化工原理課程設計--4.0萬噸年乙醇連續(xù)精餾塔設計

1、<p>　　化工原理課程設計任務書</p><p>　　學院：化工學院 班級： 姓名： 學好：</p><p>　　指導教師： 設計時間：12.26~1.6 </p><p>　　一．設計題目： 4.0萬噸/年乙醇連續(xù)精餾塔設計</p><p>　　目的與意義：乙醇是重要的化工原料，對乙醇連續(xù)精餾塔的設

2、計可以使學生充分利用化學工程原理課程中所學習到的知識來解決工業(yè)實際問題，同時訓練學生一定的工程繪圖能力。 </p><p>　　三．要求（包括原始數(shù)據(jù)，技術參數(shù)，設計要求，圖紙量，工作量要求等）</p><p>　　設計條件：1. 原料液組成：乙醇50%；水50%（質量分率）；</p><p>　　2. 塔頂?shù)囊掖己坎坏玫陀?0.0%；殘液

3、中乙醇含量不得高于 1.0%；</p><p>　　3. 操作條件 1) 塔頂壓力0.5kpa（表壓）2）進料熱狀態(tài) 自選3） 回流比 自選4）加熱蒸汽壓力0.3～0.5Mpa（表壓）5）單板壓降≤0.5kpa </p><p>　　4．踏板類型：篩板塔</p><p>　　5．塔釜采用飽和

4、水蒸汽加熱（加熱方式自選）；塔頂采用全凝</p><p><b>　　器，泡點回流。</b></p><p>　　6．操作回流比R自選。</p><p>　　設計要求：1. 設計方案的確定及流程說明；</p><p><b>　　2．塔的工藝計算；</b></p><p>　

5、　3．塔和塔板的工藝尺寸設計（1）塔高，塔經(jīng)及塔板結構尺寸的確定；（2）踏板的流體力學演算；（3）塔板的負荷性能圖； </p><p>　　4.涉及一覽表 </p><p>　　5. 輔助設備選型與計算；</p><p>　　6.主要接管尺寸計算</p><p>　　7.對本設計的評述或有關問題的分析討論</p>

6、;<p>　　8.編制設計說明書 </p><p>　　圖紙要求：1.踏板布置圖;</p><p><b>　　2.工藝流程圖</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計是以乙醇――水物系為設計物系，以篩板塔為精餾設備分離乙醇和水。篩板塔

7、是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質設備，此設計針對二元物系乙醇－－水的精餾問題進行分析，選取，計算，核算，繪圖等，是較完整的精餾設計過程。</p><p>　　通過逐板計算得出理論板數(shù)為9塊，回流比為1.32,算出塔效率為0.51，實際板數(shù)為18塊，進料位置為第7塊，在板式塔主要工藝尺寸的設計計算中得出塔徑為1.4米，有效塔高5.95米，篩孔數(shù)5868。通過篩板塔的流體力學驗算，證明各指標數(shù)據(jù)均符合標準。本次設計過程正常

8、，操作合適。</p><p>　　關鍵詞：乙醇、水、二元精餾、篩板連續(xù)精餾精餾塔、精餾段</p><p><b>　　第1章 </b></p><p>　　1.1精餾原理及其在化工生產(chǎn)上的應用</p><p>　　實際生產(chǎn)中，在精餾柱及精餾塔中精餾時，上述部分氣化和部分冷凝是同時進行的。對理想液態(tài)混合物精餾時，最后得到的

9、餾液(氣相冷卻而成)是沸點低的B物質，而殘液是沸點高的A物質，精餾是多次簡單蒸餾的組合。精餾塔底部是加熱區(qū)，溫度最高；塔頂溫度最低。精餾結果，塔頂冷凝收集的是純低沸點組分，純高沸點組分則留在塔底。</p><p>　　1.2精餾塔對塔設備的要求</p><p>　　精餾設備所用的設備及其相互聯(lián)系，總稱為精餾裝置，其核心為精餾塔。常用的精餾塔有板式塔和填料塔兩類，通稱塔設備，和其他傳質過程一

