2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  化工原理課程設計</b></p><p>  題 目:甲醇—水精餾分離板式塔設計</p><p>  2012年 2月 14日 </p><p>  化工原理課程設計任務書</p><p><b>  一、設計題目</b></p><p>

2、  甲醇-水精餾分離板式塔設計</p><p>  二、設計任務及操作條件</p><p><b>  1.設計任務</b></p><p>  生產(chǎn)能力(進料量) 30000 噸/年</p><p>  操作周期 7200 小時/年</p><p>  

3、進料組成 10% (質量分率,下同)</p><p>  塔頂產(chǎn)品組成 ≥42% </p><p>  塔底產(chǎn)品組成 ≤0.9% </p><p><b>  2.操作條件</b></p><p>  操作壓力 塔頂為常壓

4、 </p><p>  進料熱狀態(tài) 泡點進料(q=1) </p><p>  加熱蒸汽 低壓蒸汽 </p><p>  3.設備型式 篩板塔板 </p><p>  4.廠址 安 徽 地 區(qū) </p><p>

5、;<b>  三、設計內(nèi)容</b></p><p>  1.設計方案的選擇及流程說明</p><p><b>  2.塔的工藝計算</b></p><p>  3.主要設備工藝尺寸設計</p><p> ?。?)塔徑、塔高及塔板結構尺寸的確定</p><p>  (2)塔板的

6、流體力學校核</p><p> ?。?)塔板的負荷性能圖</p><p> ?。?)總塔高、總壓降及接管尺寸的確定</p><p>  4.輔助設備選型與計算</p><p><b>  5.設計結果匯總</b></p><p><b>  6.設計評述</b></p&

7、gt;<p>  7.工藝流程圖及精餾工藝條件圖</p><p><b>  主要符號說明:</b></p><p><b>  英文字母</b></p><p>  —塔板開孔區(qū)面積,m2;</p><p>  —降液管截面積,m2;</p><p>  —篩

8、孔總面積,m2;</p><p><b>  —塔截面積,m2;</b></p><p>  —計算時的負荷系數(shù),;</p><p><b>  —負荷因子, ;</b></p><p><b>  —篩孔直徑,m;</b></p><p><b&

9、gt;  —塔徑,m;</b></p><p>  —液沫夾帶量,kg液/kg氣;</p><p><b>  —全塔效率;</b></p><p>  —氣相動能因子,; </p><p>  —重力加速度,9.81;

10、</p><p>  —降液管底隙高度,m;</p><p><b>  —干板阻力,m;</b></p><p>  —氣體通過每層塔板的液柱高m;</p><p>  —塔板上鼓泡層高度,m;</p><p>  —液體表面張力的阻力,m;</p><p>  —氣體通

11、過液層的阻力,m;</p><p><b>  —溢流堰高度,m;</b></p><p>  —板上液層高度,m;</p><p>  —降液管內(nèi)的清液高度,m;</p><p><b>  —板間距,m;</b></p><p><b>  —人孔間距,m;&l

12、t;/b></p><p><b>  —塔底空間,m;</b></p><p><b>  —塔頂空間,m;</b></p><p>  —穩(wěn)定系數(shù),無因次;</p><p><b>  —溢流堰長度,m;</b></p><p><b&g

13、t;  —液體體積流量,;</b></p><p><b>  —篩孔數(shù)目;</b></p><p><b>  —理論塔板數(shù);</b></p><p><b>  —實際塔板數(shù);</b></p><p>  —操作壓力,pa; </p><p&

14、gt;<b>  —壓力降,pa;</b></p><p>  —篩孔的中心距,m;</p><p><b>  —空塔氣速, ;</b></p><p><b>  —泛點氣速,;</b></p><p>  —通過有效傳質區(qū)的氣速,;</p><p>

15、;  —氣體通過篩孔的速度,;</p><p><b>  —漏液點氣速,;</b></p><p><b>  —氣體體積流量,;</b></p><p><b>  —安定區(qū)寬度,m;</b></p><p><b>  —邊緣區(qū)寬度,m;</b>&l

16、t;/p><p><b>  —液相摩爾分數(shù);</b></p><p><b>  —氣相摩爾分數(shù);</b></p><p><b>  —塔高,m;</b></p><p><b>  希臘字母</b></p><p><b&g

17、t;  —揮發(fā)度;</b></p><p>  —充氣系數(shù),無因次;</p><p><b>  —篩板厚度,m;</b></p><p>  —液體在降液管內(nèi)停留時間,s;</p><p><b>  —黏度,;</b></p><p><b>  —

