甲醇與水填料精餾塔的設計任務書-在線瀏覽
2025-07-10 18:17本頁面
【正文】 ……………………………………………………………………5（1）液相物性的數據 ……………………………………………………………5（2）氣相物性數據 ………………………………………………………………5（3）氣液相平衡數據 ……………………………………………………………5（4）物料衡算………………………………………………………………………62．填料塔的工藝尺寸的計算………………………………………………………7（1）塔徑的計算 …………………………………………………………………7（2）填料層高度計算 ……………………………………………………………9（3）填料塔附屬高度及總高計算 …………………………………………11（4）填料層壓降計算 ……………………………………………………………11（5）液體分布器簡要設計 ………………………………………………………12（6）吸收塔接管尺寸計算 ………………………………………………………13四、設計一覽表……………………………………………………………………13五、主要符號說明…………………………………………………………………14六、參考文獻………………………………………………………………………15七、附圖……………………………………………………………………………食品工程原理課程設計任務書設計題目：分離甲醇水混合物的填料精餾塔 第一章 流程的確定和說明一、加料方式加料方式有兩種，高位槽加料和泵直接加料。采用高位槽加料，通過控制液位高度，可以得到穩(wěn)定的流量和流速。但由于多了高位槽，建設費用相應增加，采用泵加料，受泵的影響，流量不太穩(wěn)定，流速也忽大忽小，從而影響了傳質效率，但結構簡單、安裝方便；如采用自動控制泵來控制泵的流量和流速，其控制原理較復雜，且設備操作費用高。二、進料狀況進料狀況一般有冷夜進料、泡點進料。但冷液進料受環(huán)境影響較大，對于沈陽地區(qū)來說，存在較大溫差，冷液進料會增加塔底蒸汽上升量，增大建設費用。綜合考慮，設計上采用泡點進料。三、塔頂冷凝方式塔頂冷凝采用全凝器，用水冷凝。塔頂出來的氣體溫度不高，冷凝后回流液和產品溫度不高，無需進一步冷卻，此次分離也是希望得到甲醇，選用全凝器符合要求。對于小型塔，回流冷凝器一般裝在塔頂。如果需要較高的塔處理量或板數較多時，回流冷凝器不宜安裝在塔頂。在這種情況下，可采用強制回流，塔頂上升蒸汽采用冷凝器冷卻以冷回流流入塔中。五、加熱方式加熱方式分為直接蒸汽和間接蒸汽加熱。由于重組分是水，故省略加熱裝置。間接蒸汽加熱是通過加熱器使釜液部分汽化。六、加熱器采用U形管蒸汽間接加熱器，用水蒸汽作加熱劑。這樣釜液部分汽化，維持了原有濃度，減少理論塔板數。精餾操作中壓力影響非常大。但當壓力太低時，對設備要求較高，設備費用增加。甲醇水系統(tǒng)在常壓下揮發(fā)度相差較大，較易分離，故本設計采用常壓精餾。飽和水蒸氣是一種應用最廣的加熱劑。燃料燃燒所排放的煙道氣溫度可達100~1000℃，適用于高溫加熱。本設計選用300kPa（溫度為133℃）的飽和水蒸氣作為加熱介質。 常用的冷卻劑是水和空氣，應因地制宜加以選用。本設計建廠地區(qū)為沈陽。又式中甲醇的蒸發(fā)潛熱；水的蒸發(fā)潛熱。表3 沸點下蒸發(fā)潛熱列表沸點/℃蒸發(fā)潛熱/()/K甲醇1105水1002257注：摘自《化工原理》修訂版，上冊附錄4(P328~329)及附錄18(P350~351)。冷卻介質在平均溫度下的比熱容，冷卻介質在冷凝器進出口處的溫度，℃。根據表2可得：，對全塔進行熱量衡算：所以 由于塔釜熱損失為10%，則所以式中加熱器理想熱負荷；加熱器實際熱負荷；塔頂餾出液帶出熱量；塔底餾出液帶出熱量。精餾段操作線方程為 因為所選為泡點進料，所以q=1。第3節(jié) 精餾塔主要尺寸的設計計算 精餾塔設計的主要依據和條件表5 甲醇水在不同溫度下的密度（kg/m3）溫度/甲醇水5076060751707438073490725100716表6 甲醇水在特殊點的粘度（）物質甲醇水塔頂：塔底：進料： 塔頂條件下的流量及物性參數 =, =, D= kmol/h （1）氣相平均相對分子質量 +()=（2） 液相平均相對分子質量 （3）氣相密度 kg/m3（4）液相密度,查表5，用內插法算得：, 解得： kg/m3（5）液相粘度查表6可得： , +()=（6）塔頂出料的質量流量 = kg/h表7 塔頂數據結果表符號 數值 2塔釜條件下的流量及物性參數 ， , （1）液相相對分子質量 由于甲醇濃度很小，所以液相可視為純水。目前，填料的開發(fā)與應用仍是沿著散裝填料和規(guī)整填料兩個方向進行。規(guī)整填料是一種在塔內按均勻幾何圖形排布、整齊堆砌的填料，規(guī)定了氣液流路，改善了溝流和整流現象，壓降可以很小，同時還可以提供更大的比表面積，在同等溶劑中可以達到更高的傳熱、傳質效果。250Y型填料是最早研制并應用于工業(yè)生產的板波填料，它具有以下特點：第一，比表面積與通用散裝填料相比，可提高近一倍，填料壓降降低，通量和傳熱效率均有較大幅度提高。第三，工業(yè)生產中氣液質均可能帶入“第三相”物質，導致散裝填料機某些板式塔無法維持操作。鑒于以上250Y型填料的特點，本設計采用Mellapok250Y型填料，因而本設計塔中壓力很低。①精餾段空塔氣速及塔徑計算查表10可知
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