10、樣，精餾塔對塔設備的要求大致如下： </p><p>　　一：生產(chǎn)能力大：即單位塔截面大的氣液相流率，不會產(chǎn)生液泛等不正常流 </p><p><b>　　動。 </b></p><p>　　二：效率高：氣液兩相在塔內(nèi)保持充分的密切接觸，具有較高的塔板效率或傳質效率。 </p><p>　　三：流體阻力?。毫黧w通過塔設備

11、時阻力降小，可以節(jié)省動力費用，在減壓操作是時，易于達到所要求的真空度。 </p><p>　　四：有一定的操作彈性：當氣液相流率有一定波動時，兩相均能維持正常的流動，而且不會使效率發(fā)生較大的變化。 </p><p>　　五：結構簡單，造價低，安裝檢修方便。 </p><p>　　六：能滿足某些工藝的特性：腐蝕性，熱敏性，起泡性等。</p><p&

12、gt;　　1.3常用板式塔類型及本設計的選型</p><p>　　常用板式塔類型有很多，如：篩板塔、泡罩塔、舌型塔、浮閥塔等。精餾塔屬氣—液傳質設備。氣—液傳質設備主要分為板式塔和填料塔兩大類。該塔設計生產(chǎn)時日要求較大，由板式塔與填料塔比較[1]知：板式塔直徑放大時，塔板效率較穩(wěn)定,且持液量較大，液氣比適應范圍大，因此本次精餾塔設備選擇板式塔。篩板塔是降液管塔板中結構最簡單的，它與泡罩塔相比較具有下列優(yōu)點：生產(chǎn)能

13、力大10-15%，板效率提高15%左右，而壓降可降低30%左右，另外篩板塔結構簡單，消耗金屬少，塔板的造價可減少40%左右，安裝容易，也便于清洗檢修[2]。因此，本設計采用篩板塔比較合適。</p><p>　　乙醇與水的分離是正常物系的分離，精餾的意義重大，在化工生產(chǎn)中應用非常廣泛，對于提純物質有非常重要的意義。所以有必要做好本次設計</p><p>　　第二章流程的確定和說明</p

14、><p><b>　　2.1設計思路</b></p><p>　　首先，乙醇和水的原料混合物進入原料罐，在里面停留一定的時間之后，通過泵進入原料預熱器，在原料預熱器中加熱到泡點溫度，然后，原料從進料口進入到精餾塔中。因為被加熱到泡點，混合物中既有氣相混合物，又有液相混合物，這時候原料混合物就分開了，氣相混合物在精餾塔中上升，而液相混合物在精餾塔中下降。氣相混合物上升到塔頂

15、上方的冷凝器中，這些氣相混合物被降溫到泡點，其中的液態(tài)部分進入到塔頂產(chǎn)品冷卻器中，停留一定的時間然后進入乙醇的儲罐，而其中的氣態(tài)部分重新回到精餾塔中，這個過程就叫做回流。液相混合物就從塔底一部分進入到塔底產(chǎn)品冷卻器中，一部分進入再沸器，在再沸器中被加熱到泡點溫度重新回到精餾塔。塔里的混合物不斷重復前面所說的過程，而進料口不斷有新鮮原料的加入。最終，完成乙醇和水的分離。</p><p><b>　　2.2

16、設計流程</b></p><p>　　乙醇—水混合液經(jīng)原料預熱器加熱，進料狀況為汽液混合物q=1 送入精餾塔，塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，一部分入塔回流，其余經(jīng)塔頂產(chǎn)品冷卻器冷卻后，送至儲罐,塔釜采用直接蒸汽加熱,塔底產(chǎn)品冷卻后,送入貯罐(附流程圖)。</p><p>　　第三章 篩板式精餾塔的工藝設計</p><p>　　3.1. 乙醇和水的汽液平衡組

