【正文】 ? ? 曲靖師范學院化學化工學院 2021屆本科畢業(yè)論文 13 精餾段的平均摩爾質量： 4 2 . 1 4 3 2 8 . 3 8= 3 5 . 2 6 k g /k m o l22V D V FV MMM ? ???精 4 1 . 8 6 2 3 . 8 3= 3 2 . 8 5 k g /k m o l22L D L FL MMM ? ???精 提餾段的平均摩爾質量： 2 8 . 3 8 1 4 . 6 7= 2 1 . 5 3 k g /k m o l22V F V WV MMM ? ???提 ( 2 3 . 8 3 1 8 . 2 4= 2 1 . 0 4 k g /k m o l22L F L WL MMM ? ???提 平均密度 氣體的平均密度。 曲靖師范學院化學化工學院 2021屆本科畢業(yè)論文 15 表 44 通過查手冊可得各溫度下的純組分的表面張力 各溫度下純組分的表面張力 物質 乙醇 水 塔頂 : , 0DDtx??℃ 根據(jù)內插法求： ? ℃ 時 ( 1 ) 6 25. 4 ( 1 6) 62. 9 30. 65 /L D m D A D Bx x m N m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 進料板： , 7FFtx??℃ ( 1 ) 0 .2 0 7 2 5 .1 ( 1 0 .2 0 7 ) 6 1 .3 5 3 .8 1 /LF m F A F Bx x m N m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 塔釜： , 8WFtx??℃ ( 1 ) 0 .0 0 8 2 3 .5 ( 1 0 .0 0 8 ) 5 9 .1 5 8 .8 2 /LW m W A W Bx x m N m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 精餾段液體表面平均張力： m 3 0 . 6 5 5 3 . 8 1= 4 2 . 2 3 /22L D L F mLm m N m??? ? ???精 提餾段液體表面平均張力： m 5 3 . 8 1 5 8 . 8 2= = 5 6 . 3 2 /22L F L W mLm m N m??? ? ? ?提 平均黏度的計算 液體平均黏度按下式計算： lg lgLm i ix???? 。 = 6 m P a .s, 25 .AB m P a s?? ? . l g ( 0 . 8 6 l g 0 . 4 2 5 ( 1 0 . 8 6 ) l g 0 . 3 61 0 1 0 = 0 .4 1 m Pa .sixiLD m ?? ? ? ? ???? ） (45) 進料板： 0t 8 2 .9 , 0 .2 0 7FFCx??,查 ,AB?? = m P a .s, .AB m Pa s?? ? . l g ( 0 . 2 0 7 l g 0 . 4 1 6 ( 1 0 . 2 0 7 ) l g 0 . 3 3 91 0 1 0 = 0 .3 5 m Pa .sixiLF m ?? ? ? ? ???? ） 塔釜： 0t 9 8 .1 , 0 .0 0 8WWCx?? 馮仿華：年處理 水連續(xù)篩板精餾塔設計 16 = 81 m P a .s, 43 .AB m P a s?? ? . l g ( 0 . 0 0 8 l g 0 . 3 4 3 ( 1 0 . 0 0 8 ) l g 0 . 2 8 11 0 1 0 = 0 .2 8 m Pa .sixiLW m ?? ? ? ? ???? ） 精餾段的液體平均黏度： m ) 0 .4 1 0 .3 5= 0 .3 822L D L F mLm ??? ? ???精 （ 提餾段的液體平均黏度： m ) 0 . 2 8 0 . 3 5= 0 . 3 2 m Pa . s22L W L F mLm ??? ? ???提 （ 氣液相體積流率 精餾段：氣相體積流率： = R +1) D =( +1) ol / hV ??（ (46) 6 1 .0 5 3 2 .8 5 0 .3 53 6 0 0 3 6 0 0 1 .5 8vmsvmVMV ? ?? ? ?? 液相體積流率： /L RD k mol h? ? ? ? 434 6 . 1 6 3 5 . 2 6 5 . 7 1 0 /3 6 0 0 3 6 0 0 7 9 4 . 4 6LmsLmLML m s? ??? ? ? ?? 提餾段： 39。39。39。339。39。 4 339。 空塔氣速 u 的計算方法 [8]，先求得最大空塔氣速 maxu ， 然后根據(jù)設計經驗，乘以一定的安全系數(shù)，即 m ax( )uu? ～ 。 m ax LVVuC????? 式中： maxu —允許空塔氣速， m/s； ,V L??