【正文】 統(tǒng) 離開(kāi)系統(tǒng)項(xiàng)目 物料（kg/h） 熱量（kJ/h ） 項(xiàng)目 物料（kg/h） 熱量（kj/h）脫醛液 107 95﹪酒精 P′ P′106加熱蒸汽D2D2I2107次級(jí)酒精Pe——稀酒精39。 105雜醇油酒精蒸汽HHiH105回流液 —— R(Pe+ P`)106 蒸餾廢 水 Wx+ (Wx+D2) tW 107上升蒸汽——(R+1)(Pe+ P`) i2107熱損失 —— 106累計(jì) 107 累計(jì) 107 供水衡算利用酒母發(fā)酵的冷卻廢水進(jìn)行冷卻，這樣可以節(jié)省冷凝水用量。3HtW 精餾分凝 )39。3H39。239。HWPtC??成 品C P 為成品酒精比熱容為 （kg、 為冷卻水進(jìn)出口溫度，分別為 20℃、40℃2H39。K ）則成品酒精冷卻水用量為：W 成品 =104kg/h在雜醇油分離器內(nèi)加入 4 倍的水稀釋?zhuān)瑒t稀釋用水量為：W 雜醇油分離 =4 H=4=玉米稀釋用水量（以每生產(chǎn) 1000kg 酒精計(jì)算）稀釋成 25﹪稀糖液用水量為：W1= = (kg)則生產(chǎn) 10 萬(wàn)噸酒精每小時(shí)需要稀釋用水量：= (kg/h)生產(chǎn) 10 萬(wàn)噸酒精一年需要的稀釋用水量：100000=10 8（t/a）現(xiàn)生產(chǎn) 100000t/a，要每小時(shí)投入玉米量 ，則酒精量為：1000247。1wt39。39。=5﹪247。50000247。純組分的飽和蒸汽壓 P176。當(dāng)溫度為 ℃時(shí)，lg 176。.????AP? lg 176。B..04. ??BAP?當(dāng)溫度為 100℃時(shí)，lg 176。.????? lg 176。 . ??BAP? 平均揮發(fā)度 0..921????2． 最小回流比及操作回流比計(jì)算因在泡點(diǎn)進(jìn)料， ，故 將 代入相平衡方程 Px .()().Py?????????????因在 R=3 出，回流最適合，故取 R=3.3． 逐板法求塔板數(shù)因 ， ， ， ， ，?.?Wx1???則相平衡方程 )(???)(a精餾段操作線(xiàn)方程 ????b塔釜?dú)庀嗷亓鞅?? FDWFDWxqxR??? )()( (3)????提餾段操作線(xiàn)方程 ????? )(c操作線(xiàn)交點(diǎn)橫坐標(biāo) ()()(31)???理論板數(shù)計(jì)算：先交替使用相平衡方程 與精餾段操作線(xiàn)方程 ，計(jì)算如下：)(a)(b1 ?? ? ? ??相 平 ? ?33068048yx? ?.?? ? ?59yx? ?? ???所以，第 6 板為加料板。 取全塔效率 ， ?TE5/??精 173提 精餾塔有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 操作壓力計(jì)算取塔頂表壓為 4Kpa。 2..4/?? 操作溫度計(jì)算利下表中數(shù)據(jù)由拉格朗日插值可求得 、 、 。不同溫度下乙醇和水的密度見(jiàn)表 52。 [.618()]??????312./Lkgm??氣相密度 ：1V?= = kg/(14)??3在提餾段，液相密度 ：[()]??? ?39/Lkgm??氣相密度 ：2V= = kg/(3907)??3 液體平均表面張力計(jì)算不同溫度下乙醇和水的表面張力見(jiàn)表 53。 ???39。39。39。Dx39。B239。()[.549.].?????=39。39。39。g()swol?39。o代入求得： =， =39。????????’’ 液體平均黏度計(jì)算精餾段平均溫度 =℃ 查液體黏度共線(xiàn)圖得：1t? ???水 ???乙提餾段平均溫度 =℃ 查液體黏度共線(xiàn)圖得：2t? 39。???乙精餾段黏度： 11+x?乙 水（ ） ????=()提餾段黏度： 221x?????乙 水 （ ） ?.+.() 精餾塔的塔體工藝尺寸設(shè)計(jì) 塔徑的計(jì)算 斯密斯關(guān)聯(lián)圖精餾段的氣、液相體積流率為： 3v(1)+=??????（ ） ??A同理，提餾段的氣、液相體積流率為 ??? ，式中 C 由式 計(jì)算，圖的橫坐標(biāo)為：maxLvu??.20()MC?1 .()()????同理，提餾段的為 取板間距 ，板上液層高度 ，?.05Lhm??由史密斯關(guān)聯(lián)圖查取得，同理，提餾段的板間距取 ，板上液層高度 。各項(xiàng)計(jì)算如下：1. 堰長(zhǎng)取 ???同理，提餾段的為 ????由 wLoh??選用平直堰，堰上液層高度： ，近似取 E=1，()10howwLhEl?則().65owh m??同理，提餾段的為 .1owh??取板上清液層高度 60Lhm?故 ??同理，提餾段的為 ?由 由弓形降液管的參數(shù)圖查得：?，.故 ， m??????同理，提餾段的為 ,? .73d?驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間為： ?????同理，提餾段的 ??故降液管設(shè)計(jì)合理。036hwLlu?39。39。查塔板分塊數(shù)表得，塔板分為 6 塊。.65SW??3. 開(kāi)孔區(qū)面積計(jì)算開(kāi)孔區(qū)面積：22(sin)180a rxAxrsac??????其中 .()?????同理，提餾段的為 ??故(. sin)801065aAarc?????? .9同理，提餾段的為 ??4. 篩孔計(jì)算及其排列本利所處理的物系無(wú)腐蝕性，可選用 碳鋼板，3??取篩孔直徑 。 液沫夾帶液沫夾帶量：()avmTfueHh????2...15fLh?故()0/??? ?液 氣 液 氣同理，提餾段的為 8/./vek??液 氣 液 氣故在本設(shè)計(jì)中液沫夾帶量 在允許范圍內(nèi)。為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高 ()dTwHh???乙醇—水物系屬于一般物系，取 ，?()().247Twh????同理，提餾段的為 ?而 1dpdh??板上不設(shè)進(jìn)口堰， 可由下式計(jì)算，即dh(39。 塔板負(fù)荷性能圖 漏液線(xiàn)由 0,min0 14.(.)/LVuCh????? ,i0,(0hwwEl?得 23,min .{.[)]}/hs LVl?????..90..[0()].}??????????同理，提餾段的為 23, SVL????在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) 值，依上式計(jì)算出 值，計(jì)算結(jié)果列于表 91。 液沫夾帶線(xiàn)以 為限，求 關(guān)系如下：?液 氣 sVL?由 ()avmTfuHh??? sTf VA???同理，提餾段的為 ??.52.()fLwohh???().?同理，提餾段的為 ???故 .(.5).14fLsshLL????? ssHh??同理，提餾段的為 sL??? sHhL???[] sVe??整理得 237..48ssVL??同理，提餾段的為 ?在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) 值，依上式計(jì)算出 值，計(jì)算結(jié)果列于表 92。 液相負(fù)荷下限線(xiàn)對(duì)于平直堰，取堰上液層高度 作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。 液相負(fù)荷上限線(xiàn)以 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限：4s?? 4fTsAHL??故 3,??同理，提餾段的為 3,max./sLs??據(jù)此可作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線(xiàn) 4。表 93 、 值sV3/()sLm 由上式數(shù)據(jù)即可作出液泛線(xiàn) 5。表 94 篩板塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果序號(hào) 項(xiàng)目 數(shù)值1 平均溫度 ℃/mt 2 平均壓力 3 氣相流量 3/()4 液相流量 5 塔的有效高度 Z/m 6 實(shí)際塔板數(shù) 437 塔徑/m 8 板間距 9 溢流形式 單溢流10 降液管形式 弓型11 堰長(zhǎng) /m 12 堰高 /m 13 板上液層高度 /m 14 堰上液層高度 /m 15 降液管底隙高度 /m 16 安定區(qū)寬度 /m 17 邊緣區(qū)寬度 /m 18 開(kāi)孔區(qū)面積 3/19 篩孔直徑 /m 20 篩孔數(shù)目 n 1519521 孔中心距 t/m 22 開(kāi)孔率 /% 23 空塔氣速 u /()24 篩孔氣速 25 穩(wěn)定系數(shù) 26 塔板壓降 /Pa 27 負(fù)荷上限 液泛控制28 負(fù)荷下限 漏液控制29 液沫夾帶/（kg 液/kg） 30 氣相負(fù)荷上限 3/()ms31 氣相負(fù)荷下限32 操作彈性5. 塔附屬設(shè)計(jì) 塔附件設(shè)計(jì) 進(jìn)氣管50%左右的乙醇水蒸氣進(jìn)入精餾塔，其體積流量為： 取 ，則取進(jìn)氣管的規(guī)格為 回流管回流時(shí)，溫度 ℃，?液相 ：??%Dx??60.(.8).6/LMkgmol???????乙乙 ??水水 368/610./.????????? ???取 ， ?4..38D取回流管規(guī)格為 。508? 釜液排出管釜底 ?釜底溫度為 ℃，液相組成 ：%767WWxx????平均摩爾質(zhì)量 (.)??????乙乙 ?水水 30/24./.??????????取 ????取此管的規(guī)格為 。 