【正文】 則冷卻水用量G2=Q余/Cm△t=*(4025)=B．成品精甲醇耗冷卻水用量（1）Q入=**64=（2）精甲醇帶出熱　　　Q出=**40=（3）熱損失　　　　　 Q損=*5%=則Q余=Q入Q出Q損==此時(shí)冷卻水用量G3=Q余/Cm△t=*(4025)=則有上計(jì)算知生產(chǎn)1000噸精甲醇消耗蒸汽總量為：+== 消耗冷卻水量為：+==第四章 主要設(shè)備工藝計(jì)算和設(shè)備選型以主精餾塔為例進(jìn)行工藝計(jì)算蒸餾過(guò)程選擇連續(xù)精餾，進(jìn)料狀況為飽和液體進(jìn)料。由芬斯克方程㏒[]/㏒=㏒[（）/()]/ ㏒=（1）求最小回流比 [1/(1)]*[ /1(1)/(1)] =(1/)*{()[*()/()]} =選擇回流比為2，則X=(R)/(R+1)=()/(2+1)=由吉利蘭關(guān)聯(lián)圖所示Y —X關(guān)聯(lián)式得：Y=*(1)=*(1)=又Y=(N)/(N+1)，得:N=（+Y）/(1Y)=(+)/()= （2）求精餾段最小理論板數(shù)=㏒[]/㏒ 進(jìn)料時(shí)溫度為90℃，90℃F=則=㏒[]/㏒ =㏒[()/()]/ ㏒=精餾段與全塔理論板數(shù)之比 得：塔板效率計(jì)算求平均揮發(fā)度和平均粘度平均溫差=*（105+65）=85℃，查得85℃時(shí)甲醇與水的粘度分別為:=* =*則平均粘度：=*+(1) =**+*() =*所以*=**=查得、故=*=實(shí)際塔板數(shù)計(jì)算已求得全塔理論板數(shù)N=，故實(shí)際板數(shù)為:=N/=≈24塊精餾段板數(shù)=，故實(shí)際板數(shù)==可取精餾段塔板數(shù)12塊，實(shí)際加料為地13塊。預(yù)計(jì)所設(shè)計(jì)的板式塔為小型，暫定采用單流板，板距=450mm塔徑計(jì)算（1）確定物料衡算 首先由物料衡算求出塔內(nèi)氣液負(fù)荷 L=R*D=2*=V=(R+1)*D=3*=塔頂物料平均摩爾質(zhì)量為： 塔頂氣相密度為：ρ（2）確定氣相負(fù)荷因子C時(shí)所涉及的液相密度及表面張力按純甲醇計(jì)算。根據(jù)我國(guó)壓力容器計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，直徑在1m以下間隔為100mm，直徑在1m以上間隔為200mm,故塔徑取為300mm,原來(lái)規(guī)定的板距450mm也合適用。：前面已經(jīng)確定堰高的值，且也算出了堰液頭的值，則=+= 可得克服表面壓降可求得漏液點(diǎn)干板壓降： =+*= 又壓降與氣速平方成正比，即，故可得篩孔處氣速與漏液點(diǎn)氣速之比為：＞①降液管內(nèi)液面高，先計(jì)算液體流過(guò)降液管時(shí)的壓頭損失。降液管內(nèi)液面高：△+△ =+++0+0 =以泡沫計(jì)，液面高應(yīng)為（），則： /Ф= ②液體在降液管停留時(shí)間 t= ＞5s 三、計(jì)算結(jié)果（1）塔主要規(guī)格 板型單流型溢流堰長(zhǎng)塔徑300mm溢流堰高50mm板距450mm孔總面積降液管截面積孔徑5mm..降液管下沿與塔板距離40mm板厚主要規(guī)格(2)水力學(xué)性能 液泛分率操作氣速/漏液點(diǎn)氣速＞液沫夾帶分率降液管內(nèi)泡沫液面高/板距△/液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間＞5s 水力學(xué)性能（1）塔體內(nèi)徑=300mm，塔高近似取H=12m.(2)計(jì)算壓力=，設(shè)計(jì)溫度T＞50℃.(3)設(shè)計(jì)地區(qū)：基本風(fēng)壓值，地震設(shè)防烈度為8度，場(chǎng)地土地為B類(lèi)。（5）安裝平臺(tái)扶梯一個(gè)，平臺(tái)寬度為900mm,高度為1000mm. 由于塔徑較小可安裝手孔兩個(gè)不用安裝人孔。（7）塔體與封頭、裙座、《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》附錄知。（8）塔體與裙座對(duì)接焊接，塔體焊縫接頭系數(shù)為ψ=（雙面焊接局部無(wú)損傷焊接）。