【正文】 smnduV s / 3220m i n,0m i n, ????????? ?? Vs’ = m3/s, 可見不會產生過量漏液。計算出的泛點率在 80%以下，故可知霧沫夾帶量能夠滿足 ev 液 /kg(干氣 )的要求。 1 ???????? ，提，提，提泛點率 ??? %80% ?????????? 故本設計中的霧沫夾帶量在允許范圍之內。39。39。 1 ，精，精，精泛點率 ??? %80% 0 1 0 7 ?????????? 提餾段： CF 泛點負荷因 素由 mHT ? 3, /9 4 4 mkgV ?提? 查表得 39。所謂泛點率指設計負荷與泛點負荷之比的百分數(shù)。 ∴ 開孔率 % 1056 )( 20 ??????DdN 實際? (∵ 5%%14%,∴ 符合要求 ) 故： t=75mm , t’ =65mm, 閥孔數(shù) N 實際 =118 個 ∴則每層板上的開孔面積 AO =A a φ = %= 提留段 ： 取閥孔動能因子 100 ??F 浦化工 0910 19 號 楊福 33 孔速 smFuVC /100,0 ?????提? 浮閥數(shù) )(44 2,020個????????? ??CSudVN 取無效區(qū)寬度 ??CW 安定區(qū)寬度 ??SW 弓形降液管寬度 ??W 開孔區(qū)面積 2 2 2 12 s in180a xA x R x R R? ???? ? ?????= 其中 ????CWDR 2 ?????? )(2 SC WWDx 由圖可得實際 浮閥 孔 數(shù) ??實際N 118 塊 ? ? sNdVu SC /44 220,0 ?????????實際實際 ???? 提實際實際 VCuF ?,00 閥孔動能因數(shù)變化不大，仍在 9～ 12 范圍內 ∴ 開孔率 )( 20 ??????DdN 實際?% (∵ 5%%14%,∴ 符合要求 ) 塔盤流體力學驗算 校核 浦化工 0910 19 號 楊福 34 干板壓強降 浮閥由部分全開轉為全部全開時的臨界速度為 U0,c U0,c=（ ,M） （ 1/） = 液柱精精 mguhLVoC 22 ??? ????? ??? ? ? 液層阻力 )(1 oww hhh ??? ? ε取 液柱mh 0 2 4 7 5 ??? 液體表面張力 數(shù)值很小，設計時可以忽略不計 液柱mhhhh cp 0 6 0 4 2 4 7 3 5 ?????? ? 氣體通過每層塔板的壓降△ P 為 PaPagL 6 0 4 ,p ????????? 精? 降液管停留時間 液體在降液管內停留時間 精餾段： ssL HAhTf 10 ???? ??????? 提餾段： ssL HAhTf 280 ???? ???????? 故降液管設計合理 b. 液泛的校核 為了防止塔內發(fā)生液泛，降液管高度應大于管內泡沫層高度。精餾段取 CW =40mm,提鎦段取 CW =40mm。 3） 邊緣固定區(qū) 在塔板邊緣有寬度為 WC 的區(qū)域不開孔，這部分用于塔板固定。這部分不開孔是為了減小因流進降液管的液體中含氣泡太多而增加液相在降液管內排氣的困難。一般取 SW =（ 50~100） mm,精餾段取 SW =70mm,提鎦段取 SW =70mm。 安定區(qū)與邊緣區(qū)的確定 1) 入口安定區(qū) 塔板上液流的上游部位有狹長的不開孔區(qū)，叫入口安定區(qū)，其寬度為 SW 。本次設計中取 22mm。 4) 降液管底隙高度 降液管底隙高度是指 降液管下端與塔板間的距離，以 h0表示。工業(yè)中應用最廣的降液管是弓形降液管。C????????液 相 密 度 ，氣 相 密 度 ，負 荷 因 子 ， 精餾段 取塔板間距 ? ， 板上液層高度 1 55 m m m?? ， 塔板間距與塔徑的關系 浦化工 0910 19 號 楊福 25 塔 徑 /D， m ～ ～ ～ ～ ～ 板間距 /HT， mm 200～ 300 250～ 350 300～ 450 350～ 600 400～ 600 那么分離空間： 1 0 .4 0 .0 5 5 0 .3 4 5TH h m? ? ? ? 功能參數(shù)： 01 89 10 ???精精VLSSVL ?? 從史密斯關聯(lián)圖查得： ?C 由于 0805 20 20 ?????????????????? 精mCC ? smCuVVLm / a x ??????????????精精精精 ? ??? 取安全系數(shù) = 則 smuu / m a x ????? 浦化工 0910 19 號 楊福 26 muVD S ????? ?? 取 圓整得 D= 塔截面積 ： 222 )(44 mDA T ???? ?? 空塔氣速： smAVu TS / 475 ??? 提餾段 功能參數(shù)： 3 ???????提提VLSSVL ?? 