17、成</p><p><b>　　相對揮發(fā)度的計算：</b></p><p>　　塔頂產(chǎn)品濃度為90.0%，因此，可近似看成純乙醇溶液；同理，塔底濃度為1.0%可近似看成純水溶液。所以，塔頂溫度為乙醇沸點為78.5oC，塔底溫度為水的沸點98.75oC</p><p>　　查設計書附錄二得：不同溫度下乙醇和水的汽液平衡組成如下表所示：</p

18、><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)畫出以下乙醇-水的t-x（y）相平衡圖，以及乙醇-水的x-y圖</p><p>　　3.2全塔物料衡算 </p><p>　　原料液中：設 A組分－乙醇; B組分－水</p><p><b>　　查和得: </b></p><p>　　乙醇的摩爾質量：M乙=46 kg

19、/kmol</p><p>　　水的摩爾質量： M水=18 kg/kmol</p><p>　　因為入口的原料液是上游為95——96℃的飽和蒸汽冷卻至90oC所得，因此，x F的液相組成就是95.5 oC的氣相組成。經(jīng)查表得，95.5 oC的飽和蒸汽進料液的摩爾組成為：</p><p>　　x F = 0.2813</p><p>　　根據(jù)產(chǎn)

20、量和所定工作時間，即日產(chǎn)13.34kg,90.0%乙醇，每天24小時連續(xù)正常工作，則</p><p>　　原料處理量：kmol/h</p><p><b>　　求q值</b></p><p><b>　　選泡點進料 q=1</b></p><p>　　塔頂和塔釜溫度的確定</p>&l

21、t;p>　　由t-x-y圖可知: 塔頂溫度t=78.5℃，塔底溫度t= 98.75℃，</p><p>　　△t=1/2(tD+tw)=88.63℃</p><p>　　3.3回流比和理論塔板的確定</p><p>　　圖解法的回流比=0.8800 =1.5=1.32</p><p>　　3.3.1操作方程的確定</p&

22、gt;<p><b>　　提鎦段操作線方程：</b></p><p>　　3.3.2理論板數(shù)確定：</p><p>　　精餾段α：2.8 氣液平衡方程： 操作線方程： </p><p>　　提留段α：5.6 氣液平衡方程： 操作線方程：</p><p><b>　　理論板數(shù)：</b>

23、</p><p>　　3.3.3板效率及實際塔板數(shù)的確定 </p><p><b>　　℃ ℃ ℃</b></p><p><b>　　精餾段：℃</b></p><p><b>　　提留段：℃</b></p><p><b>　　全塔：℃&

24、lt;/b></p><p>　　不同溫度下乙醇和水的粘度</p><p><b>　　實際板數(shù)</b></p><p>　　3.4 操作參數(shù)的確定</p><p>　　3.4.1精餾段參數(shù)的確定</p><p>　　不同溫度下乙醇和水的密度</p><p><

25、b>　　平均組成</b></p><p>　　2.5.1 平均組成</p><p>　　據(jù)參考平衡數(shù)據(jù)，得出</p><p><b>　　第一塊板的壓強</b></p><p><b>　　最后一塊板的壓強</b></p><p><b>　　精

26、餾段平均壓強</b></p><p>　　3.4.2 精餾段氣相體積流率及密度</p><p>　　3.4.3 精餾段液相體積流率及密度</p><p>　　3.4.4 精餾段表面張力σ</p><p><b>　　臨界溫度℃ ℃ </b></p><p><b>　

27、　℃</b></p><p>　　3.4.5 提餾段參數(shù)的確定</p><p><b>　　℃</b></p><p>　　2.6.1 組成</p><p>　　3.4.6 提餾段氣相體積流率及密度</p><p>　　提餾段的第一塊板的壓強</p><p>

28、;<b>　　最后一塊板的壓強</b></p><p><b>　　提餾段平均壓強</b></p><p>　　3.4.7 提餾段液相體積流率及密度</p><p>　　3.4.8 提餾段段表面張力σ</p><p>　　參考溶劑手冊得質量分數(shù)為的乙醇水溶液的表面張力為</p>&l

