【正文】 ................................27 氣液相體積流率計(jì)算 ........................................28第七章 精餾塔有效高度的計(jì)算 ...................................29第八章 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 .................................31 溢流裝置計(jì)算 ..............................................31 降液管 .....................................................31 降液管高度和截面積 .......................................32 降液管底隙高度 ............................................33 菏澤學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)3 塔板布置 ....................................................34 塔板的分塊 ................................................34 邊緣區(qū)寬度確定 .............................................34 開(kāi)孔區(qū)面積計(jì)算 .............................................34 浮閥塔計(jì)算及其排列 ...........................................34 校核 ..........................................................35 流體力學(xué)驗(yàn)算 ................................................35 氣體通過(guò)浮閥塔板的壓力降 ..................................37 漏液驗(yàn)算 ..................................................37 霧沫夾帶驗(yàn)算 ..................................................37 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間 ..................................38 操作性能負(fù)荷圖 ...............................................39 接管尺寸確定 .................................................42 進(jìn)料管尺寸 ................................................42 釜?dú)堃汗艹叽?...............................................42總結(jié) ...........................................................45致謝 ...........................................................46參考文獻(xiàn) .........................................................47 菏澤學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)4化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目：乙醇水連續(xù)精餾塔的設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件（1）進(jìn)精餾塔的料液含乙醇 45%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同） ，其余為水；（3）塔頂易揮發(fā)組分回收率為 99%；（4）生產(chǎn)能力為 15000 噸/年 92%的乙醇產(chǎn)品；（5）每年按 330 天計(jì)，每天 24h 連續(xù)運(yùn)行。（6）操作條件 a）塔頂壓強(qiáng) 4KPa(表壓） b)進(jìn)料熱狀態(tài) 自選 c)回流比自選 d)加熱蒸汽壓力 低壓蒸汽 （或自選） e)單板壓降 ≤ 設(shè)備形式：篩板塔或浮閥塔設(shè)計(jì)內(nèi)容： 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容 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）塔板主要工藝尺寸計(jì)算： 菏澤學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)5 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。 設(shè)計(jì)圖紙要求： 1）繪制生產(chǎn)工藝流程圖； 2）繪制精餾塔設(shè)計(jì)條件圖。 菏澤學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)6 摘 要本設(shè)計(jì)是以乙醇――水物系為設(shè)計(jì)物系，以浮閥塔為精餾設(shè)備分離乙醇和水。通過(guò)逐板計(jì)算得出理論板數(shù)為 16 塊，回流比為 ,算出塔效率為，實(shí)際板數(shù)為 32 塊，進(jìn)料位置為第 11 塊，在板式塔主要工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算中得出塔徑為 1 米，有效塔高 米，浮閥數(shù)（提餾段每塊 76） 。