18、密度, ;</b></p><p><b>  —表面張力,;</b></p><p>  —開孔率或孔流系數(shù),無因次;</p><p><b>  下標</b></p><p><b>  —最大的;</b></p><p><b&g

19、t;  —最小的;</b></p><p><b>  —液相的;</b></p><p><b>  —氣相的</b></p><p><b>  目 錄</b></p><p><b>  1 引言6</b></p>&l

20、t;p>  1.1 設計依據(jù)6</p><p>  1.2 設計任務及要求6</p><p><b>  2 計算過程7</b></p><p>  2.1 塔型選擇7</p><p>  2.2 操作條件的確定7</p><p>  2.2.1 操作壓力7</p>

21、<p>  2.2.2 進料狀態(tài)8</p><p>  2.2.3 加熱方式8</p><p>  2.2.4 熱能利用8</p><p>  2.3 有關的工藝計算8</p><p>  2.3.1 塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量、釜殘液量及加熱蒸汽量10</p><p>  2.3.2 全凝器冷凝介質的消耗量

22、10</p><p>  2.3.3 熱能利用10</p><p>  2.3.4 預熱器消耗量11</p><p>  2.3.5 理論塔板數(shù)的確定11</p><p>  2.3.6 操作壓力12</p><p>  2.3.7 全塔效率的估算12</p><p>  2.3.8

23、實際塔板數(shù)NP13</p><p>  2.4 精餾塔具體尺寸13</p><p>  2.4.1 液相平均密度14</p><p>  2.4.2 氣相的平均密度14</p><p>  2.4.3 液相表面張力15</p><p>  2.4.4 汽、液相負荷(體積流量)15</p>&l

24、t;p>  2.4.5 精餾塔塔體工藝尺寸16</p><p>  2.5 塔板主要工藝尺寸的計算17</p><p>  2.5.1 溢流裝置17</p><p>  2.5.2 塔板布置20</p><p>  2.6 篩板的流體力學驗算21</p><p>  2.6.1 塔板壓降21</

25、p><p>  2.6.2 液面落差22</p><p>  2.6.3 液沫夾帶量22</p><p>  2.6.4 漏液22</p><p>  2.6.5 液泛23</p><p>  2.7 塔板負荷性能圖23</p><p>  2.7.1 漏液線23</p>

26、<p>  2.7.2 液沫夾帶線23</p><p>  2.7.3 液相負荷下限線24</p><p>  2.7.4 液相負荷上限線24</p><p>  2.7.5 液泛線25</p><p>  2.8 各接管尺寸的確定26</p><p>  2.8.1 進料管26</p>

27、;<p>  2.8.2釜殘液出料管27</p><p>  2.8.3塔頂上升蒸汽管27</p><p>  2.8.4水蒸汽進口管28</p><p>  2.8.5離心泵的選擇28</p><p>  3 設計結果匯總28</p><p><b>  4 結論30</b&

28、gt;</p><p><b>  1 引言</b></p><p>  甲醇—水工業(yè)上最常見的溶劑,也是非常重要的化工原料之一,是無色、無毒、無致癌性、污染性和腐蝕性小的液體混合物。因其良好的理化性能,而被廣泛地應用于化工、日化、醫(yī)藥等行業(yè)。近些年來,由于燃料價格的上漲,甲醇燃料越來越有取代傳統(tǒng)燃料的趨勢,且已在鄭州、濟南等地的公交、出租車行業(yè)內(nèi)被采用。山東業(yè)已推出

29、了推廣燃料甲醇的法規(guī)。</p><p>  長期以來,甲醇多以蒸餾法生產(chǎn),但是由于甲醇—水體系有共沸現(xiàn)象,普通的精餾對于得到高純度的甲醇來說產(chǎn)量不好。但是由于常用的多為其水溶液,因此,研究和改進甲醇`水體系的精餾設備是非常重要的。</p><p>  塔設備是最常采用的精餾裝置,無論是填料塔還是板式塔都在化工生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應用,在此我們作板式塔的設計以熟悉單元操作設備的設計流程和應

30、注意的事項是非常必要的。 </p><p><b>  1.1 設計依據(jù) </b></p><p>  本設計依據(jù)于教科書的設計實例,對所提出的題目進行分析并做出理論計算。</p><p><b>  流程簡介</b></p><p>  本設計任務為甲醇的精餾。對于二元混合物的分離,應采用連續(xù)精餾