29、t;p>　　乙醇的臨界溫度為 243.1℃，水的臨界溫度為374.2℃</p><p><b>　　℃</b></p><p>　　3.5塔和塔板主要工藝尺寸計算</p><p>　　3.5.1 塔板橫截面的布置計算</p><p><b>　　塔徑D的計算</b></p>&l

30、t;p>　　H-=0.35-0.06=0.29m</p><p>　　參考化工原理下表10-1，取板間距H=0.35m 0.06m</p><p>　　兩相流動參數(shù)計算如下</p><p><b>　　= =0.02</b></p><p>　　帶入數(shù)據(jù)的：a=-3.45 b=-0.54 c=-0.078 ex

31、p </p><p>　　圓整D=1.4m 校正： </p><p>　　3.5.2塔板詳細設計 </p><p>　　選用單溢流，弓形降液管，不設進口堰。</p><p>　　因為弓形降液管具有較大容積，又能充分利用塔面積，且單溢流液體流徑長，塔板效率高，結構簡單，廣泛用于直徑小于2.2米的塔中。[4]</p><p

32、><b>　　(1)溢流裝置</b></p><p>　　取堰長=0.645D=0.645×1.4=0.903m, 選擇平流溢流堰</p><p>　　出口堰高 ,已取=0.05</p><p>　　=2.84×E 取E=1 </p><p>　　=0.05-0.00756=0.05m<

33、/p><p>　　取0.050是符合的。</p><p>　　∴hL=hW+hOW=0.050+0.00756=0.05756m</p><p>　　修正后hL對un影響不大,顧塔徑計算不用修正.</p><p>　　(2) 降液管寬度Wd與降液管面積Af</p><p>　　由/D=0.645查化工原理課程設計書附錄4得

34、: </p><p>　?。?）降液管底隙高度</p><p>　　(4)塔板布置 </p><p>　　(3)篩板數(shù)與開孔率 初取， 呈正三角形排列</p><p>　　依下式計算塔板上的開孔率</p><p>　　=10.1% 則每層塔板上的開孔面積為：</p><p>　　2

35、.6.2 篩板能校塔流體力學校核</p><p>　　板壓降的校核 氣體通過篩板壓降相當?shù)囊褐叨龋篽p=hc+hL+hσ</p><p>　　(1)干板壓降相當?shù)囊褐叨?lt;/p><p>　　取板厚，,查化工原理下圖10-45得:</p><p><b>　　Co=0.84</b></p><

36、p><b>　　m/s</b></p><p>　　hc=0.051=0.051=0.0172m液柱</p><p>　　(2)氣體穿過板上液層壓降相當?shù)囊褐叨萮l</p><p>　　相應的氣體動能因子 </p><p>　　查化工原理下圖10-46得：</p><p><b&g

37、t;　　β=0.72</b></p><p><b>　　液柱</b></p><p>　　(3)克服液體表面張力壓降相當?shù)囊褐叨萮σ</p><p><b>　　=</b></p><p>　　∴ 板壓降 hp=hc+hL+hσ=0.0172+0.0368+0.00180=0.07

38、2 m</p><p>　　本設計系常壓操作，對板壓降本身無特殊要求。</p><p>　　1 液沫夾帶量的校核 </p><p>　　ev=kg液/Kg汽</p><p>　　0.049<0.1Kg液/Kg氣</p><p>　　故在設計負荷下不會發(fā)生過量液沫夾帶。</p><p>

39、;　　2 溢流液泛條件的校核</p><p>　　溢流管中的當量清液高度可由式 計算液體沿篩板流動時,阻力損失很小,其液面落差可忽略不計,即 。</p><p>　　已知: , ，</p><p>　　故降液管內(nèi)的當量清液高度： </p><p>　　乙醇-水混合液不易起泡,取=0.5,則降液管內(nèi)泡沫層高度：</p>

