【正文】 .........................................................................................................................................38 操作彈性 .......................................................................................................................................399. 輔助設(shè)備及零件設(shè)計(jì) .........................................................................................................................40 塔頂冷凝器（固定管板式換熱器） ...........................................................................................40 估計(jì)換熱面積 ........................................................................................................................40 計(jì)算流體阻力 ........................................................................................................................42 殼程流體阻力 ........................................................................................................................43 計(jì)算傳熱系數(shù) ........................................................................................................................43 塔底再沸器： ...............................................................................................................................44 原料預(yù)熱器 ...................................................................................................................................45 管道設(shè)計(jì)與選擇 ..........................................................................................................................45 塔頂回流管 ............................................................................................................................45 塔頂蒸汽出口管 ...................................................................................................................46 塔頂產(chǎn)品出口管 ....................................................................................................................46 進(jìn)料管 ...................................................................................................................................46 塔釜出料管 ...........................................................................................................................47 塔釜回流管 ...........................................................................................................................47 塔釜產(chǎn)品出料管 ...................................................................................................................48 冷凝水管 ...............................................................................................................................48 泵 ..................................................................................................................................................49 進(jìn)料泵 ...................................................................................................................................49 回流泵 ...................................................................................................................................49 .....................................................................................................................................5011. 參考文獻(xiàn)及設(shè)計(jì)手冊(cè) .......................................................................................................................52第四節(jié)．設(shè)計(jì)感想 ...........................................................................................53甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)1緒論一. 化工原理課程設(shè)計(jì)的目的與要求1. 提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)的能力。塔釜加熱方式：間接蒸汽加熱采用 3kgf/cm2水蒸汽。