【正文】 給出設(shè)備一覽表見表 。μ /λ = 管子正三角形排列，管間距 t=32mm， 25%圓缺形擋板。 m3 μ w= 105Pa （ m1 （ kg1μ m/λ m= ? ? 1 2 8 14 8 0 4 ?? ???????? Kmwdi ?? ● 殼程給熱系數(shù)α o的核算 平均溫度 453K 下，μ = 105Pa （ m1 （ mol1 h1 平均溫度 519K 下，μ m= 103Pa 表 各換熱器基本參數(shù) 器后冷卻器 （ E0103） 器前換熱器 （ E0102） CO2吸收塔冷凝器 （ E0104） 管徑（ mm） 25 19 19 公稱直徑（ mm） 700 1000 500 公稱壓力（ MPa） 河北工業(yè)大學城市學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 34 管程 1 2 2 計算換熱面積（ m2） 換熱管長度（ mm） 3000 9000 6000 ⑶ 換熱器的校核 針對 器后冷卻器（ E0103）進行校核，管長 L=3000mm，管徑ф 25 2mm，管子數(shù)N=355,管程數(shù) Nt=1。 s） 同上， S=1021m2 ● 二氧化碳吸收塔頂冷卻器（ E0104）的選型（換算單位后取 Q0103 = 105J ● 器后冷卻器（ E0103）的選型（換算單位后取 Q0103 = 106J s） 650 冷流體 水 器前換熱器 （ E0102） 熱流體 有機氣體 360 冷流體 有機氣體 CO2吸收塔冷凝器 （ E0104） 熱流體 有機溶劑蒸汽和水蒸汽 130 冷流體 水 河北工業(yè)大學城市學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 33 ● 對數(shù)平均溫差Δ tm的計算 由表 15可查得各換熱器冷熱流體進出口溫度，即可計算得Δ tm。 ⑴ 相關(guān)數(shù)據(jù)的確定 ● 總傳熱系數(shù) K 的選取（見表 ） 表 總傳熱系數(shù) K 值選 取 K 的選?。?w/（ m2 ● 氣相總傳質(zhì)單數(shù) NOG 傳質(zhì)推動力： ????????? ? mXYYYY 0 0 0 0 ?????? ? mXYYYY 0 1 7 4 0 0 0 0 2 1 4 2121 21 ?????????? ?? YYYY YYN OG ● 填料塔高度 Z=HOG h1) 液體的噴淋密度： m i n12322 ??????? ?? 綜上：經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用 3000mm 合理。 at= 109= (m1 s1 由 49 式得： D= 圓整 塔徑取 D=3000mm 泛點率校核： 12 6 0 8 ) 6 0 0/( 3 6 9 4 9 ???? ?? smu ??Fuu （在允許范圍 內(nèi)） 填料規(guī)格校核： 860503 0 0 0 ???dD 液體噴淋密度校核： Lh— 液體噴淋量（單位： m3 h1 液相質(zhì)量流量為： wL= 18=11 111 1 ??? ????????? K P ahmk m olaHkakaKLGG 塔徑 D 的計算 填料塔直 徑采用式 (67)計算，計算塔徑的核心問題是確定空塔氣速 u，空塔氣速采用泛點氣速法確定，而泛點氣速采用?？颂兀?Eckert）通用關(guān)聯(lián)圖［ 14］得知。La=???????? ???????? ?? Fuu kLa= 則： 11339。 KPa1 ● KGa 的計算 查有關(guān)資料開孔環(huán)填料形狀系數(shù)ψ =［ 14］ ，則 kGa=kGawψ = 103 = 同理： kLa=kLawψ == 河北工業(yè)大學城市學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 30 由 k39。 m2 h2將所確定數(shù)據(jù)帶入式 (47)可得： aw= h2 σ c— 填料材 質(zhì)的臨界表面張力（單位： kg h2）（ 1dyn/cm=12960kg （ m2 h1 KPa1） ⑵ 填料的濕潤比表面積 aw計算 填料的濕潤比表面積 aw采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式［ 14］計算： ?????????? ??????????????????????????????????? ? 2 x p1tLLLLtLLtLLctw augaua uaa ?????? （ 47） 式 (47)中各個量的物理意義及數(shù)據(jù)確定： uL— 液相質(zhì)量通量 (單位： kmol （ m2 m3） at=109m2（ m1 h1） μ V— 混合氣體黏度（單位： Pa KPa1） ) uV=（ m2 mol1） Ms— 水的相對分子質(zhì)量 T— 絕對溫度（單位： K） T 取吸收塔進出口的算術(shù)平均溫度即 298K 將所確定數(shù)據(jù)帶入式 (45)可得： DL= 106m2 s1） X— 溶劑的締合參數(shù) X取 μ L— 溶液的黏度（單位： Pa 將所確定數(shù)據(jù)帶入式 (44)可得： DG= 104m2 mol1 vB= mol1） vB— 環(huán)氧乙烷的克分子容積（單 位： cm3 m3 ????? Mcm ? ● 氣膜擴散系數(shù)的計算 由文獻［ 13］查得氣膜擴散系數(shù)的計算利用吉利蘭 (Gilliland)計算式 : BABAG MMvvPTD 11)(0 0 4 313123???? （ 44） 式 (44)中各個量的物理意義及數(shù)據(jù)確定： DG— 環(huán)氧乙烷在氣體中的擴散系數(shù)（單位： cm2 出口環(huán)氧乙烷水溶液摩爾百分比： 0 1 2 6 1 2 0 1 2 111 ????? xxX 入口混合氣環(huán)氧乙烷摩爾百分比： Y1= 惰性氣體的流量： vnq, == 流體的密度： 336 0 83 1 ?? ??? ????? mkgRTPMf? 