=***65*24=保溫層質(zhì)量 =ρ為介質(zhì)密度；封頭保溫質(zhì)量平臺(tái)扶梯質(zhì)量查得:平臺(tái)扶梯的質(zhì)量=150 龍式扶梯質(zhì)量=kg/m龍式扶梯總高=11mn為平臺(tái)數(shù)量操作時(shí)物料質(zhì)量=物料密度為842封頭容積為000530立方米塔板層數(shù)為N=24層塔釜圓筒部分深度為18m附件質(zhì)量按經(jīng)驗(yàn)取附件質(zhì)量為： =* 充氣質(zhì)量數(shù)全塔質(zhì)量匯總?cè)僮髻|(zhì)量全塔最大質(zhì)量全塔最小質(zhì)量將全塔分為3段，計(jì)算下列各質(zhì)量載荷（計(jì)算略有近似值）各種質(zhì)量載荷匯總塔段0－11－22－3合計(jì)塔段長(zhǎng)度/mm50005000200012000平臺(tái)數(shù)0101塔板數(shù)813324 110001461全塔操作質(zhì)量全塔最大質(zhì)量全塔最小質(zhì)量以其中一段計(jì)算風(fēng)載荷:(N) 式中：空氣動(dòng)力系數(shù)對(duì)于圓筒=，風(fēng)壓高變化系數(shù)，查得= 10m高處的基本風(fēng)壓值=400，計(jì)算長(zhǎng)度，=5m 脈動(dòng)影響系數(shù)，由《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》表87查得 =塔基本自震周期，對(duì)等直徑等厚度圓筒截面塔： =脈動(dòng)增大系數(shù)，由《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》查表得=振型系數(shù)，查表得=風(fēng)振系數(shù)=1+塔有效直徑，設(shè)籠式扶梯與塔頂管線成90176。=400mm, 取400mm,=100mm.a. =303+2*100+400+360=1023mmb．=303+2*100+360+400+2*100=1223mm由此取=1463mm =4286N 以上述方法計(jì)算出各段風(fēng)載荷列于下表： 各段風(fēng)載荷計(jì)算結(jié)果計(jì)算段平臺(tái)數(shù)154005001103160125400511201123428635400120011031934 風(fēng)彎矩計(jì)算截面計(jì)算式00 =1601 =57399N*mm5739911 = =22319 N*mm2231922 N*mm1934符號(hào)與取值塔總高度H=12000mm。 結(jié)構(gòu)綜合影響系數(shù)=重力加速度g=。 水壓試驗(yàn)時(shí)各種載荷引起的應(yīng)力實(shí)驗(yàn)壓力和靜液柱引起的環(huán)向應(yīng)力+靜液柱）/=(+)*(300+1)/(2*1) = =靜液柱壓力=r*H=1000*12 =12000 =有試驗(yàn)壓力引起的軸向應(yīng)力 = =水壓試驗(yàn)時(shí)最大質(zhì)量引起的軸向應(yīng)力 = =吊裝時(shí)應(yīng)力校核 == 又K*B=,*K*，B按第五章求軸向應(yīng)力時(shí)求取?；A(chǔ)環(huán)尺寸基礎(chǔ)環(huán)應(yīng)力校核計(jì)算式說(shuō)明(1)(2)取兩者中的最大值。 = =160140 =/(320*470) =* =57399式中：為基礎(chǔ)環(huán)抗彎斷面系數(shù)為基礎(chǔ)環(huán)截面積基礎(chǔ)環(huán)厚度 計(jì)算式 說(shuō)明按有篩板時(shí)計(jì)算基礎(chǔ)環(huán)厚度 = =圓整后取基礎(chǔ)環(huán)材料的許用應(yīng)力。地腳螺栓根徑n地腳螺栓個(gè)數(shù),n=8C=3mm第五章 原料與動(dòng)力消耗本裝置為高壓法甲醇用精餾法分離粗甲醇量處理量為1159噸/年（1）（2）（3）（4）20℃第六章 關(guān)于生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)核算 包括水、電、蒸汽、冷卻水費(fèi)用，水由自來(lái)水公司供給，電、蒸汽、水由該廠的熱電廠供給。：取折舊費(fèi)的30%。:本車(chē)間共20余人，每晝夜分三班，工作八小時(shí)，取2000元/。車(chē)間成本估算見(jiàn)表61。所以甲醇貯存時(shí)應(yīng)在低溫陰涼處放置。其中不含有害物質(zhì)，可集中運(yùn)到垃圾場(chǎng)或其他需填土的工地。、安全、環(huán)保等說(shuō)明 根據(jù)工藝介質(zhì)易燃、易爆、有毒的特點(diǎn)，如工藝條件偏差或失控，在安全衛(wèi)生預(yù)防措施，首先在總圖布置設(shè)置中是將散發(fā)可燃性氣體工藝裝置、罐區(qū)、裝卸區(qū)布置安全最小頻率風(fēng)向上的風(fēng)測(cè)，并避免布置在窩風(fēng)地帶。承受內(nèi)壓的設(shè)備均設(shè)有安全閥，設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)；設(shè)備布置露天化，保證易燃易爆有毒物質(zhì)迅速釋放和擴(kuò)散；盡量利用自然通風(fēng)改善作業(yè)環(huán)境。