??? 2/...3610hLVO WAl??? ?????? ????????? ???????? ? 2/./? ???? ??????? ???????? ?整理得， 2/3, SVL??在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) 值，由上式計(jì)算出 值，計(jì)算結(jié)果列于下表SLSV 表S3/ms 由 表上數(shù)據(jù)可做出漏夜線 1 液沫夾帶線由 為限 ，求 — ，關(guān)系如下：?液 氣 ?????????? STf VA?????.5fWOhh?06?2/32/????????故 ， ??2/32/ SSL??? / /????????????/3..09SS在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) 值，由上式計(jì)算出 值，計(jì)算結(jié)果列于下表SV 表SL3/ms SV3/ 由 表上數(shù)據(jù)可做出液沫夾帶線 2 液相負(fù)荷下限線 對(duì)于平直堰，取堰上液層高度 = 作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)OWhm得，= 2/????????取 =1 則： =2/????????=此數(shù)據(jù)可做出與氣體流量無(wú)關(guān)垂直液相負(fù)荷下限線 3 液相負(fù)荷上限線由 作為液體在降液管中停留時(shí)間的上限，39。lLWOh?聯(lián)立得， (1)()TWOCdHhh????????忽略 ，將 與 ， 與 ， 與 的關(guān)系式代入上式，并整理得?OSLdSSV2/3SSaVbc?式中 ()(VLOAC?TWbHh????()cl???236284()WdEl?將有關(guān)數(shù)據(jù)代入 ().79(.7.)9764a???4(.???()c???(.1) L???故 ， ...SSV??在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) 值，由上式計(jì)算出 值，計(jì)算結(jié)果列于下表SLSV 表S3/ms 由 表上數(shù)據(jù)可做出液泛線 5在負(fù)荷性能圖上，做出操作點(diǎn) A，連接 OA，即做出操作線。dTW??故本設(shè)計(jì)中不會(huì)發(fā)生液泛現(xiàn)象第 8 章 塔板性能負(fù)荷圖第 節(jié) 提餾段的塔板負(fù)荷性能圖 漏液由： ()??,?????? (),i,inSVA （）LWOh?? ()2/??????得： 2/3,min,in,i 39。 39。39。39。 39。39。dTWHh???甲醇水溶液屬于一般物系，取 =，則39。 39。,39。,???穩(wěn)定系數(shù)為： 39。,i ??../0813??? 1/s?實(shí)際孔速 39。39。 39。,??????39。39。 39。 ????????????????????? 液 氣 液 氣所以在本設(shè)計(jì)中液沫夾帶量在允許范圍內(nèi) 漏液對(duì)于篩板塔，漏液點(diǎn)氣速為： 即：??39。 39。6 639。39。39。 39。 液沫夾帶液沫夾帶由公式 來(lái)計(jì)算，其中39。39。39。39。??????m氣體通過(guò)每層塔板的液柱高度 為：39。39。 ..4/SaTF sA?液體表面張力的阻力 液柱39。39。?39。39。39。OF39。 1/21/()OaVFkgsm??????査充氣系數(shù) 與氣相動(dòng)能因數(shù) 的關(guān)聯(lián)圖，得 ： =39。39。 39。 m?????????????????????氣體通過(guò)液層的阻力 的計(jì)算39。 39。39。/5/? 39。39。39。Ch干板阻力由公式 進(jìn)行計(jì)算 ，則239。???第 7 章 篩板的力學(xué)流體驗(yàn)算第 節(jié) 精餾段的流體力學(xué)驗(yàn)算 塔板的壓降（1） 干板阻力 的計(jì)算Ch對(duì)于干板阻力 ： （）21gOVCL?????????由 可得 =??所以， 液柱 m?????????????????（2） 氣體通過(guò)液層的阻力 的計(jì)算lh （）lL? （）SaTFVA??? ??? （）OaV??? 1/21/()OaVFkgsm??????查充氣系數(shù) 與氣相動(dòng)能因數(shù) 的關(guān)聯(lián)圖得， =?OF?????.???（3） 液體表面張力的阻力計(jì)算液體表面張力所產(chǎn)生的阻力： （）4gLOhd??? ?????m氣體通過(guò)每層塔板的業(yè)主高度 可按下式計(jì)算： m?????氣體通過(guò)每層塔板壓降（設(shè)計(jì)允許值） Pa?????? 液面落差對(duì)于篩板塔，液面落差很小，且本設(shè)計(jì)所選用得塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。39。 .039。39。39。Odm篩孔按正三角形排列，取孔中心距 為39。 ..??? ??????? ?????? ?2m（4） 篩孔計(jì)算及其排列本例所處理的物系無(wú)腐蝕性，可選用 炭鋼板，取篩孔直徑39。39。39。39。 139。39。39。 CWm（3） 開(kāi)孔區(qū)面積的計(jì)算開(kāi)孔區(qū)面積： ，其中39。?m故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理選用凹形受液盤，深度為 =6039。.????==39。 39。360hOWOLl??取 = 則/ms39。39。 s???故降液管設(shè)計(jì)合理（4） 降液管底隙高度 得確定：39。36fThAL??39。157815780dWD?由式 驗(yàn)算液體在降液管中停留的時(shí)間，即39。 20..???39。.1578dm39。39。39。d39。Lm故： 39。 39。WLOh? 近似取 E=1，則：2/339。39。???（2） 溢流堰高度 的確定39。Wl取 39。Wh 塔板