【正文】 N（R+1） 作出 NR 圖，經(jīng)濟(jì)核算圖 N(R+1)R，如下所示：武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)7由上面經(jīng)濟(jì)核算圖 N(R+1)R 可得，R== 為最優(yōu)回流比。 精餾塔有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 操作溫度計(jì)算表 51 乙醇—水氣、液平衡組成（摩爾）與溫度關(guān)系溫度/℃液相 氣相溫度/℃液相 氣相溫度/℃液相 氣相100 0 0 利用表 51 中數(shù)據(jù)由拉格朗日插值可求得 、 、 。TM??1t?2不同溫度下乙醇和水的密度見表 52。（1）精餾段： ????武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)14表 33 不同溫度下乙醇和水的表面張力溫度/℃ 70 80 90 100乙醇表面張力/10 3N/m218 水表面張力/10 3N/m2 乙醇表面張力：?????乙 醇乙 醇 ,水表面張力： ??水水 ,??211o1WWoxVx????????????????????WoB?????????2/32/????????????????.???聯(lián)立方程組： 2lg1SWSOOA??????????? ,武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)15代入求得： ???= ,????/ 1/1/? ?????? ,（2）提鎦段： = 339。 ??? 339。 乙醇表面張力：.39。?????乙 醇乙 醇 ,水表面張力： 39。??水水 ,239。39。39。39。39。.??聯(lián)立方程組： 239。lg39。1SWSSooA?????????? ,代入求得： 39。?=, 武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)16????1/41/41/439。? ?????? , 精餾塔的塔體工藝尺寸設(shè)計(jì) 塔徑的計(jì)算精餾段的氣、液相體積流率為 3v1().?????311..?A(精餾段 V=L+D=(R+1)+D,L=RD)提餾段的氣、液相體積流率為 /(+1)???/..8L?39。 ?39。 ????由 maxLvuC?式中 C 由式 計(jì)算，其中 ()M??20C（1）精餾段1 ().078hLvV???取板間距 ，板上液層高度 ，???武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)17查圖可得 ?. ()()7958M???./u ms??取安全系數(shù) ，則空塔氣速為max..????按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D=塔截面積為 ???實(shí)際空塔氣速為 .0673/59ums（2）提餾段 1 132 ()()???同理，提餾段的板間距取 ，板上液層高度 。 ()914C???39。39。39。 .???按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D = 由于此塔精餾段板數(shù)居多，而且經(jīng)圓整后的精餾39。塔截面積為 ???實(shí)際空塔氣速為 078/.us? 精餾塔有效高度的計(jì)算。 62‘提 提 （ 1）在進(jìn)料板上方開一入孔，其高度為 ，故精餾塔的有效高度為 =++08= 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 溢流裝置計(jì)算因塔徑 D= ，可選用單溢流弓形降液管，各項(xiàng)計(jì)算如下： 堰長(zhǎng)依據(jù)溢流型式及液體負(fù)荷決定堰長(zhǎng),單溢流型塔板堰長(zhǎng) 一般取為(～)DlW取 ???同理，提餾段的為 .????武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)19 溢流堰高度堰上液層高度應(yīng)適宜，太小則堰上的液體均布差，太大則塔板壓強(qiáng)增大，物沫夾帶增加。 也不宜超過(guò) ～，否則可改用雙溢流型塔板。（1）精餾段： 取 (0.~.25)wh mm?????武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)21（2）提餾段：取 39。.(~.5)wh mm??????故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。查得塔板分塊數(shù)表得，塔板分為 4 塊80Dm?b 邊緣區(qū)寬度的確定 39。(8=SS?（ 出 口 安 定 區(qū) ） 進(jìn) 口 安 定 區(qū) ）計(jì)算塔板鼓泡區(qū)面積， ????????RxxRAa arcsin10222? ???.4()()????22 ..?? ????? ?? ?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 75t?排間距 取 39。 mN???以等腰三角形排列，排得閥數(shù)為 160武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)22重新核算以下參數(shù)： 39。039。 ??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 以等腰三75t?角形排列排間距 取排間距為 90mm 39。 ?? 