化工原理課程設(shè)計(jì)--乙醇-水連續(xù)浮閥精餾塔的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒論……………………………………………………………………… 1</p><p>　　第二章 塔板的工藝設(shè)計(jì)………………………………………………………… 3</p><p>　　2.1 精餾塔全塔物料衡算………………………………………………… 3</p>

2、<p>　　2.2 常壓下乙醇-水氣液平衡組成（摩爾）與溫度關(guān)系………………… 3</p><p>　　2.3 理論塔板的計(jì)算……………………………………………………… 8</p><p>　　2．4 塔徑的初步計(jì)算……………………………………………………… 10</p><p>　　2.5 溢流裝置…………………………………………………………………11

3、</p><p>　　2.6 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列……………………………………………12</p><p>　　第三章 塔板的流體力學(xué)計(jì)算…………………………………………………… 14</p><p>　　3.1 氣相通過(guò)浮閥塔板的壓降………………………………………………14</p><p>　　3.2 淹塔…………………………………………

4、……………………………15</p><p>　　3.3 液沫夾帶…………………………………………………………………15</p><p>　　3.4 塔板負(fù)荷性能圖…………………………………………………………16</p><p>　　第四章 附件設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 20</p><p>　　4.1 接管………

5、………………………………………………………………21</p><p>　　4.2 筒體與封頭………………………………………………………………22</p><p>　　4.3 除沫器……………………………………………………………………22</p><p>　　4.4 裙座………………………………………………………………………22</p><p>

6、;　　4.5 吊柱………………………………………………………………………22</p><p>　　4.6 人孔………………………………………………………………………23</p><p>　　第五章 塔總體高度的設(shè)計(jì)……………………………………………………… 23</p><p>　　第六章 塔附屬設(shè)備設(shè)計(jì)………………………………………………………… 23</p

7、><p>　　6.1冷凝器的選擇……………………………………………………………23</p><p>　　6.2 進(jìn)料的選擇……………………………………………………………‥24</p><p>　　6.3 預(yù)熱器的選擇……………………………………………………………24</p><p>　　參考書目……………………………………………………………………

8、………24</p><p>　　主要符號(hào)說(shuō)明………………………………………………………………………25</p><p>　　結(jié)束語(yǔ)………………………………………………………………………………26</p><p>　?。ㄒ唬?設(shè)計(jì)題目 </p><p>　　乙醇-水連續(xù)精餾塔的設(shè)計(jì)</p><p>　?。ǘ?設(shè)

9、計(jì)任務(wù)及操作條件</p><p>　　1) 進(jìn)精餾塔的料液含乙醇30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），其余為水； </p><p>　　2) 產(chǎn)品的乙醇含量不得低于93%； 3) 殘液中乙醇含量不得高于0.5%； </p><p>　　4) 每年實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間：7200小時(shí)/年，處理量：80000噸/年；</p><p><b>　　5) 操作

10、條件 </b></p><p>　　a) 塔頂壓力： 常壓 b) 進(jìn)料熱狀態(tài)： 飽和液體進(jìn)料 (或自選) </p><p>　　c) 回流比： R=1.55Rmin d) 加熱方式：直接蒸汽 e) 單板壓降： ≤0.7kPa</p><p><b>　?。ㄈ?板類型</b></p><p>

11、<b>　　浮閥塔</b></p><p><b>　?。ㄋ模S址</b></p><p><b>　　臨沂地區(qū)</b></p><p><b>　?。ㄎ澹┰O(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書的內(nèi)容 </p><p>

12、;　　1) 精餾塔的物料衡算；</p><p>　　2) 塔板數(shù)的確定； </p><p>　　3) 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算； </p><p>　　4) 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算；</p><p>　　5) 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算；</p><p>　　6) 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算； </p>

13、<p>　　7) 塔板負(fù)荷性能圖； </p><p>　　8) 精餾塔接管尺寸計(jì)算；9）設(shè)計(jì)結(jié)果匯總</p><p>　　10) 對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的評(píng)述和有關(guān)問(wèn)題的討論。 </p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)圖紙要求 </b></p><p>　　繪制生產(chǎn)工藝流程圖（選作）； </p><p&

14、gt;　　注:常壓下乙醇-水氣液平衡組成與溫度的關(guān)系見(jiàn)課程設(shè)計(jì)教材附錄(105頁(yè))</p><p><b>　　第一章設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)分離乙醇-水的精餾塔，塔型選為浮閥塔，因?yàn)楹Y板塔與浮閥塔相比，浮閥塔有降液槽和溢流堰，氣體頂開(kāi)浮閥上升與塔盤上液體接觸，傳質(zhì)在塔盤上進(jìn)行，液體通過(guò)降液槽下降，其操作彈性較大。</p