在環(huán)保方面采取的控制主要是廢氣的排放，工藝裝置正常和事故排放氣均收集在排氣緩沖罐內(nèi)，經(jīng)緩沖后送往火炬排放。在這兩個(gè)月的設(shè)計(jì)生活中我學(xué)到了許多，也有很多感想。對(duì)即將走上工作崗位的我們來(lái)說(shuō)，目前正是欠缺這種能力；作為即將離校的化學(xué)工程與工藝的學(xué)生，也是欠缺這種綜合工藝計(jì)算和設(shè)計(jì)能力，而這次設(shè)計(jì)使我正在改變著這種情況。我的設(shè)計(jì)也許不是最優(yōu)秀的，但是我在設(shè)計(jì)中收獲了許多，這已經(jīng)足夠了。參考文獻(xiàn) [1] .[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1997.[2] 譚天恩,竇梅，.[M].上、下冊(cè). 北京:. [3] .[M]..[4] 刁玉偉,.[M].大連理工大學(xué)出版社. [5] 顧芳珍，.[M]..[6] .[M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2001.[7] 聶清德，.[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1989.[8] .[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1983. [9] .[M]..[10] .[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1983.[11] .[M].遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1985.[12] .[M].北京: .[13] .[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2005.附 錄附圖說(shuō)明:所選工藝流程在工藝上是可靠的，經(jīng)濟(jì)上市合理的，技術(shù)上是先進(jìn)的。在處理甲醇?xì)堃簳r(shí)建立氧化池即可回收殘液中的甲醇，使殘液中甲醇含量降至甚微。根據(jù)工藝流程，生產(chǎn)特點(diǎn)，生產(chǎn)規(guī)模，建筑結(jié)構(gòu)等進(jìn)行整體布置設(shè)計(jì)，綜合考慮設(shè)備安裝與檢修，安全生產(chǎn)，操作及發(fā)展情況。由于塔較高，不易采用單層廠房，但設(shè)備不多，因此采用多層廠房。根據(jù)車(chē)間設(shè)備情況，廠房采用66(m)或612(m)的柱網(wǎng)，廠房大間寬12m,廠房小間寬6m，每層廠房高5m。本設(shè)備塔體、封頭、裙座和內(nèi)件材料等均采用Q235B。 該廠的尾氣二氧化氮是有毒氣體，該地區(qū)大多刮西北風(fēng)和西南風(fēng)，辦公室、宿舍區(qū)、食堂等設(shè)在其上風(fēng)向，減少了有毒氣體對(duì)人體的傷害。在道路兩旁栽種樹(shù)木時(shí)，考慮到了在樹(shù)木長(zhǎng)大后，不妨礙高大型物體的運(yùn)輸。致 謝至此，將近2個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲。次設(shè)計(jì)是由田燕老師直接指導(dǎo)的，在此我特地感謝關(guān)心支持我的田老師，謹(jǐn)向田老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。尤其是田老師作為一名科研工作者的嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)，勇于創(chuàng)新的治學(xué)態(tài)度以及忘我的工作態(tài)度深深得感動(dòng)了我，使我在科學(xué)研究的道路上得以迅速成熟和發(fā)展，并且實(shí)踐能力也得以較大提高。雖然設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，但有田燕老師耐心的講解使我如期圓滿的完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。從開(kāi)始的無(wú)知到最后的成熟，這真的需要查閱大量的文獻(xiàn)和資料。其次我還要向楊小勇、李俊英、郭寧等老師表示衷心的感謝，在我設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)備核算和使用AUTOCAD制圖過(guò)程中，這些老師給予了我很大