【正文】 任取若干個，算出相應的值見下表。S1(m3/s)V39。液體在降液管內(nèi)停留時間：求出上限液體流量值（常數(shù)），在圖上，液相負荷上限線為與氣體流量無關(guān)的豎直線。取E=，則：根據(jù)上述關(guān)系式：對于精餾段：（1）物沫夾帶線：=（2）降液管液泛線：（3）液相負荷上限線（4）漏液線：（5）液相負荷下限線：，作出精餾段塔板負荷性能圖：(1)—霧沫夾帶線；(2)—降液管液泛線；(3)—液相負荷上限線(4)—漏液線；(5)—液相負荷下限線根據(jù)上述關(guān)系式：對于提餾段：（1）物沫夾帶線：=（2）降液管液泛線：（3）液相負荷上限線（4）漏液線：（5）液相負荷下限線：，作出提餾段的塔板負荷性能圖：(1)—霧沫夾帶線；(2)—降液管液泛線；(3)—液相負荷上限線(4)—漏液線；(5)—液相負荷下限線由塔板負荷性能圖可以看出：（1） 在任務規(guī)定的氣、液負荷下的操作點P（設計點）處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置；（2） 塔板的氣相負荷上限完全由物沫夾帶控制，操作下限有漏液控制；（3） 按固定的液氣比，由圖可查出塔板的氣相負荷上限，氣相負荷下限。浮閥塔工藝設計計算結(jié)果見下表：項目符號單位計算數(shù)據(jù)備注精餾段提餾段塔徑Dm板間距HTm塔板類型　　單溢流弓形降液管分塊式塔板空塔氣速um/s堰長lwm　堰高hwm　板上液層高度　m　降液管底隙高h0m　浮閥數(shù)N　249　316　等腰三角形叉排閥孔氣速u0m/s同一橫排孔心距浮閥動能因子F0　相鄰橫排中心距離臨界閥孔氣速u0cm/s　孔心距tm　排間距t39。塔徑為300~800mm時，一般采用整塊式，800mm以上用分塊式，本設計塔徑=1800mm故采用分塊式塔板，塔板分塊數(shù)為5，支承圈寬度50mm，支承板采用不銹鋼寬度50mm，厚度8m。本設計采用直管進料管。（2）塔頂回流管采用直管回流管，取，查表取φ57*。（4） 塔頂蒸汽出料管直管出氣，取出口氣速u=20m/s，查表取φ456*12mm。（6） 塔頂出料管取查管子規(guī)格表得塔頂出料管采用的熱軋無縫鋼管管結(jié)構(gòu)選型結(jié)果接管結(jié)構(gòu)外徑/mm接管壁厚/mm塔底蒸汽接管61014塔頂蒸汽出口管45612塔頂回流管57塔頂出料管57塔進料管764塔底出料管764(6)法蘭由于常壓操作，所有法蘭均采用標準管法蘭，平焊法蘭，由不同的公稱直徑，選用相應的法蘭。其各種設計參數(shù)如下：a. 設計壓力該精餾塔在常壓下操作，b. 設計溫度該精餾塔塔底采用加熱介質(zhì)為蒸汽，溫度不超過150℃,因此設計溫度定為150℃。則=由計算厚度查得，鋼板負偏差=該系統(tǒng)中乙醇和水對筒體腐蝕較小，腐蝕裕量取2mm++2+△=8mm則筒體的有效厚度 =以內(nèi)徑為公稱直徑DN=1800mm，選用封頭為DN1800 根據(jù) 查得封頭曲面高度=475mm，直邊高度=25mm。常用除沫器有折流板式除沫器﹑絲網(wǎng)除沫器以及旋流板除沫器。尤其是它具有除沫率高，壓力降小的特點，從而成為一種廣泛使用的除沫裝置。材料選擇應考慮到介質(zhì)的腐蝕和操作溫度。所以絲網(wǎng)大多采用耐腐蝕的金屬，合成纖維材料制造。