15、><p>　　本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離乙醇-水混合物，進(jìn)料為飽和液體進(jìn)料，操作壓力是一個(gè)大氣壓。對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過(guò)預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送人精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲(chǔ)罐。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的1.5倍。塔釜采用直接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。</

16、p><p>　　第二章 塔板的工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 精餾塔全塔物料衡算</p><p>　　F：原料液流量(kmol/h) xF：原料組成（摩爾分?jǐn)?shù)，下同）</p><p>　　D：塔頂產(chǎn)品流量(kmol/h) xD：塔頂組成</p><p>　　W：

17、塔底殘液流量(kmol/h) xW：塔底組成</p><p><b>　　原料乙醇組成：</b></p><p><b>　　塔頂組成：</b></p><p><b>　　塔底組成：</b></p><p>　　進(jìn)料平均分子量：=46.07×

18、;0.144+18.02×0.856=22.06kg/kmol</p><p>　　進(jìn)料量：kmol/h</p><p>　　物料衡算式為： （1）</p><p>　　聯(lián)立代入求解：D=85.471 kmol/h W=418.206 kmol/h</p>

19、<p>　　2.2 常壓下乙醇-水氣液平衡組成（摩爾）與溫度關(guān)系</p><p><b>　　2.2.1 溫度</b></p><p>　　利用表中數(shù)據(jù)由插值法可求得tF、tD、tW。</p><p>　　tF：，tF=84.73℃</p><p>　　tD：，tD=78.25℃</p>&l

20、t;p>　　tW：，tW=99.536℃</p><p>　?、芫s段平均溫度：℃</p><p>　?、萏狃s段平均溫度：℃</p><p><b>　　2.2.2 密度</b></p><p>　　已知：混合液密度 （2）</p>&l

21、t;p>　　混合氣密度（a為質(zhì)量分率，為平均分子量） （3）</p><p>　　塔頂溫度： tD =78.25℃</p><p>　　氣相組成：, =85.09%</p><p>　　進(jìn)料溫度：tF=84.73℃</p><p>　　氣相組成：, =48.87%</p><p>　　塔底溫度：tW=99.5

22、36℃</p><p>　　氣相組成：, =1.75%</p><p><b>　　精餾段</b></p><p>　　液相組成x1：，x1=49.15%</p><p>　　氣相組成y1：，y1=66.98%</p><p>　　所以 =31.81kg/kmol</p>&l

23、t;p>　　=36.81kg/kmol</p><p><b>　?。?）提餾段</b></p><p>　　液相組成x2：，x2=7.30%</p><p>　　氣相組成y2：，y2=25.31%</p><p>　　所以 =20.07kg/kmol</p><p>　　=25.12k

24、g/kmol</p><p>　　由不同溫度下乙醇和水的密度</p><p>　　求得在與下乙醇和水的密度（單位：）</p><p><b>　　℃，， kg/m³</b></p><p><b>　　， kg/m³</b></p><p>　　同理：℃，

25、 kg/m³， kg/m³</p><p><b>　　在精餾段</b></p><p>　　液相密度： kg/m³</p><p>　　氣相密度： =1.2657kg/m³</p><p><b>　　在提餾段</b></p><p>

26、;　　液相密度： kg/m³</p><p>　　氣相密度： kg/m³</p><p>　　2.2.3 混合液體表面張力</p><p>　　二元有機(jī)物-水溶液表面張力可用下列各式計(jì)算</p><p>　　公式： （4）</p><

27、;p>　　注： （5） （6）</p><p>　?。?） （8）</p><p>　?。?） （10）</p><p>　?。?1） （12） （13）</p><p>　　式中下角標(biāo)w、o、s分別代表水、有機(jī)物及表面部分，

28、Xw、Xo指主體部分的分子數(shù)，、指主體部分的分子體積，、為水、有機(jī)物的表面張力，對(duì)乙醇q=2。</p><p><b>　　精餾段：℃</b></p><p><b>　　cm3/mol</b></p><p><b>　　dm3/mol</b></p><p><b&g

29、t;　　乙醇表面張力：，</b></p><p><b>　　水表面張力：，</b></p><p><b>　　塔頂表面張力：</b></p><p>　　因?yàn)?， 所以 </p><p>　　聯(lián)立方程組 </p><p>　　代

30、入解得： </p><p><b>　　， </b></p><p><b>　?、谔狃s段：℃</b></p><p><b>　　cm3/mol</b></p><p><b>　　dm3/mol</b></p><

31、;p><b>　　乙醇表面張力：， </b></p><p><b>　　水表面張力：， ，</b></p><p>　　因?yàn)?， 所以 </p><p>　　聯(lián)立方程組 </p><p><b>　　代入解得： </b><

