【正文】 ................................................................................... 8 ................................................................................................ 10 .......................................................................................................... 12 、浮閥數目及排列 .................................................................... 15 第三章 塔板的流體力學驗算 .......................................................................................... 19 .................................................................................. 19 霧 沫夾帶 .......................................................................................................... 20 ................................................................................................ 21 第四章 設計結果一覽表 ................................................................................................. 25 第五章 塔附件設計 ........................................................................................................ 26 接管 ................................................................................................................. 26 ....................................................................................................... 28 .............................................................................................................. 28 ................................................................................................................. 29 ................................................................................................................. 29 第六章 塔總體高度的設計 ............................................................................................. 30 ................................................................................................... 30 ............................................................................................ 30 ....................................................................................................... 30 第七章 附屬設備的設計 ................................................................................................. 31 .......................................................................................................... 31 ................................................................................................ 33 第八章 總結 .................................................................................................................. 37 參 考文獻 ........................................................................................................................ 38 附錄 ............................................................................................................................... 39 一、符號代碼說明 ................................................................................................... 39 二、階梯法求理論塔板數 ........................................................................................ 41 三、塔板負荷性能圖 ............................................................................................... 41 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 頁 第 頁 第一章 設計方案及流程的確定 設計方案的確定 蒸餾操作通?？稍诔?、加壓和減壓下進行。例如，采用減壓操作有利于分離相對揮發(fā)度較大組分及熱敏性的物料，但壓力降低將導致塔徑增加，同時還需要使用抽真空的設備。當物性無特殊要求時，一般是在稍高于大氣壓下操作。有時應用加壓蒸餾的原因，則在于提高平衡溫度后，便于利用蒸汽冷凝時的熱量，或可用較低品位的冷卻劑使蒸汽冷凝，從而減少蒸餾的能量消耗。在實際的生產中進料狀態(tài)有多種，但一般都將料液預熱到泡點或接近泡點才送入塔中，這主要是由于此時塔的操作比較容易控制，不致受季節(jié)氣溫的影響。 蒸餾釜的加熱方式通常采用間接蒸汽加熱，設置再沸器。若塔底產物近于純水，而且在濃度稀薄時溶液的相對揮發(fā)度較大 (如酒精與水的混合液 )，便可采用直接蒸汽加熱。這樣，可節(jié)省一些操作費用和設備費用。此時采 用 間接蒸汽加熱，設置再沸器 是合適的。確定回流比的方法為：先求出最小回流比 Rmin，根據經驗取操作回流比為最小回流比的 － ，考慮到原始數據和設計任務，本方案取 ，即 R= ；采用釜液產品去預熱原料，可以充分利用釜液產品的余熱，節(jié)約能源。塔頂上升蒸氣采用全冷凝后，進入回 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 頁 第 頁 流罐部分回流，其余作為塔頂產品經冷卻器冷卻后送至貯槽。將加熱再沸器物料的蒸汽再用來預熱原料。熱量自塔低蒸汽輸入，由冷凝器中的冷卻介質將余熱帶走。在每層板上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進行熱和質的傳遞過程。 理論板的計算方法：本次采用圖解法計算。泡點進料，所以 q=1， q 線方程為平行于 y 軸的一條直線。 故有Fm inm in 1RR xx yxDqD ???? = = 得 ? 取 R== ?? 精餾段操作線方程為： 2 0 9 9 4 4 ?????????? xxRxR R D 由于是泡點進料則 323 ???? FWDFq xxxxx ， ， q 線方程為： q=1 又已知精餾段操作線方程，由梯級圖解法確定理論板層數。 在圖上作操作線，由點（ ， ）起在平衡線與精餾段操作線間畫階梯，過精餾段操作線與 q線交點，直到階梯與平衡線的交點小于 ，由圖此得到的全塔理論塔板數 TN =（包 括再沸器）。 板效率與塔板結構，操作條件，物質的物理性質及流體力學性質有關，它反映了實際塔板上傳質過程進行的程度。 式中， ? — 塔頂與塔底平均溫度下的相對揮發(fā)度； 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 頁 第 頁 L? — 塔頂與塔底平均溫度下的液相粘度 。 2/1)( VLhVhL ?? 圖 22 史密斯關聯圖 橫坐標數值： 0 2 7 ) 9 7(0 5 4 2 59 0 3 )( 2/12/11111 ???? VLSSVL ?? 取板間距： mhHmhmH LTLT ???? ，板上液層高度， 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 頁 第 頁 查圖可知 0 9 )203 4 (0 8 )20(0 8 ????? ?CCC ， muVDsmusmuS 4//1111m a x????????????則，取安全系數為 按標準，塔徑圓整為 橫截面積： smAVuA TST / 38 38 12 ??????? 空塔氣速：， （ 2）提餾段 橫坐標數值： 0 )9 35 4 02( 11 23 62 )( 2/12/12222 ???? VLSSVL ?? 取板間距： mhHmhmH LTLT ????? ，取板上液層高度， 查圖可知： 1 0 )20 (0 8 )20(0 8 2020 ????? ?CCC ， muVDsmuusmuS 4// 222m a x2m a x????????????? 由于提餾段與精餾段塔徑相差不大，故提餾段塔徑可圓整為 。 溢流裝置 Wl 的計算 取堰長 Wl = ,即 mlW ??? ，出口堰高為 Wh 本設計采用平直堰，堰上液層高度 OWh 按下式計算 3/2)(1 0 WhOW lLEh ? 式中 E值可由液流收縮系數計算圖查出。 (1)精餾段 取降液管底隙流速 smu / ? ，則 mul Lh W s ???? 0 0 2 00 ???? hhh W且 ，故降液管底隙高度設計合理 (2)提餾段 取 smu / ?? ，則 mul Lh W s ?????? 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 頁 第 頁 0 0 2 00 ??????? hhh W且 ，故降液管底隙高度設計合理 塔板的結構尺寸、浮閥數目及排列 本設計采用 F1 型重閥，重量為 33 克，孔徑為 39mm。本設計塔徑 D=1400mm，塔板分成四塊。 圖 26 精餾段浮閥數目的確定 按 N=167 個重新核算孔速及閥孔動能因子： 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 頁 第 頁 smu /1 6 70 3 8 201 ????? ????F 閥孔動能因子變化不大，仍在 9~13 的范圍內。 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共