流體的平均流速： 120 2 8 0 0 6 0 0 1 9 4 ??????? ??? smGu ? ? ? 1Re 330 ???? ?????????? ????? ???? ? ts ud 屬完全湍流 ⑷ 壓強降 P? 的校核 ? ?9320 1 LdufP stM ?????? ??? ? ??? （修正摩擦系數(shù) 5 0 ???Mf） ? ? % 332320 ????? ???????????? ???? ? MpLd uPst ? ?? 由于在床層校核中，床層空隙率取最小值，且實際裝填催化劑時靠近壁面的空隙較大，實際的床層孔隙率較所取值大，即，實際的壓強降較所計算的理論壓降小，以上所計算的理論壓降為極大值，且小于所給壓強降的 10%。 s 則氣體混合物的黏度：μ = 103Pa 表 氣體混合物中各物質(zhì)的黏度 成分 黏度（ sPa?? 310 ） 成分 黏度（ sPa?? 310 ） C2H4 H2O C2H4O N2 CO2 O2 Ar 根據(jù)上表及反應器進出口組成，據(jù)其反應物各物質(zhì)組成與其黏度乘積之和即為氣體混合物的黏度，即μ 入 = 103Pa 給出反應器的簡圖見圖 。 0C1) 河北工業(yè)大學城市學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 23 200 797 mtKQSm ??? mDnl s ?? ? ● 由于催化劑有惰性物質(zhì)支撐，取其長度為 。 熱量衡算 )/(4650 hmo lkJC p d TNQ T ??? ? 換熱的對數(shù)平均溫度 Ctm ?? 選取傳熱系數(shù)經(jīng)驗值為 K0=450 表 結(jié)果顯示表 輸出結(jié)果 L(m) T(K) Ta(K) Ya Yb 0 474 474 0 1 河北工業(yè)大學城市學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 22 2 3 由表 數(shù)據(jù)可知，反應器列管長度為 m 即可達到相應的乙烯轉(zhuǎn)化率要求，考慮到催化劑在使用過程中活性會有所下降，實際列管選 ≈ m。 反應器長度的計算 ● 編程序解微分方程組，確立催化床的長度及床層的溫度分布 Ay 、 By 、反應器溫度、導熱油溫度 Ta隨床層高度 L 變化的微分方程，可利用四階龍格 庫塔（ RungeKutta）法解一階常微分方程組（程序見附錄 2），利用 VB 語言編程代碼（見附錄 3）。 河北工業(yè)大學城市學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 20 表 物質(zhì)熱容系數(shù) OHCOHC 42242 21 ??主反應： 321 dTcTbTaC P ???????? 24242 OHCOHC aaaa ????? dcb ??? 、同理： 據(jù)表 數(shù)據(jù)得： 31026 TTTC P ?? ??????? 副反應： OH223 22242 ??? COOHC 22 cTbTaC P ?????? 24222 322 CH OHCOO aaaaa ????? cb ?? 、同理： 據(jù)表 數(shù)據(jù)得： 263 102 1 6 2 TTC P ?? ????? ⑶ 反應器中主副反應溫度由 298K 升到 T 時的焓變 21 RR HH ?? 、 的確定 ● 標準反應焓變的計算 在相關(guān)文獻中查找各物質(zhì)在 298K ?fH? ［ 10］列表 。 m3） 931 熱油的熱容（ 11 ?? ?? ℃kgkJ ） 反應器的列管直徑 Φ 25 根據(jù) mmm tt: ???????? PCVSKQ 14266259280254ln )266259(280254ln )(22112211 ??? ?????? ?????TtTt TtTtt m 273 44% 50 0%90 mDDnLS ???????? ??16 3 6 2 4 5 4 0)2 5 42 5 9( 3 15 1 0 0 ????????? hkJQKtSKQ m 147344 ??????? 解得： 1216 5 6 ??? ???? KmhkJK ⑵ 反應器中各物質(zhì)的熱容值的確定 由相關(guān)文獻查找各物質(zhì)的熱容關(guān)聯(lián)式 2cTbTaCp ??? ( 11 ?? ?? KmolJ ［ 9］，其對應的系數(shù)列表 。已知數(shù)據(jù)列表 。確定本設(shè)計內(nèi)容中的設(shè)計參數(shù)總結(jié)如下表所示表 。 圖 熱量衡算示意圖 ATTKTTTNCTTN P d)()d()(0 aaaaaa ???????????? 基基 LDA dnd ???? ?? 即PCNDTTKLT ? ??????aaa n)(dd ?：