本次設(shè)計(jì)過(guò)程正常，操作合適。對(duì)理想液態(tài)混合物精餾時(shí)，最后得到的餾液(氣相冷卻而成)是沸點(diǎn)低的 B 物質(zhì)，而殘液是沸點(diǎn)高的 A 物質(zhì)，精餾是多次簡(jiǎn)單蒸餾的組合。精餾結(jié)果，塔頂冷凝收集的是純低沸點(diǎn)組分，純高沸點(diǎn)組分則留在塔底。 二：效率高：氣液兩相在塔內(nèi)保持充分的密切接觸，具有較高的塔板效率或傳質(zhì)效率。 四：有一定的操作彈性：當(dāng)氣液相流率有一定波動(dòng)時(shí)，兩相均能維持正常的流動(dòng)，而且不會(huì)使效率發(fā)生較大的變化。 六：能滿(mǎn)足某些工藝的特性：腐蝕性，熱敏性，起泡性等。而浮閥塔具有很多優(yōu)點(diǎn)，且加工方便，故有關(guān)浮閥塔板的研究開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)較其他形式的塔板廣泛，是目前新型塔板研開(kāi)發(fā)的主要方向。實(shí)際操作表明，浮閥在一定程度的漏夜?fàn)顟B(tài)下，使其操作板效率明顯下降，其操作的負(fù)荷范圍較泡罩塔窄，但設(shè)計(jì)良好的塔其操作彈性仍可達(dá)到滿(mǎn)意的程度。所以在此我們使用浮閥塔，浮閥塔的突出優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，制造方便；塔板開(kāi)孔率大，生產(chǎn)能力大等。所以有必要做好本次設(shè)計(jì)。乙醇易燃,它的爆炸極限為%～18%,閃點(diǎn) 11℃,使用時(shí)須注意安全。含乙醇達(dá) ％以上的酒精稱(chēng)無(wú)水乙醇。乙醇在化工、醫(yī)藥、染料、國(guó)防、食品等行業(yè)有不可或缺的重要應(yīng)用。工業(yè)上可以將無(wú)水乙醇與汽油按比例調(diào)和,生產(chǎn)車(chē)用乙醇汽油。此外,乙醇燃料過(guò)程所排放的一氧化碳和含硫氣體均低于汽油燃料,所產(chǎn)生的二氧化碳和作為原料的生物源生長(zhǎng)所消耗的二氧化碳基本持平,這對(duì)減少對(duì)大氣的污染及抑制溫室效應(yīng)意義重大。 本設(shè)計(jì)所選塔的特性 菏澤學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)9浮閥塔的優(yōu)點(diǎn)是 :1．生產(chǎn)能力大，由于塔板上浮閥安排比較緊湊，其開(kāi)孔面積大于泡罩塔板，生產(chǎn)能力比泡罩塔板大 20%～40%，與篩板塔接近。 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(shí)間較長(zhǎng)，而霧沫夾帶量小，塔板效率高。5. 塔的造價(jià)較低，浮閥塔的造價(jià)是同等生產(chǎn)能力的泡罩塔的 50%～80%，但是比篩板塔高 20%～30%。隨著科學(xué)技術(shù)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(lái)，浮閥塔的推廣并不是越來(lái)越廣。 第二章 概述乙醇在工業(yè)，醫(yī)藥，民用等方面，都有很廣泛的應(yīng)用，是一種很重要的原料。要想把低純度的乙醇水溶液提升到高純度，要用連續(xù)精餾的方法，因?yàn)橐掖己退膿]發(fā)度相差不大?；S中精餾操作是在直立圓形的精餾塔內(nèi)進(jìn)行，塔內(nèi)裝有若干層塔板和充填一定高度的填料?？芍瑔斡芯s塔還不能完成精餾操作，還必須有塔底再沸器和塔頂冷凝器，有時(shí)還要配原料液預(yù)熱器，回流液泵等附屬設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)操作。浮閥有很多種形式，但最常用的是 F1 型和 V4型。浮閥塔具有下列優(yōu)點(diǎn)：1，生產(chǎn)能力大。3，塔板效率高。5，塔的造價(jià)低。 第三章 設(shè)計(jì)方案的確定 菏澤學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)11 課程設(shè)計(jì)方案選定所涉及的主要內(nèi)容有：操作壓力，進(jìn)料狀況，加熱方式及其熱能的利用。一般來(lái)說(shuō)，常壓精餾最為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，若物料無(wú)特殊要求，應(yīng)盡量在常壓先操作。在相同的塔徑下，適當(dāng)提高操作壓力還可提高塔的處理能力，但增加塔壓，也提高了再沸器的溫度，并且相對(duì)揮發(fā)度也有所下降。減壓操作降低了平衡溫度，這樣可以使用較低溫位的加熱劑。故我們采用塔頂壓力為常壓進(jìn)行操作。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。在此次設(shè)計(jì)中，我們選用 30176。 加熱方式： 菏澤學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)12精餾塔通常設(shè)置再沸器，采用間接蒸汽加熱，以提供足夠的能量，若待分離的物系為某種輕組分和水的混合物，往往可采用直接蒸汽加熱方式，即把蒸汽直接通入塔釜汽化釜液。但在塔頂輕組分回收率一定時(shí)，由于蒸汽冷凝水的稀釋作用，使殘液輕組分濃度降低，所需塔板數(shù)略有增加。 回流比：適宜的回流比應(yīng)該通過(guò)經(jīng)濟(jì)合算來(lái)確定，即操作費(fèi)用和設(shè)備折舊費(fèi)用之和為最低時(shí)的回流比為最適宜的回流比。 選擇塔板類(lèi)型：選用 F1 浮閥塔板（重閥） 。浮閥塔具有的優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔板效率高，氣體壓強(qiáng)以及液面落差較小。塔頂蒸汽冷凝放出的熱量是大量的，但其能位較低，不可能直接用來(lái)做塔釜的熱源，但可用作低溫?zé)嵩矗?