32、;/p><p><b>　　故</b></p><p>　　2.2.4 混合物的粘度</p><p>　　不同溫度下乙醇和水的粘度如下表：</p><p>　　℃，利用插值法得： mPa·s， mPa·s</p><p>　　℃，查表得： mPa·s， mPa·

33、s</p><p><b>　　精餾段粘度</b></p><p><b>　　mPa·s</b></p><p><b>　　提餾段粘度</b></p><p><b>　　mPa·s</b></p><p>

34、　　2.2.5.相對(duì)揮發(fā)度</p><p>　　①精餾段揮發(fā)度：由，得，</p><p>　　所以 （14）</p><p>　　提餾段揮發(fā)度：由，得，</p><p>　　所以 （15）</p><p>　　2.2

35、.6.氣液相體積流量計(jì)算</p><p>　　根據(jù)x-y圖得： 所以 </p><p><b>　　取</b></p><p>　　（1）精餾段： kmol/s （16）</p><p>　　kmol/s （17）</p><p>　　已知： kg/kmol，

36、 kg/kmol</p><p>　　kg/m³， kg/m³</p><p>　　質(zhì)量流量： kg/s （18）</p><p>　　kg/s （19）</p><p>　　體積流量： m³/s （20）<

37、/p><p>　　m³/s （21）</p><p>　?。?）提餾段：因本設(shè)計(jì)為飽和液體進(jìn)料，所以q=1</p><p>　　kmol/s （22）</p><p>　　kmol/s （23）</p>

38、<p>　　已知： kg/kmol， kg/kmol</p><p>　　kg/m³， kg/m³</p><p>　　質(zhì)量流量： kg/s （24）</p><p>　　kg/s （25）</p><p>　　體積流量： m³/s

39、 （26）</p><p>　　m³/s （27）</p><p>　　2.3 理論塔板的計(jì)算</p><p>　　理論板：指離開(kāi)這種板的氣液兩相互成平衡，而且塔板上液相組成均勻。</p><p>　　理論板的計(jì)算方法：可采用逐板計(jì)算法、圖解法，本次實(shí)

40、驗(yàn)采用圖解法。</p><p>　　根據(jù)1.103×105Pa下，乙醇-水的氣液平衡組成關(guān)系可繪出平衡曲線即x-y曲線圖，泡點(diǎn)進(jìn)料，所以q=1，即q為一直線，本平衡具有下凹部分，操作線尚未落到平衡線前，已與平衡線相切。，操作回流比</p><p>　　已知：精餾段操作線方程：</p><p><b>　　精餾段操作線方程：</b>&l

41、t;/p><p>　　在圖上作操作線，由點(diǎn)（0.839，0.839）起在平衡線與操作線間畫階梯，過(guò)精餾段操作線與q線交點(diǎn)，直到階梯與平衡線交點(diǎn)小于0.000196為止，由此得到理論板NT=18塊，加料板為第15塊理論板。</p><p>　　板效率與塔板結(jié)構(gòu)、操作條件、物質(zhì)的物理性質(zhì)及流體性質(zhì)有關(guān)，它反映了實(shí)際塔板上傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行的程度。板效率可用奧康奈爾公式計(jì)算。

42、 （29）</p><p>　　注：——塔頂與塔底平均溫度下的相對(duì)揮發(fā)度</p><p>　　——塔頂與塔底平均溫度下的液體粘度mPa·s</p><p><b>　　（1）精餾段</b></p><p><b>　　已知：

43、，mPa·s</b></p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　故塊</b></p><p><b>　?。?）提餾段</b></p><p>　　已知：， mPa·s</p><p><

44、;b>　　所以：</b></p><p><b>　　故塊</b></p><p>　　全塔所需實(shí)際塔板數(shù)：塊</p><p>　　全塔效率加料板位置在第30塊板。</p><p>　　2.4 塔徑的初步計(jì)算</p><p><b>　　2.4.1精餾段</b&g

45、t;</p><p>　　由=（安全系數(shù)）×，安全系數(shù)=0.6-0.8，式中C可由史密斯關(guān)聯(lián)圖查出： （30）</p><p><b>　　橫坐標(biāo)數(shù)值：</b></p><p>　　取板間距： m， m，則 m</p><p>&l

46、t;b>　　查圖可知： </b></p><p><b>　　m/s</b></p><p><b>　　m/s</b></p><p>　　m 圓整： m</p><p><b>　　橫截面積： m2</b></p><p&

47、gt;<b>　　空塔氣速： m/s</b></p><p><b>　　2.4.2 提餾段</b></p><p><b>　　橫坐標(biāo)數(shù)值：</b></p><p>　　取板間距： m， m，則 m</p><p><b>　　查圖可知： </b>&

48、lt;/p><p><b>　　m/s</b></p><p><b>　　m/s</b></p><p>　　m 圓整： m</p><p><b>　　橫截面積： m2</b></p><p><b>　　空塔氣速： m/s</