40、<p>　　故不會產(chǎn)生溢流液泛。</p><p>　　液體在降液管內(nèi)停留時間的校核 </p><p>　　降液管內(nèi)的停留時間 τ=〉5s</p><p>　　不會產(chǎn)生嚴重的氣泡夾帶。</p><p><b>　　漏液點的校核 </b></p><p><b>　　

41、漏液點的孔速為：</b></p><p>　　uow=4.4*0.84=7.89(m/s)</p><p>　　篩孔氣速= (m/s)</p><p>　　塔板穩(wěn)定系數(shù) K=>1.5</p><p>　　表明具有足夠的操作彈性。</p><p>　　根據(jù)以上各項流體力學驗算，可認為設計的塔徑及各工藝尺

42、寸合適。 </p><p>　　2.7 提餾段塔板負荷性能圖</p><p>　　注:以下計算常用得,E ~~經(jīng)驗計算,</p><p>　　取E=1.0 則=2/3 </p><p>　　2.7.1 過量霧沫夾帶線</p><p>　　依下式計算: =3.2 (2-1)

43、</p><p><b>　　式中： ===</b></p><p><b>　　=(h+h)==</b></p><p>　　令=0.1kg液/kg氣，由= 17.1410, H=0.35</p><p>　　代入式(2-1)得：0.1=()</p><p>　　整理得：

44、 </p><p>　　在操作范圍中，任取幾個值，根據(jù)上式算出值列于表2-6中：</p><p><b>　　表2－6</b></p><p>　　依表中數(shù)據(jù)在作出過量液沫夾帶線(參見圖2-2) </p><p>　　2.7.2溢流液泛線</p><p>　

45、　由式 和 聯(lián)立求解。</p><p><b>　　(1) </b></p><p>　　=（）（）=（） </p><p><b>　　=（）=</b></p><p><b>　　=（h+h）=</b></p><p>　　故

46、 =++0.0018 </p><p>　　=++ 0.0338</p><p>　　(2)=0.153（）=（）= 則： </p><p>　　++ 0.0338+0.05+0.714+ </p><p>　　整理得： =14.525-146.375-79281.125 <

47、;/p><p>　　任取幾個值(2-18)式計算值，見表2-7，作出液泛線（3）</p><p><b>　　(參見2-2圖)</b></p><p><b>　　表2-7</b></p><p>　　2.7.3液相上限線</p><p>　　取液體在降液管中停留時間為8秒。&l

48、t;/p><p>　　則 ===0.0035（）</p><p>　　在=0.0035處作出垂線得液相負荷上限線，可知在圖上</p><p>　　它為與氣體流量 無關的垂直線。(參見圖2-2)</p><p>　　2.7.4漏液線（氣相負荷下限線）</p><p>　　由 h=h+h=0.05+0.714

49、</p><p>　　u=代入下式求漏液點氣速式：</p><p>　　u=4.4C </p><p><b>　　=4.40.74</b></p><p>　　將=1.437 代入上式并整理得：</p><p>　　=11.11 </p><

50、;p>　　據(jù)上式，取若干個值計算相應值,見表2-8，作漏液線</p><p><b>　　(參見圖2-2)</b></p><p><b>　　表2－8</b></p><p>　　2.7.5液相下限線</p><p>　　取平頂堰堰上液層高度=7.56，作為液相負荷下限條件，低于此下限,則不

51、能保證板上液流分布均勻。 則</p><p>　　h=2.8410E（） </p><p>　　0.00756=2.84101.01（）</p><p><b>　　整理得： </b></p><p>　　在圖上處作垂線即為液相下限線。(見圖2-2)</p><p&

52、gt;<b>　　2.7.6 操作線</b></p><p>　　P點為操作點，其坐標為：</p><p><b>　　， </b></p><p>　　OP為操作線，OP與液泛線的交點對應氣相負荷為,與漏夜線的交點對應氣相負荷為可知：</p><p><b>　　精餾段的操作彈性=&l