動(dòng)能因子在 912 之間，合適。???開孔率 (開孔%N1=1460%????????????????武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)23率在 10%14%之間，合適）圖 37 提溜段浮閥數(shù)目的確定第四章 塔板的流體力學(xué)計(jì)算 氣相通過(guò)浮閥塔板的壓降可根據(jù) 計(jì)算?hhlcp?? 精餾段（1）干板阻力 0u=???因 ，故 01cu?2210139。 提餾段武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)24（1）干板阻力 0u=???因 ，故 02c?220239。 淹塔為了防止淹塔現(xiàn)象，要求控制降液管中清液高度 ，即()dTwHh???dpLdHh?? 精餾段（1）單層氣體通過(guò)塔板壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨? ?（2）液體通過(guò)降液管的壓頭損失 32 ()53().5714sdwLhlh??????（3）板上液層高度 ，..2dHm??? 取 ??45,8Tw? 則 1().(0.).254TwHh???? 可見 所以符合防止淹塔的要求1dT? 提留段（1）單板壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨??（2）液體通過(guò)降液管的壓頭損失 ： 32 ().53().9510sdwLhh??????（3）板上液層高度： ????武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)25 取 ，??2()().23TwHhm????? 可見 ，所以符合防止湮塔的要求2d? 霧沫夾帶 泛點(diǎn)率 = %vSsLLVFbZKCA???? 泛點(diǎn)率 = ?板上液體流經(jīng)長(zhǎng)度： ????板上液流面積； 精餾段取物性系數(shù) ，??泛點(diǎn)率 = %507???????泛點(diǎn)率 = ..0171238%???對(duì)于大塔，為了避免過(guò)量霧沫夾帶，應(yīng)控制泛點(diǎn)率不超過(guò) 80%。本塔的接管均采用YB23170 熱扎無(wú)縫鋼管[9]。其距離取遠(yuǎn)高于板間距的值，本設(shè)計(jì)計(jì)算中板間距為 ，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取塔頂空間 HD=（塔頂封頭 1 米） 。其值由塔底貯液取停留時(shí)間 ?和塔底液面到最下層塔板間距（一般要有 12m）決定。塔釜液量 =606＝ 3LW塔釜體積 Vw=Lw/=Vw= 所以 d=(/)48ddhms?????塔釜高度 H B== 取 塔頂封頭橢圓形封頭在化工中應(yīng)用最廣，它有曲面部分和直邊部分組成。此塔采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，材料選用 16MnR。h350m?l h25m?武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)35武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)36 進(jìn)料空間高度HF進(jìn)料是液相，H F應(yīng)大于一般的板間距，并滿足安裝人孔的需要即可，可取HF= 人孔塔徑 D=1m,為了安裝和檢修的需要，每隔 6 層塔板設(shè)一人孔，共有四個(gè)人孔。人孔處的板間距等于 600mm。群座筒體上一般需要開排氣孔，人孔及引出管孔道。取群座高度 H 座=2=。塔徑為 300900mm 時(shí)，一般采用整塊式；塔徑超過(guò) 800900mm 時(shí)，由于鋼度，安裝，檢修等要求將塔武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)37板分成數(shù)塊。分塊式塔板的結(jié)構(gòu)型式目前推薦采用自身梁及槽式塔板，它們具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造和安裝，剛度好的優(yōu)點(diǎn)。釜?dú)堃旱臏囟葹?℃，其主要成分是水，比熱比原料液大，所以完全可以利用釜液對(duì)進(jìn)料液進(jìn)行預(yù)熱，使其達(dá)到泡點(diǎn)，只要控制好釜?dú)堃旱牧髁?，由于釜?dú)堃耗芴峁┑臒崃孔銐?，因而可以穩(wěn)定控制進(jìn)料溫度為泡點(diǎn)。 F=, C????進(jìn) 料 泡 點(diǎn) 根據(jù)溫度，查相關(guān)表得： CP 水 =(kg℃), C P 乙醇 ＝(kg℃)。/h依此查化工原理附錄，可選型號(hào) IS5032125 的離心泵。進(jìn)料管接管法蘭：PN6DN40 HG 5010回流管接管法蘭：PN6DN60 HG 5010塔頂蒸氣管法蘭：PN6DN500 HG 5010釜液排出管法蘭：PN6DN30 HG 5010 設(shè)計(jì)小結(jié)我們?cè)俣潭痰膬芍苤畠?nèi)完成了繁重的課程設(shè)計(jì)任務(wù)，之所以說(shuō)他繁重是因?yàn)閺淖罱K的定方案到設(shè)計(jì)計(jì)算、畫圖、整理電子檔，我們都付出了艱辛的勞動(dòng)。也一起分享了成功的喜悅。每個(gè)人都有自己薄弱的環(huán)節(jié)。發(fā)揮了集體的效用。同時(shí)，通過(guò)這次小組合作的課程設(shè)計(jì)，我也深刻體會(huì)到了小組合作的