【正文】 ??????????????? ? 323 3 6 0 WSwowwf lLEhhhh 近似取 E≈ , mlmh Ww 5 2 ,0 6 3 5 ?? 3/2323 5 5 2 3 6 0 6 3 5 SSf LLh ??????????????????????????????? ? （ b） 取液沫夾帶極限值 ve 為 氣液 kgkg / 。 漏液的驗(yàn)算 精餾段漏液的驗(yàn)算 VFu?00 ? 取 F0=5，則 smsm /5u 0 ??? 故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)產(chǎn)生過量漏液。 液沫夾帶 精餾段液沫夾帶量 ve 的驗(yàn)算 ????? fT sa AA Vu 合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 23 ????????????? ?fT av hHue? 氣液氣液 kgkgkgkg /104 3 ??????????????? ?? 故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)發(fā)生過量液沫夾帶。 液泛 為了防止液泛現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度 )( WTd hHH ??? ，而 dLpd hhhH ??? 合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 22 （ 1）與氣體通過塔板 壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨? 精餾段 ： ?ph 提餾段 ： ?ph （ 2）液體通過降液管的壓頭損失 精餾段 ： 液柱m0 0 0 5 0 1 0 0 0 5 5 220201 ????????????????????hlLh W Sd 提餾段 ： 液柱m0 0 3 0 1 0 0 1 5 5 220222 ????????????????????hlLh W Sd （ 3）板上液層高度 精餾段和提餾段皆為 ?Lh 因此， ??取 ，降液管中清液層高度如下： 精餾段 ： m1 3 5 0 0 5 7 6 ??????? dLpd hhhH 11 )()( dWT HhH ?????? 可見，精餾段符合防止液泛的要求。 塔板流體力學(xué)驗(yàn)算 塔板壓降 ?hhhh lcp ??? 干板阻力 精餾段 s/m9 ??? Vcu ? 合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 21 液柱則 ,111001?????Lccuhuu? 提餾段 s/m3 ??? Vcu ? 液柱則,20222020?????Lccuhuu? 板上充氣液層阻力 取充氣系數(shù) ?? ，則 液柱m0 3 ???? Ll hh ? 液體表面張力所造成的阻力：此阻力很小，忽略不計(jì)。 ．溢流裝置的計(jì)算 （ 1）堰長(zhǎng)： m5 2 ???? DlW （ 2）堰高：由 OWLW hhh ?? ，選用平直堰，堰上液層高度由弗蘭西斯公式求得 精餾段： m0 0 6 4 5 2 3 6 0 00 0 0 1 0 0 01 0 0 0 323211 ????????? ???????????WhOW lLEh 取 ?Lh ，則 合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 16 m0 6 3 5 0 6 4 ????? OWLW hhh 提餾段： m0 1 4 3 6 0 00 0 1 1 0 0 01 0 0 0 323222 ????????? ???????????WhOW lLEh ????? OWLW hhh （ 3）降液管面積 當(dāng) ?DlW 時(shí)，查表得 2 0 2 7 2 7 2 ?????fTfdAAAmW， 塔的相對(duì)操作面積為 ? ? %%1 0 00 7 1 ???? （ 4）液體在降液管里停留的時(shí)間 精餾段 0 0 0 6 0 0 3 6 0 03 6 0 0 11 ??????? h TfLHA? 故降液管設(shè)計(jì)合理 （ 5）降液管底隙高度 0h 00 3 60 0ulLhWh ?? 精餾段和提餾段降液管下端與塔板間出口處的液體流速分別取 s/ s/ 0201 ???? uu 精餾段 ： m0 1 0 7 2 6 0 00 0 0 6 0 03 6 0 0 01101 ???????ulLh Wh 提餾段 ： m0 1 1 8 2 6 0 0 0 0 1 6 0 03 6 0 0 02202 ??? ???? ulLh Wh 合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 17 塔板布置的計(jì)算 選用 F1 型浮閥，閥孔直徑 39mm，閥片直徑 48mm，閥片厚度 2mm，最大開度 ，靜止開度 ，閥質(zhì)量為 32~34g。 塔截面積 ： 222 m5 0 2 408041434 ... ???? DAT ? 實(shí)際空塔氣速 ： sm7 2 305 0 20 3 6 30 /... ??u （ 2）提餾段 076038399333 6 0 037203 6 0 00 0 1 70sm0 0 1 7099333 6 0 0411009 6 9 2573 6 0 0sm37203833 6 0 046968 9 5 2463 6 0 0212132223222...../..../....????????????????????????????????VLhhLmLmSVmVmSVLMLLMVV???? 取板間距 ?TH ，板上液層高度 ?Lh ，則 ???? LT hH 查圖得 070020 .?C m8 2 207001433 7 2044sm7001716060sm17138338399 3 30 7 100 7 10207 9 5207002022222020220..../..../........m a xm a x..?????????????????????????????????uVDuuuCCSm?? 