法蘭由于常壓操作，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，平焊法蘭，由不同的公稱(chēng)直徑，選用相應(yīng)法蘭。3A 封頭 封頭分為橢圓形封頭、碟形封頭等幾種，本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱(chēng)直徑DN=2200mm ，查得曲面高度 ，直邊高度 ，內(nèi)表面積 150hm?04hm?，容積 。?封 ?封 裙座 塔底采用裙座支撐，裙座的結(jié)構(gòu)性能好，連接處產(chǎn)生的局部阻力小，所以它是塔設(shè)備的主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑： 3bi(2022).0192Dm?????基礎(chǔ)環(huán)外徑： o 5圓整： ， ；基礎(chǔ)環(huán)厚度，考慮到腐蝕余量取 25mm；考慮到bimbo再沸器，裙座高度取 3m，地角螺栓直徑取 。人孔的位置應(yīng)便于進(jìn)入任何一層塔板，由于設(shè)置人空處塔間距離大，且人孔設(shè)備過(guò)多會(huì)使制造時(shí)塔體的彎曲度難于達(dá)到要求，一般每隔6～8 塊塔板才設(shè)一個(gè)人孔。在設(shè)置人孔處，板間距 _D_Dd__________Z240。???________________ D_Dd__________165。人孔應(yīng)采用 HG21514 標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的壓力范圍為 ，公稱(chēng)直徑為 400 600mm。 塔的底部空間高度塔的底部空間高度是指塔底最末一層塔盤(pán)到塔底下封頭切線(xiàn)的距離，釜液停留時(shí)間取 5min。冷凝器是通過(guò)冷熱交換將蒸汽冷卻冷凝成液體狀態(tài)的設(shè)備，選用列管式換熱器。冷凝器常用的管徑有 19mm、25mm、38mm，對(duì)操作壓力在大氣壓以上的無(wú)污垢流體，且對(duì)流體通過(guò)冷凝器壓降沒(méi)有特殊要求時(shí)，換熱管徑一般取 19mm。而且四個(gè)冷凝器串聯(lián)。 ⑴ ℃的乙醇水飽和蒸氣的焓為 ，其飽和液體的焓為 kj/kg，液態(tài)比熱容為，飽和液體的粘度為 ，密度為 ，熱導(dǎo)率為。塔頂冷凝器以每小時(shí) = 的飽和蒸汽冷卻到 40℃。冷卻水量為 （2）出料液溫度：℃（飽和氣）～℃（飽和液） ，冷卻水溫度：20℃～30℃.逆流操作： ℃ ， ℃????℃??（3）尺寸估算由表查得總傳熱系數(shù) ，傳熱面積為選取型號(hào)為 FLA40025252(JB116873)的浮頭，各參數(shù)為殼徑 400mm，壓力，2 管程，管徑 ，管長(zhǎng) 3m，有效面積為 ，管數(shù) 140.（4）校核傳熱面積冷凝傳熱系數(shù) 對(duì)三角形排列，臥式管排數(shù)的影響因子 N 由表查得冷凝負(fù)荷 M 為雷諾數(shù)為臥式冷凝器由下式計(jì)算冷凝傳熱系數(shù)冷卻水側(cè)傳熱系數(shù) 冷卻水流速 雷諾數(shù) 普朗特?cái)?shù) 對(duì)于無(wú)相變的管內(nèi)強(qiáng)制湍流，按 Nusselt 的計(jì)算方法 由表查的兩側(cè)的污垢熱阻乙醇水側(cè)，冷卻水側(cè)，而碳鋼的熱導(dǎo)率為，所以其熱阻為。 乙醇的冷卻部分，按無(wú)相變傳熱計(jì)算。吊柱安裝滿(mǎn)足以下要求：a．吊柱的吊鉤至塔頂?shù)木嚯x應(yīng)在 2022mm 左右； 1600mm； ，以使吊柱的鉛垂線(xiàn)轉(zhuǎn)到人孔附近，以便于內(nèi)建的裝卸； 。以前總覺(jué)得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己的知識(shí)是如此的欠缺。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己的知識(shí)和綜合素質(zhì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在陳海峰老師悉心指導(dǎo)下完成的，從課題的選定到具體的設(shè)計(jì)過(guò)程，無(wú)一不凝聚著陳老師的汗水和心血。在此向陳海峰老師表示深深的感謝。另外，在論文寫(xiě)作中，我還參考了相關(guān)的書(shū)籍、期刊和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。在此表示我深深的謝意。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我感到知識(shí)面增長(zhǎng)了不少，靠自己的努力能順利的完成這次畢設(shè)，使我有一種成就感，同時(shí)使我信心大增，我相信這對(duì)我以后的工作、學(xué)習(xí)以及生活都是有重大意