49、b></p><p><b>　　2.5 溢流裝置</b></p><p><b>　　2.5.1 堰長(zhǎng)</b></p><p><b>　　取 m</b></p><p>　　出口堰高：本設(shè)計(jì)采用平直堰，堰上液高度按下式計(jì)算</p><p>　　

50、（近似取E=1） （30）</p><p>　?。?）精餾段 m</p><p><b>　　m</b></p><p>　?。?）提餾段 m</p><p><b>　　m</b></p><p>　　2.5.2 弓

51、形降液管寬度和橫截面積</p><p><b>　　查圖得：，</b></p><p><b>　　則 m2， m</b></p><p>　　驗(yàn)算降液管內(nèi)停留時(shí)間：</p><p>　　精餾段： s （31）</p><p>　

52、　提餾段： s （32）</p><p>　　停留時(shí)間>5s，故降液管可用。</p><p>　　2.5.3 降液管底隙高度</p><p><b>　?。?）精餾段</b></p><p>　　取降液管底隙的流速 m/s，則 m</p><p&

53、gt;<b>　?。?）提餾段</b></p><p>　　取降液管底隙的流速 m/s，則 m</p><p>　　因?yàn)椴恍∮?0mm，故滿足要求。</p><p>　　2.6 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列</p><p>　　2.6.1 塔板分布</p><p>　　本設(shè)計(jì)塔徑D=2m，采用分塊

54、式塔板，以便通過(guò)人孔裝拆塔板。</p><p>　　2.6.2 浮閥數(shù)目與排列</p><p><b>　?。?）精餾段</b></p><p>　　取閥孔動(dòng)能因子，則孔速為 m/s（33）</p><p>　　每層塔板上浮閥數(shù)目為 個(gè) （34）</p><p>　　取邊緣區(qū)寬度 m，破沫

55、區(qū)寬度 m</p><p>　　計(jì)算塔板上的鼓泡區(qū)面積，即 （35）</p><p>　　其中 m （36）</p><p>　　m （37）</p><p><b>　　所以 m2</b></p><

56、;p>　　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t=75mm</p><p>　　則排間距： m=103mm （38）</p><p>　　考慮到塔的直徑較大，必須采用分塊式塔板，二各分塊的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡區(qū)面積，因此排間距不宜采用103mm，而應(yīng)小些。故取mm=0.065m，按t=75mm，mm，以等腰三角形叉排作圖，

57、排的浮閥數(shù)290個(gè)。</p><p>　　按N=290重新核算孔速及閥孔動(dòng)能因子：</p><p><b>　　m/s，</b></p><p>　　閥孔動(dòng)能因子變化不大，仍在9-13范圍內(nèi)，塔板開(kāi)孔率= （39）</p><p><b>　

58、?。?）提餾段</b></p><p>　　取閥孔動(dòng)能因子，則 m/s （40）</p><p>　　每層塔板上浮閥數(shù)目為個(gè) （41）</p><p>　　按t=75mm，估算排間距：m=123mm （42）</p><p>　　取mm，以等腰三角形叉排作圖，排的浮閥數(shù)240個(gè)。</p>

59、;<p>　　按N=240重新核算孔速及閥孔動(dòng)能因子：</p><p><b>　　m/s，</b></p><p>　　閥孔動(dòng)能因子變化不大，仍在9-13范圍內(nèi)，塔板開(kāi)孔率= （43）</p><p>　　第三章 塔板的流體力學(xué)計(jì)算</p>&

60、lt;p>　　3.1 氣相通過(guò)浮閥塔板的壓降</p><p>　　可根據(jù)計(jì)算 （44）</p><p><b>　　1.精餾段</b></p><p>　?、?干板阻力 m/s （45）</p>&

61、lt;p>　　因故 （46）</p><p><b>　?、?板上氣液層阻力</b></p><p>　　取， （47）</p><p>　?、?液體表面張力所造成的阻力</p><p>　　此阻力很小，可忽略不計(jì)，因

62、此與氣體流經(jīng)塔板的壓降相當(dāng)?shù)母叨葹?lt;/p><p><b>　　（48）</b></p><p><b>　?。?9）</b></p><p><b>　　2.提留段</b></p><p>　　⑴ 干板阻力 m/s （50）<

63、/p><p>　　因，故 （51）</p><p>　?、?板上充氣液層阻力。取， （52）</p><p>　?、?表面張力所造成的阻力</p><p>　　此阻力很小，可忽略不計(jì)，因此與氣體流經(jīng)塔板的壓降相當(dāng)?shù)母叨葹椋?（53