其中固定式絲網(wǎng)除沫器分上裝式絲網(wǎng)除沫器和下裝式絲網(wǎng)除沫器，抽屜式絲網(wǎng)除沫器是由網(wǎng)塊，導軌，封板，法蘭，法蘭蓋等組成，可以拆卸。①精餾段：設計氣速選?。?， 除沫器直徑：②提餾段， 除沫器直徑：取除沫器直徑為500mm，高度為160mm。 裙座為了制作方便，一般采用圓筒形。由于裙座對整個塔器而言是個至關(guān)重要的元件，支撐整個塔器，如它破壞將直接影響塔器的正常使用，并且裙座所耗費材料對整個塔而言不多，所以裙座材料選為Q235B。座圈是裙式支座的基本構(gòu)件，通常為一用鋼板卷制的圓筒，其上端與塔的底封頭相焊，下端焊在基礎環(huán)上?；A環(huán)的作用是承受塔的全部載荷。為了便于檢修和安裝，在裙座上應開設2個不帶蓋板的長圓形檢查孔。由于裙座內(nèi)徑800mm，故裙座壁厚取16mm。另外，為了檢查塔設備的內(nèi)部空間以及安裝和拆卸設備的內(nèi)部構(gòu)件，壓力容器也需開設人孔。人孔一般設置在氣液進出口等需經(jīng)常維修清理的部位，另外在塔頂和塔釜，也各設置一個人孔。 吊 柱為方便室外較高的整體塔裝填，補充和更換填料，安裝和拆卸塔內(nèi)件，塔頂需設置吊柱。吊柱設置方位應使吊柱中心線與人孔中心線間有合適的夾角，使人能站在平臺上操縱手柄，讓經(jīng)過吊鉤的垂直線可以轉(zhuǎn)到人孔附近，以便從人孔裝入或取出塔的內(nèi)件。選用吊柱時，依據(jù)的基本參數(shù)是臂長S（mm）和設計載荷G（kg）。在本課程設計中，取懸臂長度S為塔的中心線與人孔伸出塔體的筒體長度之和，即S=600+200=800mm，設計載荷G（kg），吊柱的立柱用無縫鋼管，其他零件采用Q235A。在本設計中，塔徑D=1800 mm，選用吊柱起吊重量G=500kg的吊柱，500是指吊柱起吊時的質(zhì)量，查得臂長S=1000 mm ，高度L=3400 mm ，上下支座高度差H=1000 mm。塔間距與塔徑之間的關(guān)系，應通過流體力學驗算，權(quán)衡經(jīng)濟效益，反復調(diào)整。板間距大，可允許氣流速度較高，塔徑可小些。一般來說，取較大的板間距對提高操作彈性有力，安裝檢修方便，但會增加塔的造價。其選擇可參照表塔間距與塔徑的關(guān)系。所以根據(jù)上表可以知道原設計值相符。本設計人孔直徑取450mm。（3）進料段高度HF進料段空間高度HF取決于進料口的結(jié)構(gòu)型式和物料狀況，一般HF比HT大，有時要大一倍，為了防止進料直沖塔板，常在進料口處考慮安裝沖突實施，如防沖板，入口堰，緩沖管等，HF應保證這些實施的安裝?！?，塔徑大時可適當增大。(6) 總高塔總高度（不包括裙座），由下式計算得：式中 HD ——塔頂空間高度，mm。H39。HF——進料段空間高度，mm。N——實際塔板數(shù)。=塔體計算結(jié)果匯總與表塔體計算結(jié)果塔徑mm塔頂空間高度mm塔板間距mm進料段空間高度mm塔底空間高度mm塔高mm180012004501200150023300 冷凝器1（氣體冷凝成液體）塔頂上升蒸汽經(jīng)過冷凝器（全凝器）中，全部冷凝下來成為液體。大型設備的冷凝器采用列管式，為提高冷卻水的流速，通常安裝冷卻水在管內(nèi)流動，蒸汽在管外冷凝。其回流比控制較方便，冷凝器安裝和清晰均較方便。 冷凝器2（液體冷卻）℃，設冷凝器2出口溫度為35℃，冷水的進口溫度為30℃，出口溫度為50℃。