取塔板間距 ? ，板上液層高度 1 55 m m m?? ， 那么分離空間 : 2 9 5 ???? lT hH 從史密斯關聯(lián)圖查得： ??C ???????????????????? 提mCC ? smCuVVLm /323.. 2 .4 5 69. 0 7 4 402020m a x ????????????????提提提提 ? ???取安全系數(shù) = 則 smuu /6 2 6 2 m a x ??????? muVD S ???????? ?? 所以圓整取 ??D m 塔截面積： ? ? ? ? 22 ????? ?? DAT m2 空塔氣速： smAVu TS / ?????? 溢流裝置的確定 選用單溢流、弓形降液管、平行受液盤及平行溢流堰，不設進口堰。kg / m 。 提餾段理論板數(shù) 提餾段操作線方程： y= 已知 X5=, 由上而下計算，直到 Xi 首次越過 Xw= 時為止。39。39。39。 ????????? hk m o lFqDRV /)1()1(39。 塔釜的加熱方式 本次分離任務采設置再沸器，采用間接蒸汽加熱，以提供做夠的熱量。但是隨著回流比的增加，塔釜加熱劑的消耗量和塔頂冷凝劑的消耗量液隨之增加，操作費用增加，所以操作費用和設備費用總和最小時所對應的回流比為最佳回流比。 物料的進料熱狀態(tài) 采用 冷液 進料的方式，進料溫度為 ℃ ,該溫度為南京市全年平均溫度 ，冷液進料無需在進料前進行預熱，所以節(jié)省了操作費用，簡單方便。但 是降低壓力也導致了塔直徑的增加和塔頂冷凝溫度的降低，而且必須使用抽真空設備，增加了相應的設備和操作費用。降低操作壓力，組分的相對揮發(fā)度增加，有利于分離。在相同條件下適當提高操作壓力可以提高塔的處理能力，但是增加了塔壓，也提高了再沸器的溫度，并且相對揮發(fā)度液會下降。確定操作壓力時主要是根據(jù)處理物料的性質，技術上的可行性和經濟上的合理性來考慮的。隨著科學技術的不斷發(fā)展，各種新型填料，高效率塔板的不斷被研制出來，浮閥塔的推廣并不是越來越廣。 5．塔的造價較低，浮閥塔的造價是同等生產能力的泡罩塔的 50%～ 80%，但是比篩板塔高 20%～ 30。 3．塔板效率高，由于上升氣體從水平方向吹入液層，故氣液接觸時間較長，而霧沫夾帶量小，塔板效率高。 浮閥塔的優(yōu)點： 1．生產能力大，由于塔板上浮閥安排比較緊湊，其開孔面積大于泡罩塔板，生產能力比泡罩塔板大 20%～ 40%，與篩板塔接近。一般，與填料塔相比，板式塔具有效率高、處理量大、重量輕及便于檢修等特點，但其結構較復雜，阻力降較大。浦化工 0910 19 號 楊福 1 《化工原理》 專業(yè)課程設計 設計題目 甲 醇 水 二元 體系浮閥精餾塔的工藝設計 學生姓名 班級、學號 指導教師姓名 課程設計時間 20 年 月 日 20 年 月 日 課程設計成績 設計說明書、計算書及設計圖紙質量， 70% 獨立工作能力、綜合能力及設計過程表現(xiàn)， 30% 設計最終成績（五級分制） 指導教師簽字 浦化工 0910 19 號 楊福 2 化學化工學院 課程名稱： 化工原理課程設計 設計題目： 甲 醇 水 二元 體系篩板精餾塔的工藝設計 學生姓名： 專業(yè)：化學工程與工藝 班級學號： 化工 設計日期： 20201220 至 20201231 設計任務： 甲醇 水體系 設計條件： 1. 進料量： F=320 kmol/h 2. 進料組成： xf = （摩爾分率） 3. 進料熱狀態(tài)： 冷夜進料 tf=℃ 4. 常壓，塔釜間接蒸汽加熱 5. 塔頂冷凝水溫度 t=25℃， 6. 塔釜加熱蒸汽溫度 T=139℃ 設計要求： ?X D （摩爾分率） ?X （ 摩爾分率） 浦化工 0910 19 號 楊福 3 目錄 一 概述 ………………………………………………………… ... 二 工藝設計 1 總體設計方案 操作壓強的選擇 …………………………………………… 物料的進料熱狀態(tài) ………………………………………… 回流比的確定 ……………………………………………… 塔釜的加熱方式 ……………………………………… …… 回流方式選定 ……………………………………………… 2 精餾的工藝流程圖 ……………………………………………… 3 精餾塔塔板數(shù)的確定 物料衡算 ……………………………………………………… ... 物系相平衡數(shù)據(jù) …………………………………………… … ... 回流比確定 …………………………………………………… .. 逐板法計算理論塔板數(shù) ……………………………………… .. 實際塔板數(shù)的確定 …………………………………………… ... 4 塔徑塔板工藝尺寸的 確定 各設計參數(shù) 操作壓力 ……………………………………………… …… 溫度 ……………………………………… ……………… ...