64、）</p><p><b>　　3.2 淹塔</b></p><p>　　為防止發(fā)生淹塔現(xiàn)象，要求控制降液管中清液高度 （54）</p><p><b>　　1、精餾段</b></p><p>　?、?單層氣體通過(guò)塔板壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨?lt;/p><p>　?、?液體通過(guò)降

65、液管的壓頭損失：</p><p><b>　?。?5）</b></p><p>　　⑶ 板上液層高度：，則，（56）</p><p><b>　　取，已選定， </b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　可見(jiàn)，所以符合防止淹塔的

66、要求</p><p><b>　　2、提留段</b></p><p>　?、?單板壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨?lt;/p><p>　?、?液體通過(guò)降液管的壓頭損失</p><p><b>　?。?7）</b></p><p>　?、?板上液層高度：，則（58）</p>&

67、lt;p>　　取，則 （59）</p><p>　　可見(jiàn)，所以符合防止淹塔的要求</p><p><b>　　3.3 霧沫夾帶</b></p><p><b>　　1、精餾段</b></p><p>　　泛點(diǎn)率= （60）&l

68、t;/p><p>　　板上液體流經(jīng)長(zhǎng)度： </p><p><b>　　板上液流面積： </b></p><p>　　查物性系數(shù) K=1.0，泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)圖</p><p><b>　　泛點(diǎn)率=</b></p><p>　　對(duì)于大塔，為了避免過(guò)量物沫夾帶，應(yīng)控制泛點(diǎn)率不超過(guò)80%

69、，由以上計(jì)算可知，無(wú)沫夾帶能夠滿足的要求。</p><p><b>　　2.提留段</b></p><p>　　取物性系數(shù)K=1.0，泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)圖</p><p><b>　　泛點(diǎn)率=</b></p><p>　　由計(jì)算可知符合要求。</p><p>　　3.4 塔板負(fù)荷性

70、能圖</p><p><b>　　1、霧沫夾帶線</b></p><p>　　泛點(diǎn)率= （62）</p><p>　　據(jù)此可作出負(fù)荷性能圖中的物沫夾帶線，按泛點(diǎn)率80%計(jì)算</p><p><b>　?、?精餾段</b></p>

71、;<p>　　整理得： （63）</p><p>　　由上可知物沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)任取兩個(gè)值，算出</p><p><b>　?、?提留段</b></p><p>　　整理得： （64）</p>

72、<p><b>　　2、液泛線</b></p><p><b>　?。?5）</b></p><p>　　由此確定液泛線，忽略式中的，</p><p><b>　?。?6）</b></p><p>　　而

73、 （67）</p><p>　　精餾段0.52=2.67</p><p>　?、?提留段0.251=5.34</p><p>　　整理得： （68）</p><p><b>　　3、液相負(fù)荷上限</b></p><p>　　

74、液體的最大流量應(yīng)保證降液管中停留時(shí)間不低于35s</p><p>　　液體降液管內(nèi)停留時(shí)間 （70）</p><p>　　以Q=5s作為液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間的下限，則</p><p>　　m3/s （71）</p><p><b>　　

75、4、漏液線</b></p><p>　　對(duì)于型重閥，依作為規(guī)定氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)，則（72）</p><p>　?、?精餾段 m3/s</p><p>　　⑵ 提留段 m3/s</p><p><b>　　5、液相負(fù)荷下限</b></p><p>　　取堰上液層高度作為液相負(fù)荷下限條件

76、作出液相負(fù)荷下限線，該線為與氣相流量無(wú)關(guān)的豎直線。</p><p>　　，取E=1.0 （73）</p><p><b>　　則 m3/s</b></p><p>　　由以上15作出塔板負(fù)荷性能圖。可以看出</p><p>　?、?在任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷下的操作點(diǎn)p（設(shè)

77、計(jì)點(diǎn)）處在適宜操作區(qū)內(nèi)的位置；</p><p>　　⑵ 塔板的氣相負(fù)荷上限完全由物沫夾帶控制操作下限由漏液控制；</p><p>　?、?按固定的液氣比，由圖可查出塔板的氣相負(fù)荷上限 m3/s，氣相負(fù)荷下限m3/s</p><p>　　所以精餾段操做彈性=，提餾段操做彈性=</p><p>　　浮閥塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果</p>&

78、lt;p><b>　　第四章 塔附件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1 接管</b></p><p><b>　　1、進(jìn)料管</b></p><p>　　進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進(jìn)料管，彎管進(jìn)料管，本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管。</p><p><b>

79、;　　管徑計(jì)算：</b></p><p>　　,取=1.6m/s，kg/m3 （74）</p><p><b>　　m3/s</b></p><p><b>　　查表取</b></p><p><b>　　2、回流管</b>&

80、lt;/p><p>　　采用直管回流管，取 m/s （75）</p><p><b>　　m3/s</b></p><p><b>　　查表取</b></p><p><b>　　3、塔釜出料管</b></p><p&