統(tǒng)一按照《塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)系列化標(biāo)準(zhǔn)（單溢流型）》將塔徑圓整后取 D=800mm。s 氯苯 粘度mPa 實(shí)際板層數(shù)的求解 全塔效率 根據(jù)奧康奈爾關(guān)聯(lián)法， 4802480334490490 2 4 502 4 50 .)..(.)(. .. ????? ??LTE ?? 故假設(shè)成立，總板效率 ET= 合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 7 實(shí)際塔板數(shù) 精餾段： 25648032 .. ???pN 塊，取 1 6pN ? 塊 提餾段： 411048052 .. ???pN 塊，取 102?pN 塊 總塔板數(shù) ： 161 2 ??? pNp NpN塊。求解結(jié)果為： ey Wx Fx Dx 圖 32 苯 氯苯物系精餾分離理論塔板數(shù)的圖解 圖解得 NT=9－ 1＝ 8 塊（不含釜）。 由于泡點(diǎn)進(jìn)料 q=1，在圖上作直線 x= 交對(duì)角線于 a 點(diǎn)，作直線 x=交平衡線于 q 點(diǎn)，連接 a、 q 兩點(diǎn)，過 q 點(diǎn)作橫軸的平行線交縱軸于一點(diǎn)，讀得 yq=，則最小回流比如下： 30307020920 92509860 ... ..m i n ????R 取操作回流比為 R=2Rmin=2 = （ 3） 求精餾塔的氣、液相負(fù)荷 L=RD= = V=(R+1)D=(+1) = L′ =L+F=+= V′ =V=（ 4）求操作線方程 xy合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 6 精餾段操作線方程 ： 6 1 40x3 7 709 8 608 9 5 246 2298 5 9 246 6 5 9 217 .... ... ??????? xDxVDxVLy 提餾段操作線方程 ： 0 0 0 6 802 3 610 0 2 8 808 9 5 246 11118 5 9 246 9 6 9 257 .... ... ?????????????? xxxVWxVLy w （ 5）圖解法求理論板層數(shù) 如附圖 1，將 x= 帶入精餾段操作線方程，得出 y=，在圖中找出該點(diǎn)記為 d，連接 ad 兩點(diǎn)即得精餾段操作線；在對(duì)角線上找到 c 點(diǎn)（ ，），連接 cd 兩點(diǎn)即得提餾段操作線。此外，泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，精餾段與 提餾段的塔徑相同，設(shè)計(jì)制造均比較方便。 精餾塔的物料衡算 原料液及塔頂、塔釜產(chǎn)品含苯的摩爾分率 苯的摩爾質(zhì)量 k m o l/?AM 氯苯的摩爾質(zhì)量 k m o l/ 1 2?BM 6 2 / 7 8 . 1 1 0 . 7 0 26 2 / 7 8 . 1 1 3 8 / 1 1 2 . 6 1Fx ??? 9 8 1 2/???Dx 0 0 2 8 ???Wx 原料液及塔頂、塔釜產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 MF ＝ ＋ (1－ ) ＝ ? ? k g/ k m o 1 29 8 8 ??????DM? ? k g / k m o 1 1 20 0 2 8 0 2 8 ??????WM 合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 4 物料衡算 依題給條件：一年以 300 天，一天以 24 小時(shí)計(jì)，全塔物料衡算： 原料處理量 hk m o l111151 1 2243 0 0 1 0 0 00 0 09 /.. ??? ??W 總物料衡算 1 1 . 1 1?? DF 苯物料衡算 11110 0 2 8 809 6 807 0 20 .... ??? DF 聯(lián)立解得 D= F= 塔板數(shù)的確定 理論板數(shù) NT的求取 （ 1） 根據(jù)苯 氯苯的相平衡數(shù)據(jù)，利用泡點(diǎn)方程和露點(diǎn)方程求取 yx~ 依據(jù) ? ? ? ???? BABt ppppx ??? /， tAxpy /?? ，將所得計(jì)算結(jié)果列表如下： 表 31 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 C/oT 80 90 100 110 120 130 kPa/oAp kPa/oBp oooBABpp ppx ??? xppy Ao? 繪出 x— y 圖，見圖 31。 (2) 塔板類型 浮閥塔（ F1 型） (3) 工作日 每年工作日為 300 天，每天 24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)行 (4) 廠址 廠址：安徽省合肥市 合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 3 （ 1） 精餾塔的物料衡算； （ 2） 塔板數(shù)的確定； （ 3） 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算； （ 4） 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算； （ 5） 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算； （ 6） 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算； （ 7） 塔板負(fù)荷性 能圖； （ 8） 精餾塔接管尺寸計(jì)算； （ 9） 主要輔助設(shè)備的選型； （ 10） 對(duì)