53、t;/b></p><p>　　3 精餾塔的附屬設備及選型</p><p>　　3.1 輔助設備的選型</p><p>　　本精餾塔選用直接蒸汽加熱，其附屬設備主要有蒸汽冷凝器、產(chǎn)品冷凝器、連接管、泵等（由于原料由上游而來，且進料時溫度為90℃,故不需預熱。）列管換熱器具有結構較簡單，加工制造比較容易，結構堅固，性能可靠，適應面廣等優(yōu)點，被廣泛應用與化工

54、生產(chǎn)中，特別是列管式換熱器在現(xiàn)階段的化工生產(chǎn)中應用最為廣泛，而且設計數(shù)據(jù)和資料較為完善，技術上比較成熟。因此,以下的冷凝器采用列管換熱器。</p><p>　　3.1.1間接接蒸汽加熱</p><p>　　本設計中，水為難揮發(fā)組分，采用間接蒸汽加熱方式，以提高傳熱效果。</p><p>　　不同溫度下水和乙醇的汽化潛熱</p><p>　　乙

55、醇 ： </p><p><b>　　水： </b></p><p><b>　　3.1.2冷凝器</b></p><p>　　采用列管式冷凝器，并使塔頂蒸汽在殼程冷凝，冷卻水在管程流動，以提高傳熱系數(shù)和便于排出凝液。</p><

56、;p><b>　　熱量衡算 </b></p><p>　　塔頂上升蒸汽的摩爾潛熱</p><p>　　冷卻水出口溫度不宜超過50否則會使溶于水中的無機鹽析出,破壞效果。</p><p>　　在30℃時，KJ/Kg·K-1 </p><p>　　設冷卻水進口溫度為20，出口溫度為40，則水的冷卻用量為

57、：</p><p><b>　　===4636.8</b></p><p>　　設傳熱方式為逆流傳熱</p><p>　　選型 查書取=1000</p><p><b>　　==</b></p><p>　　換熱器面積： A====34.789m</p>&

58、lt;p>　　查書可選G500-25-35型列管式換熱器,主要設計參數(shù)如下:</p><p>　　A=35m，管長L=3000，管程數(shù)4,公稱直徑DN=500mm，碳鋼管</p><p>　　3.1.3塔底再沸器的熱負荷</p><p>　　(1)塔底上升蒸汽的摩爾潛熱</p><p>　　(2)由于加熱蒸汽的壓力為0.3~0.5MPa

59、,操作壓力為101.3KPa所以P=101.3+500=601.3KPa.該壓力下水的汽化潛熱</p><p><b>　　水的比熱</b></p><p>　　選型 查書取=1000</p><p><b>　　=22.5</b></p><p>　　換熱器面積： A==m查書可選JB4714

60、,4715-92型列管式換熱器,主要設計參數(shù)如下:</p><p>　　A=78.2m，管長L=6000，管程數(shù)4,公稱直徑DN=500mm，</p><p><b>　　換熱器規(guī)格匯總表</b></p><p>　　3.2 塔的主要接管尺寸的選取</p><p>　　接管尺寸由管內(nèi)蒸氣、液體速度及體積流量決定。本塔的

61、接管均采用YB231-64熱扎無縫鋼管[5]。</p><p>　　3.2.1加料管管徑</p><p>　　進料管的結構類型很多，有直管進料管、T型進料管。本設計采用直管進料管。管徑計算如下： </p><p><b>　　，查標準系列選取。</b></p><p>　　3.2.2回流管管徑

62、 </p><p><b>　　采用直管回流管，取</b></p><p><b>　　，查表取。</b></p><p>　　3.2.3排液排除管徑</p><p><b>　　取，直管出</b></p><p><b>　　，查表取。<

63、;/b></p><p>　　3.2.4 塔頂蒸氣出口管徑</p><p>　　直管出氣，取出口氣速，則</p><p><b>　　，查表取。</b></p><p>　　3.2.5 飽和水蒸汽管徑</p><p><b>　　采用直管，取氣速，</b></