81、gt;　　取m/s，直管出料，m3/s </p><p><b>　　查表取</b></p><p><b>　　4、塔頂蒸汽出料管</b></p><p>　　取直管出氣，取出口管速 ，則</p><p><b>　　查表取</b></p><p>&

82、lt;b>　　5、法蘭</b></p><p>　　由于常壓操作，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，由不同的公稱直徑選用相應(yīng)的法蘭</p><p><b>　　⑴ 進(jìn)料管法蘭： </b></p><p><b>　?、?回流管法蘭： </b></p><p>　?、?塔釜出料管法蘭： &l

83、t;/p><p>　　⑷ 塔頂蒸汽管法蘭：</p><p>　?、?塔釜蒸汽進(jìn)氣法蘭： </p><p><b>　　4.2 簡(jiǎn)體與封頭</b></p><p>　　1、簡(jiǎn)體 （76）</p><p>　　壁厚選6mm，所用材質(zhì)為</p>

84、<p><b>　　2、封頭</b></p><p>　　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，由公稱直徑，查得曲面高度,直邊高度，內(nèi)表面積，容積，選用封頭， </p><p><b>　　4.3 除沫器</b></p><p>　　當(dāng)空塔氣速較大，塔頂帶液現(xiàn)象嚴(yán)重，以及工藝過(guò)程中不許出現(xiàn)氣

85、速夾帶霧滴的情況下，設(shè)置除沫器，以減少液體夾帶損失，確保氣體純度，保證后續(xù)設(shè)備的正常操作。常用除沫器有折流式除沫器，絲網(wǎng)除沫器以及程流除沫器。本設(shè)計(jì)采用絲網(wǎng)除沫器，其具有比表面積大，重量輕、空隙大及使用方便等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　設(shè)計(jì)全速，選取，系數(shù)=0.107 （77）</p><p><b>　　m/s</b></p

86、><p><b>　　除沫器直徑</b></p><p>　　選取不銹鋼除沫器：類型：標(biāo)準(zhǔn)型，規(guī)格：10-100，材料：不銹鋼絲網(wǎng)（）</p><p><b>　　4.4 裙座</b></p><p>　　塔底常用裙座的結(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

87、采用圓筒形。由于群座內(nèi)徑>800mm,故群座壁厚取16mm。</p><p><b>　　基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)經(jīng)： </b></p><p><b>　　基礎(chǔ)環(huán)外經(jīng)： </b></p><p>　　圓整：=1800mm，=2400mm.基礎(chǔ)環(huán)厚度，考慮到腐蝕余量，腐蝕余量取18mm，考慮到再沸器，群座高度取2.5m，地角螺栓直徑

88、取M30.</p><p><b>　　4.5 吊柱</b></p><p>　　對(duì)于較高的室外無(wú)框架的整體塔，在塔頂設(shè)置吊柱，對(duì)于補(bǔ)充和更換填料、安裝和拆卸內(nèi)件，既經(jīng)濟(jì)又方便的一項(xiàng)措施，一般取15m以上的塔物設(shè)吊柱，本設(shè)計(jì)中高度大，因此設(shè)吊柱。因設(shè)計(jì)塔徑D=2000mm，可選用吊柱600kg，s=1000mm，l=3500mm，H=1000mm，材料為。</p

89、><p><b>　　4.6 人孔</b></p><p>　　人孔是安裝和檢修人員進(jìn)出塔的惟一通道，人空的設(shè)置應(yīng)便于人進(jìn)入任一層塔板，由于設(shè)置人孔處塔間距離大，且人孔設(shè)備過(guò)多會(huì)使制造時(shí)塔體的彎曲度難以達(dá)到要求，一般每隔10-20塊塔板才設(shè)一個(gè)人孔，本塔總共37塊板，需設(shè)置3個(gè)人孔，每個(gè)孔直徑為450mm，在設(shè)置人孔處，板間距為600mm，裙座上應(yīng)開(kāi)設(shè)2個(gè)人孔，直徑450

90、mm，人孔慎入塔內(nèi)部應(yīng)與他內(nèi)壁修平，其邊緣需倒裝和磨圓，人孔法蘭的密封形狀及墊片用材，一般與塔的接管法蘭相同，本設(shè)計(jì)也是如此。</p><p>　　第五章 塔總體高度的設(shè)計(jì)</p><p>　　一、塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)谝粚铀P到塔頂封頭的直線距離，取除沫器到第一板的間距為600mm，頂部空間高度為1200mm</p><p>　　二、塔的底部空間高度是指塔底最

91、末一層塔盤到塔底封頭的直線距離，釜液停留時(shí)間取5s。 </p><p><b>　?。?8）</b></p><p><b>　?。?9）</b></p><p>　　塔立體高度 （80）</p><p><b>　　（81）</b></p><p&

