化工原理課程設(shè)計(jì)--乙醇-水連續(xù)浮閥精餾塔的設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-03-07 14:26本頁面
【正文】 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) 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算；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；9）設(shè)計(jì)結(jié)果匯總10) 對(duì)設(shè)計(jì)過程的評(píng)述和有關(guān)問題的討論。 設(shè)計(jì)圖紙要求 繪制生產(chǎn)工藝流程圖（選作）； 注:常壓下乙醇水氣液平衡組成與溫度的關(guān)系見課程設(shè)計(jì)教材附錄(105頁) 第一章設(shè)計(jì)方案簡介本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)分離乙醇水的精餾塔，塔型選為浮閥塔，因?yàn)楹Y板塔與浮閥塔相比，浮閥塔有降液槽和溢流堰，氣體頂開浮閥上升與塔盤上液體接觸，傳質(zhì)在塔盤上進(jìn)行，液體通過降液槽下降，其操作彈性較大。對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲(chǔ)罐。塔釜采用直接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。① tF：，tF=℃② tD：，tD=℃③ tW：，tW=℃④精餾段平均溫度：℃⑤提餾段平均溫度：℃ 密度已知：混合液密度 （2） 混合氣密度（a為質(zhì)量分率，為平均分子量） （3）塔頂溫度： tD =℃氣相組成：, =%進(jìn)料溫度：tF=℃氣相組成：, =%塔底溫度：tW=℃氣相組成：, =%（1） 精餾段液相組成x1：，x1=%氣相組成y1：，y1=%所以 = =（2）提餾段液相組成x2：，x2=%氣相組成y2：，y2=%所以 = =由不同溫度下乙醇和水的密度溫度/℃ρ乙醇ρ水溫度/℃ρ乙醇ρ水80735957208573010071690724求得在與下乙醇和水的密度（單位：）℃， kg/m179。同理：℃， kg/m179。在精餾段液相密度： kg/m179。在提餾段液相密度： kg/m179。 混合液體表面張力二元有機(jī)物水溶液表面張力可用下列各式計(jì)算公式： （4）注： （5） （6） （7） （8） （9） （10） （11） （12） （13）式中下角標(biāo)w、o、s分別代表水、有機(jī)物及表面部分，Xw、Xo指主體部分的分子數(shù)，、指主體部分的分子體積，、為水、有機(jī)物的表面張力，對(duì)乙醇q=2。s， mPas， mPas提餾段粘度 mPa kg/m179。/s （20） m179。 kg/m179。/s （26） m179。理論板的計(jì)算方法：可采用逐板計(jì)算法、圖解法，本次實(shí)驗(yàn)采用圖解法。操作回流比已知：精餾段操作線方程：精餾段操作線方程：在圖上作操作線，由點(diǎn)（，）起在平衡線與操作線間畫階梯，過精餾段操作線與q線交點(diǎn)，由此得到理論板NT=18塊，加料板為第15塊理論板。板效率可用奧康奈爾公式計(jì)算。s（1）精餾段已知：，mPas所以： 故塊全塔所需實(shí)際塔板數(shù)：塊全塔效率加料板位置在第30塊板。 降液管底隙高度（1）精餾段取降液管底隙的流速 m/s，則 m（2）提餾段取降液管底隙的流速 m/s，則 m因?yàn)椴恍∮?0mm，故滿足要求。 浮閥數(shù)目與排列（1）精餾段取閥孔動(dòng)能因子，則孔速為 m/s（33）每層塔板上浮閥數(shù)目為 個(gè) （34）取邊緣區(qū)寬度 m，破沫區(qū)寬度 m計(jì)算塔板上的鼓泡區(qū)面積，即 （35）其中 m （36） m （37）所以 m2浮閥排列方式采用等腰三角形叉排，取同一個(gè)橫排的孔心距t=75mm則排間距： m=103mm （38）考慮到塔的直徑較大，必須采用分塊式塔板，二各分塊的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡區(qū)面積，因此排間距不宜采用103mm，而應(yīng)小些。按N=290重新核算孔速及閥孔動(dòng)能因子： m/s，閥孔動(dòng)能因子變化不大，仍在913范圍內(nèi)，塔板開孔率= （39）（2）提餾段取閥孔動(dòng)能因子，則 m/s （40）每層塔板上浮閥數(shù)目為個(gè) （41）按t=75mm，估算排間距：m=123mm （42）取mm，以等腰三角形叉排作圖，排的浮閥數(shù)240個(gè)。取， （52）⑶ 表面張力所造成的阻力此阻力很小，可忽略不計(jì)，因此與氣體流經(jīng)塔板的壓降相當(dāng)?shù)母叨葹椋? （53） 淹塔為防止發(fā)生淹塔現(xiàn)象，要求控制降液管中清液高度 （54）精餾段⑴ 單層氣體通過塔板壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨娶?液體通過降液管的壓頭損失： （55）⑶ 板上液層高度：，則，（56）取，已選定， 則可見，所以符合防止淹塔的要求提留段⑴ 單板壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨娶?液體通過降液管的壓頭損失 （57）⑶ 板上液層高度：，則（58）取，則 （59）可見，所以符合防止淹塔的要求 霧沫夾帶精餾段泛點(diǎn)率=
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