64、p><p><b>　　，查表取。 </b></p><p><b>　　接口管路匯總表</b></p><p><b>　　3.3輸送泵的選取</b></p><p><b>　　泵的分類</b></p><p>　　泵按作用與液體

65、的原理一般分為葉片式和容積式, 本設計使用的離心泵在化工廠是很常見的，其性能普遍適用于一般的液體輸送。因此本設計選用離心泵輸送各液體。</p><p><b>　　選泵原則</b></p><p>　　根據(jù)介質物性,已經(jīng)確定的流量,揚程,再從化工原理下冊附表中選擇泵的具體型號，察看性能參數(shù)（包括流量、揚程或壓差、效率、允許吸上高度或允許其容度）。</p>

66、<p><b>　　(1)釜液泵的選型</b></p><p><b>　　釜液流量為：</b></p><p>　　由塔高9.251m進料板高4.3m看出所需揚程，設輸送對揚程的要求不高<8.5m.</p><p>　　查表選取冷卻泵 ,如下表所示：</p><p>　　餾出液冷

67、卻水泵的選型</p><p>　　餾出液冷卻水流量為：</p><p>　　由塔高9.251m進料板高4.3m看出所需揚程，設輸送對揚程的要求不高<12.5m.</p><p>　　查表選取冷卻泵 ,如下表所示：</p><p>　　(3)進料液泵的選型</p><p><b>　　進料液流量為：<

68、;/b></p><p>　　由塔高9.251m進料板高4.3m看出所需揚程，設輸送對揚程的要求不高<12m.</p><p>　　查表選取冷卻泵 ,如下表所示：</p><p>　　4 塔高的確定及塔的其它工藝條件</p><p>　　板式塔內(nèi)裝有塔板,降液管,各物流進出口管及人孔(手孔),除沫器、噴灑器等附屬裝置。一般塔板按

69、設計板間距安裝,其它可據(jù)需求決定板間距。</p><p>　　板式塔內(nèi)裝有塔板,降液管,各物流進出口管及人孔(手孔),除沫器、噴灑器等附屬裝置。一般塔板按設計板間距安裝,其它可據(jù)需求決定板間距。</p><p>　　4.1 塔高的設計計算 </p><p>　　4.1.1 塔的頂部空間高度</p><p>　　塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)?/p>

70、一層塔盤到塔頂封頭的直線距離，塔頂部空間高度為1400mm。</p><p>　　4.1.2 塔的底部空間高度</p><p>　　塔的底部空間高度是指塔底最末一層塔盤到塔底下封頭切線的距離，取停留時間t=4min</p><p><b>　　4.1.3 人孔</b></p><p>　　取每隔7層塔板設一個人孔經(jīng)計

71、算共需要兩個人孔。取板間距</p><p>　　4.1.4 進料板</p><p><b>　　個數(shù)為.板間距</b></p><p>　　4.1.5 塔立體高度</p><p>　　4.1.2塔板結構的確定</p><p>　　塔板按結構特點，大致分為整塊式和分塊式兩類。塔徑為300-900

72、mm時，</p><p>　　一般采用整塊式；塔徑超過800-900mm時，由于鋼度，安裝，檢修等要求將</p><p>　　塔板分成數(shù)塊。本設計采用分塊式，將塔板分為四塊。（本設計篩板板面及其</p><p>　　工藝尺寸圖可參見附圖5）</p><p>　　5 設計結果概要及匯總表</p><p>　　全塔工藝設

73、計結果總匯</p><p><b>　　符號一覽表 </b></p><p><b>　　6 設計方案討論</b></p><p>　　本次課程設計不同于往常的作業(yè)，它具有多方案性，由同一思路可地多種結果。其目的是希望我們能夠綜合運用以前學過的各課程知識，通過認真的設計計算和每項項目的精心校核，提高分析問題、解決問題，理