92、gt;<b>　　塔附屬設(shè)備設(shè)計(jì)</b></p><p>　　6.1 冷凝器的選擇</p><p>　　6.1.1 確定冷凝器的熱負(fù)荷 </p><p><b>　　（82）</b></p><p>　　上式中的，為塔頂混合物的汽化潛熱。</p><p><b>　

93、　kJ/h</b></p><p><b>　　kJ/h</b></p><p>　　6.1.2 冷凝器的選擇</p><p>　　有機(jī)物蒸汽冷凝器的設(shè)計(jì)選用的總體傳熱系數(shù)一般范圍為5001500kcal/(㎡h℃)</p><p>　　本設(shè)計(jì)取 K=700 kcal/(㎡h℃)=2926J/(㎡h℃)

94、 </p><p>　　出料液溫度：78.237℃（飽和氣）→78.273℃（飽和液）</p><p>　　冷卻水溫度：20℃→35℃</p><p>　　逆流操作：=58.273℃，=43.237℃</p><p><b>　　℃</b></p><p>　　傳熱

95、面積： （84）</p><p><b>　　6.2泵的計(jì)算</b></p><p>　　6.2.1 確定輸送系統(tǒng)的流量與壓頭</p><p>　　以進(jìn)料泵為例，由以上可知，，</p><p>　　設(shè)料液面至加料孔為10m，標(biāo)準(zhǔn)彎頭兩個(gè)，回彎頭一個(gè)，球心閥（全開(kāi)）一個(gè)，則有關(guān)管件的

96、局部阻力系數(shù)分別是： 進(jìn)口突然收縮：，標(biāo)準(zhǔn)彎頭：，</p><p>　　回彎頭：，球心閥（全開(kāi)）：</p><p>　　則總的局部阻力系數(shù)為：</p><p>　　有進(jìn)料液：，根據(jù)， ，</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　則 </b>&l

97、t;/p><p>　　對(duì)于水力光滑管，當(dāng)時(shí)，摩擦系數(shù)可由下式計(jì)算：</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　兩截面之間列柏努力方程求泵的揚(yáng)程：</p><p><b>　　流量 </b></p

98、><p>　　6.2.2 選擇泵的類型與型號(hào)</p><p>　　根據(jù)輸送液體的性質(zhì)和操作條件選IS型泵，文獻(xiàn)[4]所選進(jìn)料泵的型號(hào)為:IS 50-32-125，</p><p>　　表5-5 進(jìn)料泵的性能參數(shù)</p><p>　　6.3.原料預(yù)熱器的設(shè)計(jì)</p><p>　　管層走物料，殼層走水，選取K=300 w/m

99、2·K,選用1200C飽和水蒸氣加熱</p><p>　　進(jìn)料液：200C950C</p><p>　　水：1200C1200C</p><p><b>　　，</b></p><p>　　因?yàn)镼F=2.09×106kJ/h=5.806×105J/s</p><p>

100、<b>　　所以A=</b></p><p><b>　　參考書目</b></p><p><b>　　教材：</b></p><p>　　1.《化工原理》（上，下冊(cè)）譚天恩 竇梅 周明華 編著?；瘜W(xué)工業(yè)出版社（第三版） 2009年4月第21次印刷</p><p>　　2.《化

101、工原理》王志魁編著 化學(xué)工業(yè)出版社（第二版）2002年2月第9次印刷</p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　1.《化工原理》（新版）上下冊(cè) 姚玉英主編天津大學(xué)出版社1999年8月第1版</p><p>　　2.《化工原理》上、下冊(cè) 蔣維鈞主編 清華大學(xué)出版社 2003年2月第二版</p>&l

102、t;p>　　3.《化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 任曉光主編 化學(xué)工業(yè)出版社2009年1月</p><p>　　4.《化工原理課程設(shè)計(jì)》 王國(guó)勝主編 大連理工大學(xué)出版社 2005年2月</p><p>　　5.《化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》 賀匡國(guó)主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2002年8月</p><p>　　6.《化學(xué)工程手冊(cè)》.北京:化學(xué)業(yè)出版社,1991<

103、/p><p>　　7.《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程教材》 匡國(guó)柱，史啟才主編 化學(xué)工業(yè)出版社，2005年1月</p><p><b>　　主要符號(hào)說(shuō)明</b></p><p>　　F：原料液流量(kmol/h) ：原料組成（摩爾分?jǐn)?shù)）</p><p>　?。哼M(jìn)料溫度（℃）