設冷卻水進、出冷凝器溫度為25℃和45℃冷卻水消耗量為：水蒸汽的熱負荷和加熱蒸汽消耗量因殘釜液幾乎為純水，故其焓可按純水進行計算，即：在℃時， 水蒸汽的熱負荷為 kJ/kg則加熱蒸汽消耗量為： 設蒸汽的進出口溫度分別為：150℃水蒸汽，150℃的水（即水蒸氣冷凝）。設計結(jié)果一覽表精餾塔工藝設計結(jié)果總表1項目指標設計壓力進料溫度/℃含乙醇的摩爾分數(shù)塔頂84%原料11%塔底%平均摩爾質(zhì)量塔頂原料 塔底流量塔頂產(chǎn)品原料塔底產(chǎn)品上升蒸汽摩爾流量精餾段提餾段降液體的摩爾流量精餾段提餾段操作線方程精餾段yn+1＝+提餾段ym+1＝溫度（℃）精餾段提餾段平均摩爾質(zhì)量精餾段（氣相），（液相）提餾段（氣相），（液相）氣相平均密度精餾段提餾段液相平均密度精餾段提餾段液體表面張力精餾段提餾段液體黏度精餾段提餾段精餾塔工藝設計結(jié)果總表2項目指標備注精餾段提餾段塔徑板間距塔板型式單溢流弓形降液管分塊式塔板(5塊)空塔氣速溢流堰長溢流堰高板上液層高度降液管底隙高度浮閥數(shù)，個249316等腰三角形叉排閥孔氣速閥孔動能因數(shù)臨界閥孔氣速孔心距同一橫排的空心距排間距相鄰二橫排的中心線距離單板壓降液體在降液管內(nèi)停留時間降液管內(nèi)清液層高度開孔率％泛點率％氣相負荷上限精餾段霧沫夾帶控制提餾段液泛控制氣相負荷下限漏液控制操作彈性塔體計算結(jié)果總表3塔徑mm塔頂空間高度mm塔板間距mm開有人孔的塔板間距mm進料段空間高度mm塔底空間高度mm塔高mm180012004508001200150023300參考文獻[1]. 夏清，賈紹義主編. 化工原理（上、下冊）.天津：天津大學出版社，[2]. 趙軍，張有忱，段成紅編. 化工設備機械基礎. 北京：化學工業(yè)出版設，[3]. 王國勝編. 化工原理課程設計. 大連：大連理工大學，[4]. 沈文霞編. 物理化學核心教程（第二版）. 北京：科學出版社，2009[5]. 馬江權(quán) （第二版）[M].北京:中國石化出版社,.[6]. 劉光啟，馬連湘，（有機卷）[M].北京:化學工業(yè)出版社,2002.[7]. 尚小琴，陳勝洲，[M].北京:化學工業(yè)出版社，.[8]. 蔡紀寧，張莉彥編. 化工設備機械基礎課程設計指導書. 北京：化學工業(yè)出版設，.結(jié)束語本次課程設計通過給定的生產(chǎn)操作工藝條件自行設計一套乙醇－水物系的分離的塔板式連續(xù)精餾塔設備。其各項操作性能指標均能符合工藝生產(chǎn)技術(shù)要求，而且操作彈性大，生產(chǎn)能力強，達到了預期的目的。因為精餾所進行的是汽－液兩相之間的傳質(zhì)，而作為兩相傳質(zhì)用的設備，首先必須要能使汽－液兩相能夠得到充分的接觸，以達到較好的傳質(zhì)效率。 由于此次課程設計是本人第一次做精餾塔這方面的設計，難免有些不足之處。培養(yǎng)了扎實、嚴謹、求實、創(chuàng)新的作風，這對于我以后的學習和工作都是大有益處的。在實際工作中不斷提高自己的周密設計能力，給工廠和企業(yè)帶來實際效益。在本次設計過程中，我遇到過不少的困難，例如在選著回流比、查找一些數(shù)據(jù)以及怎么選擇一些設備的過程，讓我知道了做一些事情的過程中，不能急于求全，必須靜下心來慢慢思考去做，這不僅讓我在設計過程取得成功，而且對我日后的學習，甚至于生活和工作都產(chǎn)生了極大的影