74、論聯(lián)系實際，獨立思考問題等能力。我通過仔細計算和校核，在老師和小組成員的幫助下，得出了以上設計步驟和結果。</p><p>　　從設計結果看，本設計基本上是可行的，但仍存在一些不足之處,在此我將經(jīng)驗和不足總結如下：</p><p><b>　　經(jīng)驗：</b></p><p>　?。?）本次設計的是乙醇-水精餾塔，由于該物系非理想物系，所以不能用

75、逐板法求取理論板數(shù)，因此本設計選用畫圖法。設計中很多數(shù)據(jù)都是由x-y圖或t-x-y圖讀出。</p><p>　?。?）本設計計算中涉及到很多繁冗的公式，并且在不同書籍中對同一公式的表達有出入，這給計算帶來了一定誤差。</p><p>　　（3）在計算中，有一些計算值和實際值是有一段差距的。如：計算得出的塔效率ET=51%,而實際中可達到60-70%.由此可知，設計計算只能幫助我們設計出大概

76、規(guī)格，在實際操作中還有待修正。</p><p>　?。?）在物性計算中，一定注意要取平均值，而不能直接應用某個溫度下的物性。</p><p>　　（5）回流比與經(jīng)濟校核密切相關，回流比太大，使能耗增加；太小，則塔板數(shù)增多，塔的制造費用增加。所以，應該根據(jù)N-R關聯(lián)圖來選擇最適合的回流比。</p><p>　?。?）對塔板流體力學的驗算是一項繁冗而耗時的工作，因此要認

77、真對待，仔細計算，盡力將錯誤減小到最低值。</p><p>　?。?）塔的輔助設備設計主要是設計各換熱器。在這里主要應抓住熱量衡算這一點，求出Q值后即可求出換熱面積，就能選型了。</p><p>　?。?）從設計總體看，各設計過程和結果是相互關聯(lián)，相互影響的。對某一設計值若取的不好，就很有可能影響到后邊乃至全設計的結果。因此，在作設計時一定要統(tǒng)籌全局，不能顧此失彼。</p>

78、<p><b>　　2、不足之處</b></p><p>　?。?）本設計中對一些數(shù)據(jù)的選取均選了經(jīng)驗值或參考值，這使計算不夠精確。實際工作中應盡量查取精確值。</p><p>　　（2）本設計中有些計算是為了方便計算或受實際情況的限制不能考察的，忽略或省略了某些因素，這對計算結果會造成一定影響。在實際工作中應盡量考慮周全。</p><p

79、>　?。?）從液體在降液管中的停留時間看，停留的時間較長，這會使塔的流動受影響。但若使降液管面積減小以減小停留時間，則可能發(fā)生氣泡夾帶現(xiàn)象。因此在本設計中沒有特別調整，在實際工作中應給予重視。</p><p><b>　　3、總結</b></p><p>　　由于本人的能力有限，此次設計難免有些不足之處。但通過這次設計，我的“查閱”、“選擇”、“計算”、“設計”

80、及“表述”等能力有了很大提高，并且鞏固所學化工原理知識以及其他知識，使得所學的理論知識和實際設計聯(lián)系了起來。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。</p><p>　　更重要的是，我們應該將這些學習工作方法，以及優(yōu)良的作風帶到以后的實際工作中去。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。</p><p><b>　　參

81、考文獻</b></p><p>　　本設計中所選的物性和參數(shù)若是從《化工原理》課本上選取的，均不列出參考文獻。</p><p>　　[1]《化工設計》，第1版，婁愛娟 吳志泉 吳敘美，華東理工大學出版社，上海，2002.</p><p>　　[2]《化工工藝設計手冊》，第三版上冊，中國石化集團上海工程有限公司編.</p><p>

82、　　[3]《化工原理課程設計》，柴誠敬 李阿娜等編, 天津大學化工原理教研室， 天津科學技術出版社，天津,1994.</p><p>　　[4]《化工工藝設計手冊 下冊》，第1版，國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設計院編，化學工業(yè)出版社，北京，1986.</p><p>　　[5]《化工工藝設計手冊 上冊》，第1版，國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設計院編，化學工業(yè)出版社，北京，1986.</p>