104、 D ：塔頂產(chǎn)品流量(kmol/h) </p><p>　?。核斀M成（摩爾分?jǐn)?shù)） ：塔頂溫度（℃）</p><p>　　W：塔底殘液流量(kmol/h) ：塔底組成（摩爾分?jǐn)?shù)）</p><p>　?。核诇囟龋ā妫?：密度（kg/m³）&

105、lt;/p><p>　?。浩骄栙|(zhì)量（kg/kmol） ：表面張力（N/m2）</p><p>　?。赫扯龋╩Pa·s） R：回流比</p><p>　　：相對(duì)揮發(fā)度 ：塔板效率</p><p>　?。焊￠y數(shù)

106、 ：理論板數(shù)（塊）</p><p>　?。簩?shí)際板數(shù)（塊） ：流速（m/s）</p><p>　?。洪y孔氣速（m/s） ：臨界閥孔氣速（m/s）</p><p>　　:液體質(zhì)量流量（kg/s） :氣體質(zhì)量流量（kg/s）</p><p>　　

107、：液體體積流量（m³/s） ：氣體體積流量（m³/s）</p><p>　?。貉唛L(zhǎng)（m） ：降液管底隙高（m）</p><p>　　:堰高（m） ：堰上液高度（m）</p><p>　?。喊迳弦簩痈叨龋╩） ：板間距（m

108、）</p><p>　　:降液管內(nèi)清液層高度（m） ：降液管寬度（m）</p><p>　　：降液管橫截面積（m2） ：塔截面積（m2）</p><p>　?。洪y孔動(dòng)能因子 ：邊緣區(qū)寬度（m）</p><p>　?。浩颇瓍^(qū)寬度（m） ：孔心距（m）&l

109、t;/p><p>　?。号砰g距（m） ：?jiǎn)伟鍓航担≒a）</p><p>　?。阂后w在降液管內(nèi)停留時(shí)間（s） Q：熱量（kJ/h）</p><p>　　r：汽化潛熱（kJ/kg） H：全塔高度（m）</p><p><b>　　D：塔徑（m）</b><

110、/p><p>　　下標(biāo)說(shuō)明：L：液相 V：氣相</p><p>　　1：精餾段 2：提留段</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)兩周的時(shí)間得以完成，主要包括目錄、緒論、設(shè)計(jì)方案、浮閥塔的工藝計(jì)算等內(nèi)容，主要通過(guò)上網(wǎng)搜集資料、查找統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)的整合計(jì)算、文字的篩

111、選以及上機(jī)調(diào)試等部分組成，在此基礎(chǔ)上形成了該課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)框架，最后由本人加以總結(jié)整合，提出了相關(guān)設(shè)計(jì)方案，具體內(nèi)容在課程設(shè)計(jì)各章節(jié)均有所體現(xiàn)。本次課程設(shè)計(jì)讓我取得了很多收獲。</p><p>　　首先，通過(guò)課程設(shè)計(jì)資料的搜索以及對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算，讓我對(duì)化工原理有了更加清晰、更加深刻的認(rèn)識(shí)，課程設(shè)計(jì)本身的完成過(guò)程，其實(shí)也是自己對(duì)化工原理輪廓的理解，對(duì)內(nèi)容的把握的過(guò)程，這樣可以更加豐富的了解了化工原理的全貌，對(duì)自己的專

112、業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)也更加深刻，不在浮于表面。</p><p>　　其次，通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，提高了我的邏輯思維能力以及對(duì)材料的整合和篩選能力，這對(duì)于我今后的研究和學(xué)習(xí)有很大的幫助，通過(guò)了整個(gè)課程設(shè)計(jì)方案的描述，讓我更加全面的拓寬自己的思考能力。</p><p>　　最后，課程設(shè)計(jì)讓我更加重視實(shí)踐，重視對(duì)實(shí)際工作的關(guān)注，有利于提高我理論聯(lián)系實(shí)際的能力。通過(guò)這次學(xué)習(xí)，我知道了如何去自覺(jué)學(xué)習(xí)，如何去體驗(yàn)實(shí)

113、踐的成果，如何在實(shí)踐中后享受勝利的喜悅。</p><p>　　但是，課程設(shè)計(jì)的完成并不代表我自身學(xué)習(xí)的終止，在完成過(guò)程中我發(fā)現(xiàn)自己有很多缺點(diǎn)不足。另外，大量的內(nèi)容也暴露出自己知識(shí)面窄，對(duì)實(shí)踐活動(dòng)的能力不強(qiáng)等諸多問(wèn)題，我想困難和挑戰(zhàn)才是激發(fā)自己前進(jìn)的動(dòng)力，自己也將會(huì)在今后的學(xué)習(xí)和生活中，劈荊斬浪，挑戰(zhàn)自我。</p><p>　　化工原理課程設(shè)計(jì)的完成對(duì)我來(lái)說(shuō)有深刻的意義，我衷心感謝張杰老師的