李健 化工 070325 甲醇水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)1 南京工業(yè)大學(xué)《化工原理》課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目 常壓甲醇—水篩板精餾塔設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 化工 1005 班級(jí)、學(xué)號(hào) 化工 10011005 指導(dǎo)教師姓名 居沈貴 黃莉 課程設(shè)計(jì)時(shí)間 2022 年 12 月 24 日2022 年 1 月 4 日 課程設(shè)計(jì)成績(jī)百分制 權(quán)重設(shè)計(jì)說(shuō)明書、計(jì)算書及設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量，70%獨(dú)立工作能力、綜合能力、設(shè)計(jì)過(guò)程表現(xiàn)、設(shè)計(jì)答辯及回答問(wèn)題情況，30%設(shè)計(jì)最終成績(jī)（五級(jí)分制）指導(dǎo)教師簽字 李健 化工 070325 甲醇水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)2化學(xué)化工學(xué)院課程名稱 化工原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目 常壓甲醇—水篩板精餾塔的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 化工 1005 專業(yè) 化學(xué)工程與工藝 班級(jí)學(xué)號(hào) 10011005 設(shè)計(jì)日期 2022 年 12 月 24 日至 2022 年 1 月 4 日設(shè)計(jì)條件及任務(wù)：設(shè)計(jì)體系：甲醇—水體系設(shè)計(jì)條件: 進(jìn)料量 F= 240 kmol/h進(jìn)料濃度 ZF= （摩爾分?jǐn)?shù)，下同）進(jìn)料狀態(tài)：q＝ 1 操作條件：塔頂壓強(qiáng)為 4 kPa(表壓)，單板壓降不大于 。塔頂冷凝水采用深井水，溫度 t＝12℃。 全塔效率 ET = 52%分離要求： X D= （質(zhì)量分?jǐn)?shù)） ；X W= （質(zhì)量分?jǐn)?shù)） ；回流比R/Rmin = 。2. 提高學(xué)生分析問(wèn)題和獨(dú)立工作的能力。4. 提高學(xué)生工程繪圖的能力。2. 主要設(shè)備的化工工藝及結(jié)構(gòu)計(jì)算:物料衡算、能量衡算、工藝參數(shù)的選定、設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定等。5. 主要設(shè)備裝配圖：圖面應(yīng)包括設(shè)備的工藝尺寸主要零部件的結(jié)構(gòu)尺寸、技術(shù)特性表和接管表等，用 1 號(hào)圖紙按工程制圖要求繪制。三．化工原理課程設(shè)計(jì)的基本程序：認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確所要完成的設(shè)計(jì)任務(wù)。，繪制工藝流程圖。4 進(jìn)行設(shè)備的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制主體設(shè)備的總裝配圖。但是，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)和需要，塔設(shè)備還得具備下列各種基本要求： ⑴ 氣(汽)、液處理量大，即生產(chǎn)能力大時(shí)，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾帶、攔液或液泛等破壞操作的現(xiàn)象。 ⑶ 流體流動(dòng)的阻力小，即流體流經(jīng)塔設(shè)備的壓力降小，這將大大節(jié)省動(dòng)力消耗，從而降低操作費(fèi)用。 ⑷ 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料耗用量小，制造和安裝容易。 ⑹ 塔內(nèi)的滯留量要小。不同的塔型各有某些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)物系性質(zhì)和具體要求，抓住主要矛盾，進(jìn)行選型。由于對(duì)于一定的 x 值，其兩組分的蒸汽壓均比理想溶液計(jì)算的值偏高，必然泡點(diǎn)比理想溶液的低，在 txy 圖中其泡點(diǎn)線除兩端點(diǎn)外均下移，使泡點(diǎn)線與露點(diǎn)線之間的間距增大，亦即使 a 增大。21YX??常壓下甲醇水物系的 txy 圖與 yx 圖如下圖所示：李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)4 板式塔類型氣－液傳質(zhì)設(shè)備主要分為板式塔和填料塔兩大類。板式塔為逐級(jí)接觸型氣－液傳質(zhì)設(shè)備，其種類繁多，根據(jù)塔板上氣－液接觸元件的不同，可分為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮動(dòng)舌形塔和浮動(dòng)噴射塔等多種。目前從國(guó)內(nèi)外實(shí)際使用情況看，主要的塔板類型為浮閥塔、篩板塔及泡罩塔，而前兩者使用尤為廣泛。泡罩安裝在升氣管的頂部，分圓形和條形兩種，國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是圓形泡罩。通常塔徑小于 1000mm，選用 的泡罩；塔m150?徑大于 2022mm，選用 的泡罩。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高；板上液層厚，塔板壓降大，生產(chǎn)能力及板效率較低。在設(shè)計(jì)中除特殊需要（如分離黏度大、易結(jié)焦等物系）外一般不宜選用。根據(jù)孔徑的大小分為小孔徑篩板（孔徑為 3 到 8mm）和大孔徑篩板（孔徑為 10 到 25mm）兩類。篩板的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；板上液面落差小，氣體壓降低，生產(chǎn)能力大；氣體分散均勻，傳質(zhì)效率高。應(yīng)予指出，盡管篩板傳質(zhì)效率高，但若設(shè)計(jì)和操作不當(dāng)，易產(chǎn)生漏液，使得操作彈性減小，傳質(zhì)效率下降，故過(guò)去工業(yè)上應(yīng)用較為謹(jǐn)慎。在確保精確設(shè)計(jì)和采用先進(jìn)控制手段的前提下，設(shè)計(jì)中可大膽選用。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在塔板上開有若干個(gè)閥孔，每個(gè)閥孔裝有一個(gè)可以上下浮動(dòng)的閥片。浮閥的類型很多，國(guó)內(nèi)常用的有 F1 型、V4 型及 T 型等，其中以 F1 型浮閥應(yīng)用最為普遍。其缺點(diǎn)是處理易結(jié)焦、高黏度的物料時(shí)，閥片易于塔板粘結(jié)；在操作過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生閥片脫落或卡死等現(xiàn)象，使塔板效率和操作彈性下降。由于浮閥具有生產(chǎn)能力大，操作彈性大及塔板效率高等優(yōu)點(diǎn)，且加工方便，故有關(guān)浮閥塔板的研究開發(fā)遠(yuǎn)較其他形式的塔板廣泛，是目前新型塔板研究開發(fā)的主要方向。但應(yīng)指出，在工業(yè)應(yīng)用中，目前還多采用 F1 型浮閥，其原因是 F1 型浮閥已有系列化標(biāo)準(zhǔn)，各種設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)完善，便于設(shè)計(jì)和對(duì)比。 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)條件：體系：甲醇水體系 李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計(jì)6已知：進(jìn)料量 F=240 kmol/h進(jìn)料濃度 = （摩爾分?jǐn)?shù)）FZ進(jìn)料狀態(tài)：q＝ 1 操作條件：塔頂壓強(qiáng)為 4 kPa(表壓)，單板壓降不大于 。D?WRmin 精餾塔的設(shè)計(jì)步驟a) 根據(jù)設(shè)