【正文】 ..................................................... 3 主要數(shù)據(jù)參數(shù)的計(jì)算 .......................................................................................... 3 ..................................................................................................... 8 ................................................................................................ 10 .......................................................................................................... 12 、浮閥數(shù)目及排列 .................................................................... 15 第三章 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算 .......................................................................................... 19 .................................................................................. 19 霧沫夾帶 .......................................................................................................... 20 ................................................................................................ 21 第四章 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 ................................................................................................. 25 第五章 塔附件設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 26 接管 ................................................................................................................. 26 ....................................................................................................... 28 .............................................................................................................. 28 ................................................................................................................. 29 ................................................................................................................. 29 第六章 塔總體高度的設(shè)計(jì) ............................................................................................. 30 ................................................................................................... 30 ............................................................................................ 30 ....................................................................................................... 30 第七章 附屬設(shè)備的設(shè)計(jì) ................................................................................................. 31 .......................................................................................................... 31 ................................................................................................ 33 第八章 總結(jié) .................................................................................................................. 37 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 38 附錄 ............................................................................................................................... 39 一、符號代碼說明 ................................................................................................... 39 二、階梯法求理論塔板數(shù) ........................................................................................ 41 三、塔板負(fù)荷性能圖 ............................................................................................... 41 武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院化藥系 化工原理課程設(shè)計(jì) 共 頁 第 頁 第一章 設(shè)計(jì)方案及流程的確定 設(shè)計(jì)方案的確定 蒸餾操作通常可在常壓、加壓和減壓下進(jìn)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(dǎo)致塔徑增 加，同時(shí)還需要使用抽真空的設(shè)備。當(dāng)物性無特殊要求時(shí)，一般是在稍高于大氣壓下操作。有時(shí)應(yīng)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(shí)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(shí)際的生產(chǎn)中進(jìn)料狀態(tài)有多種，但一般都將料液預(yù)熱到泡點(diǎn)或接近泡點(diǎn)才送入塔中，這主要是由于此時(shí)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(shè)置再沸器。若塔底產(chǎn)物近于純水，而且在濃度稀薄時(shí)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(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用。此時(shí)采 用 間接蒸汽加熱，設(shè)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(jù)經(jīng)驗(yàn)取操作回流比為最小回流比的 － ，考慮到原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)任務(wù)，本方案取 ，即 R= ；采用釜液產(chǎn)品去預(yù)熱原料，可以充分利用釜液產(chǎn)品的余熱，節(jié)約能源。塔頂上升蒸氣采用全冷凝后，進(jìn)入回 武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院化藥系 化工原理課程設(shè)計(jì) 共 頁 第 頁 流罐部分回流，其余作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)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(yù)熱原料。熱量自塔低蒸汽輸入，由冷凝器中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。在每層板上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞過程。 理論板的計(jì)算方法：本次采用圖解法計(jì)算。泡點(diǎn)進(jìn)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(diǎn)進(jìn)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(shù)。 在圖 上 作操作線，由點(diǎn)（ ， ）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(diǎn)，直到階梯與平衡線的交點(diǎn)小于 ， 由圖 此得到的 全塔理論塔板數(shù) TN =（包括再沸器） 。 板效率與塔板結(jié)構(gòu)，操作條件，物質(zhì)的物理性質(zhì)及流體力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，它反映了實(shí)際塔板上傳質(zhì)過程進(jìn)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(xué)華夏學(xué)院化藥系 化工原理課程設(shè)計(jì) 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(guān)聯(lián)圖 橫坐標(biāo)數(shù)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(xué)華夏學(xué)院化藥系 化工原理課程設(shè)計(jì) 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(shù)為 按標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)數(shù)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(jì)算 取堰長 Wl = ,即 mlW ??? ，出口堰高為 Wh 本設(shè)計(jì)采用平直堰，堰上液層高度 OWh 按下式計(jì)算 3/2)(1 0 WhOW lLEh ? 式中 E值可由液流收縮系數(shù)計(jì)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(shè)計(jì)合理 (2)提餾段 取 smu / ?? ，則 mul Lh W s ?????? 武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院化藥系 化工原理課程設(shè)計(jì) 共 頁 第 頁 0 0 2 00 ??????? hhh W且 ，故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理 塔板的結(jié)構(gòu)尺寸 、浮閥數(shù)目及排列 本設(shè)計(jì) 采用 F1 型重閥，重量為 33 克，孔徑為 39mm。本設(shè)計(jì)塔徑 D=1400mm，塔板分成四塊。 圖 26 精餾段浮閥數(shù)目的確定 按 N=167 個(gè)重新核算孔速及閥孔動(dòng)能因子：