—分別為氣相和液相的密度， 3kg/m ； C—氣體負荷系數(shù)， m/s。 精餾段塔徑的計算 : 3 4 3s 5 / , 10 /sV m s L m s?? ? ? 精餾段的氣液相平均密度： / , /VLk g m k g m???? 初選板間距 ? ，對于常壓塔，板上液層高度一般取 （通常?。?[9]，本設計中取板上液層高度： ? , h m? ? ? ? 功能參數(shù)圖的橫坐標為： 0 . 0 0 0 5 7 7 9 4 . 4 6( ) 0 . 0 3 70 . 3 5 1 . 5 8S LSVLV ?? ?? 馮仿華：年處理 水連續(xù)篩板精餾塔設計 18 圖 51 史密斯關聯(lián)圖 從史密斯關聯(lián)圖查得 [11]: 20 ? ,由于 20 ()20CC??,需先求平均表面張力 ： 因物系表面張力 =42 .2 3m N /mm? 精 4 2 .2 3( ) 0 .0 6 4 0 .0 7 52 0 2 0CC ? ??? ? ? ????? (52) m a x 7 9 4 .4 6 0 .3 50 .0 7 5 3 .5 7 /0 .3 5 ms? ?? ? ? 求空塔氣速： 適宜的空塔速度通常取最大允許空塔速度的 ～ 倍 [5]，即 u=（ ～ ） uF。 3 39。 功能參數(shù)：圖的橫坐標為 0 . 0 0 0 7 2 9 0 7 . 1( ) 0 . 0 1 70 . 4 4 0 . 8 1S LSVLV ?? ?? 從史密斯關聯(lián)圖差得 : 20 ? ，由于 20 ()20CC??， 需先求平均表面張力因物表面張力m = m /Nm? 酒 精。 塔徑 : 222 24 4 0 . 4 40 . 6 0 . 5 93 . 1 4 1 . 6 2sVu D mu? ?? ? ? ?? 圓整 2 ? 。 則塔截面積 : 2 2 23 .1 4 ( 0 .6 ) 0 .2 844TA D m?? ? ? ? (53) 空塔氣速： 39。 殼體、封頭尺寸的確定 殼體厚度計算 馮仿華：年處理 水連續(xù)篩板精餾塔設計 20 ? ? 2 2 . 4 2 22 id tpD C m mP? ?? ? ?? 式中： P—筒內壓強， ； iD —筒體直徑， 1000mm。 φ—塔體焊接接頭系數(shù)，采用雙面對接焊，局部無損檢測，查 [17]得 ?? 。 按剛度要求，殼體所需最小厚度： m in 2 2 8 0 0 1 .61 0 0 0 1 0 0 0iD? ?? ? ? 故按剛度條件，取整，筒體厚度需 3mm。 6 塔板主要工藝尺寸的計算 溢流裝置的計算 溢流堰 溢流堰 又稱出口堰，其作用是維持塔上一定的液層高度，使液體比較均勻的橫向流過塔板。選擇單溢流弓型降液管的原因：單溢流又稱直徑流，液體自液盤橫向流過塔板至溢流堰，液體流徑較大，塔板效率較高，塔板結構簡單，加工方便，直徑小于。 長、堰高 ? 曲靖師范學院化學化工學院 2021屆本科畢業(yè)論文 21 由圖 220 弓形降液管的結構參數(shù)圖查得 [2]： 0 .0 9 , 0 .1 5f dTA WAd?? 弓形降液管所占的面積 ： 20. 09 0. 28 0. 02 5fAm? ? ? 弓形降液管寬度 ： 0 .1 5 0 .6 0 .0 9dWm? ? ? 驗算驗算液體在降液管的停留時間 ? ， 3fTsAHL? ??。 4 35. 7 10 / , 7. 2 10 /SSL m s L m s??? ? ? ? 44 39。 439。40. 02 5 0. 35 5. 7 100. 02 5 0. 35 7. 2 10fTsfTsAH sLAH sL?????? ? ???? ? ?? 上面的兩式也均大于 5，因此也均滿足要求。 精餾段： 4336 00 10 52 /SL m h?? ? ? ? 馮仿華：年處理 水連續(xù)篩板精餾塔設計 22 2 . 5 2 . 52 . 0 5 2 0 . 4 21 8 , 0 . 7( ) ( 0 . 4 2 ) 0 . 6SwWLLLD? ? ? ? (62) 查液流收縮系數(shù)得， E=。 4 336 00 10 92 /SL m h?? ? ? ? 2 . 5 2 . 52 . 5 9 2 0 . 4 22 2 . 7 4 , 0 . 7( ) ( 0 . 4 2 ) 0 . 6SwWLLLD? ? ? ? 查液流收縮系數(shù)圖 :得 E= 2 / 32 . 8 4 2 . 5 9 21 . 0 3 7 ( ) 0 . 0 0 9 9 71 0 0 0 0 . 4 2owh ? ? ? ? 提餾段的溢流堰高： 1 5 099 7 4w owh h h m m? ? ? ? ? 降液管底隙高度： 0 06 4 06 34wh h m? ? ? ? ? 即： how 不少于 6mm，符合生產要求，采用平