乙醇-水溶液連續(xù)精餾塔化工課程設(shè)計-文庫吧資料
2024-07-26 15:43本頁面
【正文】 h 板上液層阻力 lh 用下面的公式計算： )(00 owwLl hhhh ??? ?? Lh —— 板上清液層高度， m 0? —— 反映板上液層充氣程度的因數(shù)，可稱為充氣因數(shù) 化工原理課程設(shè)計 第 17 頁 共 30 頁 降液管橫截面積 fA =, 塔橫截面積 TA = 222 0 .7 8 5 m4 13 .1 44D ???? 精餾段 8 0 53 3 39。 塔高的計算 塔的高度可以由下式計算： 化工原理課程設(shè)計 第 13 頁 共 30 頁 ( 2 )P T T F WZ H N S H S H H H? ? ? ? ? ? ? PH 塔頂空間（不包括頭蓋部分） TH 板間距 N實際板數(shù) S人孔數(shù) FH 進料板出板間距 wH 塔底空間（不包括底蓋部分） 已知實際塔板數(shù)為 N=31 塊，板間距 ? 由于料液較清潔，無需經(jīng)常清 洗，可取每隔 8 塊板設(shè)一個人孔，則人孔的數(shù)目 S 為： ????S 個 取人孔兩板之間的間距 ? ，則塔頂空間 ? ，塔底空間 ? ，進料板空間高度 ? ，那么，全塔高度： )3231(.21Z ?????????? . 塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定 由于塔徑大于 800mm，所以采用單溢流型分塊式塔板。 m ax LVVuC????? 取塔板間距 ? ，板上液層高度 1 60 0. 06h mm m??，那么分離空間： 1 0 .4 0 .0 6 0 .3 4TH h m? ? ? ? 功能參數(shù)： 0 4 9 0 2 6 ???VLSSV ?? 從史密斯關(guān)聯(lián)圖 查得： C20=，由于 20 ()20CC??，需先求平均表面張力： 1—— 乙醇 2—— 水 塔頂 : mmN /.3181 ?? mmN /.0622 ?? mmNmD /)7 9 ( 9 ??????? 化工原理課程設(shè)計 第 12 頁 共 30 頁 進料板： 1? =? = mmNF /)1 3 ( 3 ??????? 塔底： 1? =? = mmNW /)( ??????? 精餾段液相平均表面張力 mmNm / 39。= 摩爾分數(shù) Xw= Xf= Yw= Yf= 摩爾質(zhì)量/ /kg kmol Mlv = MLf= Mlv= Mvf= 溫度 /℃ 表 6 提餾段的汽液相負荷 名稱 液相 汽相 平均摩爾質(zhì)量 / /kg kmol 平均密度 / 3/kgm 體積流量 / 3/mh ( 3/ms) ( 3/ms) 塔徑的計算 由于精餾段和提餾段的上升蒸汽量相差不大，為便于制造，我們?nèi)啥蔚乃较嗟取? yw39。 表 5 提餾段 的已知數(shù)據(jù) 位置 塔釜 進料板 化工原理課程設(shè)計 第 10 頁 共 30 頁 質(zhì)量分數(shù) xw39。lm=(+)/2= 所以， ρ lm = 3/kgm 精餾段的液相負荷 L=RD=2=化工原理課程設(shè)計 第 9 頁 共 30 頁 Ln=LM/ρ lm=由 RTMmn R T ??PV RTRTVmPM ??? 所以 RTPM?? 精餾段塔頂壓強 K P 0 0 14P ???? 若取單板壓降為 , 則 進料板壓強 .4 K P DF ???? 氣相平均壓強 K P aPP F 1 32 2 0 52Pm ????? ? 氣相平均摩爾質(zhì)量 vm ??? 氣相平均密度 4 9 )2 7 (3 1 2 1vm ??? ??? RTPM vm? 汽相負荷 V=（ R+1)D=3= smVM vm vmn / 3???? ? 精餾段的負荷列于表 4。39。 故進料板為第 24 塊，實際總板數(shù)為 31 塊。O conenell )計算全塔效率： )( ??? ?LTE ?? （ 1） 精餾段： %.)3 6 ( ????? ?TE （ 2） 提餾段： %.)( ????? ?TE 實際塔板數(shù) TTP ENN ? （ 1） 精餾段： %.754/12 ??PN ，取整 22 塊，考慮安全系數(shù)加一塊為化工原理課程設(shè)計 第 8 頁 共 30 頁 23 塊。 在 c0 時，根據(jù)上圖知對應(yīng)的 X/ =，由《化工原理》課本附錄十一（水在不同溫度下的黏度表）查得 sPa ?? ? ，由附錄十二（液體黏度共線圖）查得sPa ?? ? （圖中，乙醇的 X=， Y=）。O conenell )對全塔效率進行估算： 根據(jù)乙醇 ~水體系的相平衡數(shù)據(jù)可以查得： ?? Dxy ?x ctd ? (塔頂?shù)谝粔K板 ) ?y ?x ctf ? (加料板 ) ?y ?x ctw ? (塔底 ) 由相平衡方程式1 ( 1)xy x??? ??可得 ( 1)( 1)yxxy? ?? ? 因此可以求得： 。在每層板上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進行熱和質(zhì)的傳遞過程。熱量自塔釜輸入，物料在塔內(nèi)經(jīng)多次部分氣化與部分冷凝進行精餾分離，由冷凝器和冷卻器中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。塔釜采用間接蒸汽再沸器供熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。 操作流程 乙醇 —— 水溶液經(jīng)預(yù)熱至泡點后，用泵送入精餾塔。 V4型浮閥其特點是閥 孔沖成向下彎曲的文丘里型，以減小氣體通過塔板的壓強降，閥片除腿部相應(yīng)加長外，其余結(jié)構(gòu)尺寸與 F1 型輕閥無異， V4 型閥適用于減壓系統(tǒng)。 浮閥的形式有很多，目前常用的浮閥形式有 F1 型和 V4 型， F1 型浮閥的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，節(jié)省材料，性能良好。 浮閥塔 20世紀 50 年代起，浮閥塔板已大量的用于工業(yè)生產(chǎn)，以完成加壓、常壓、減壓下的蒸餾、脫吸等傳質(zhì)過程。 泡罩塔 泡罩塔是歷史悠久的板式塔，長期以來，在 蒸餾、吸收等單元操作使用的設(shè)備中曾占有主要的地位，泡罩塔具有一下優(yōu)點： （ 1） .操作彈性大 （ 2） .無泄漏 （ 3） .液氣比范圍大 化工原理課程設(shè)計 第 2 頁 共 30 頁 （ 4） .不易堵塞，能適應(yīng)多種介質(zhì) 泡罩塔的不足之處在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、安裝維修方便以及氣相壓力降較大。 塔設(shè)備經(jīng)過長期的發(fā)展 ，形成了形式繁多的結(jié)構(gòu)，以滿足各方面的特殊需要，為研究和比較的方便，人們從不同的角度對塔設(shè)備進行分類，按操作壓力分為加壓塔、常壓塔和減壓塔；按單元操作分為精餾塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反應(yīng)塔和干燥塔；按形成相際界面的方式分為具有固定相界面的塔和流動過程中形成相界面的塔，長期以來，人們最長用的分類按塔的內(nèi)件結(jié)構(gòu)分為板式塔、填料塔兩大類。 在化工、石油化工、煉油廠中，塔設(shè)備的性能對于整個裝置的產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)境保護等各個方面都有重大影響。可在塔設(shè)備中完成常見的單元操作有：精餾、吸收、解吸和萃取等。第 1 頁，共 30 頁
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