31、流程。設計中采用泡點進料,將原料液通過預熱器加熱至泡點后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝,冷凝液在泡點下一部分回流至塔內(nèi),其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷凝器冷卻后送至儲罐。該物系屬易揮發(fā)物系,最小回流比較小,塔釜采用間接蒸汽加熱,塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。</p><p>  1.2 設計任務及要求</p><p>  原料:甲醇—水溶液,年產(chǎn)量30000噸</p><p&g

32、t;  甲醇含量:10%(質量分數(shù)),原料液溫度:20℃</p><p>  設計要求:塔頂?shù)募状己坎恍∮?2%(質量分數(shù))</p><p>  塔底的甲醇含量不大于0.9%(質量分數(shù))</p><p>  附: 汽液平衡數(shù)據(jù)</p><p>  表1 甲醇-水溶液的平衡數(shù)據(jù)</p><p>  由上表可畫出如下

33、圖:</p><p><b>  2 計算過程</b></p><p><b>  2.1 塔型選擇</b></p><p>  根據(jù)生產(chǎn)任務,若每年按操作周期7200小時計算,處理量為由于產(chǎn)品粘度較小,流量較大,為減少造價,降低生產(chǎn)過程中壓降和塔板液面落差的影響,提高生產(chǎn)效率,選用篩板塔。</p><

34、p>  篩板塔也是傳質過程常用的塔設備,它的主要優(yōu)點有:</p><p>  ⑴ 結構比浮閥塔更簡單,易于加工,造價約為泡罩塔的60%,為浮閥塔的80%左右。</p><p> ?、?處理能力大,比同塔徑的泡罩塔可增加10~15%。</p><p> ?、?塔板效率高,比泡罩塔高15%左右。</p><p>  ⑷ 壓降較低,每板壓力比

35、泡罩塔約低30%左右。</p><p><b>  篩板塔的缺點是:</b></p><p>  ⑴ 塔板安裝的水平度要求較高,否則氣液接觸不勻。</p><p> ?、?操作彈性較小(約2~3)。</p><p>  ⑶ 小孔篩板容易堵塞。</p><p>  2.2 操作條件的確定</p

36、><p>  2.2.1 操作壓力</p><p>  由于甲醇—水體系對溫度的依賴性不強,常壓下為液態(tài),為降低塔的操作費用,操作壓力選為常壓。</p><p><b>  其中塔頂壓力為</b></p><p><b>  塔底壓力</b></p><p>  2.2.2 進料

37、狀態(tài)</p><p>  雖然進料方式有多種,但是飽和液體進料時(q=1)進料溫度不受季節(jié)、氣溫變化和前段工序波動的影響,塔的操作比較容易控制。此外,無論是設計計算還是實際加工制造這樣的提餾塔都比較容易,為此,本次設計中采取飽和液體進料。</p><p>  2.2.3 加熱方式</p><p>  本設計任務為甲醇的精餾。對于二元混合物的分離,應采用連續(xù)精餾流程。

38、設計中采用泡點進料,將原料液通過預熱器加熱至泡點后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝,冷凝液在泡點下一部分回流至塔內(nèi),其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷凝器冷卻后送至儲罐。該物系屬易揮發(fā)物系,最小回流比較小,塔釜采用間接蒸汽加熱,塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。</p><p>  2.2.4 熱能利用</p><p>  精餾過程的原理是多次部分冷凝和多次部分汽化。因此熱效率較低,通常進入再沸器的能量只有

39、5%左右可以被有效利用。雖然塔頂蒸汽冷凝可以放出大量熱量,但是由于其位能較低,不可能直接用作為塔底的熱源。為此,我們擬采用塔釜殘液對原料液進行加熱。</p><p>  2.3 有關的工藝計算</p><p>  由于精餾過程的計算均以摩爾分數(shù)為準,需先把設計要求中的質量分數(shù)轉化為摩爾分數(shù)。</p><p>  甲醇的摩爾質量為:32.04kg/kmol</p

40、><p>  水的摩爾質量為: 18.01kg/kmol</p><p><b>  原料液的摩爾組成:</b></p><p>  原料液的平均摩爾質量:</p><p><b>  20℃下,原料液中</b></p><p>  表2 甲醇—水體系得分汽-液平衡及沸點(1

41、01.3kPa壓力下)</p><p><b>  原料液溫度 </b></p><p>  餾出液溫度 </p><p>  釜殘液溫度 </p><p><b>  結果見下表:</b></p><p>  表3 原料液、餾出液與釜

42、殘液的流量與溫度</p><p>  2.3.1 塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量、釜殘液量及加熱蒸汽量</p><p>  每年按操作周期7200小時計算,進料量為:</p><p><b>  由總物料衡算:</b></p><p>  以及: </p><p>  容易得出:

43、 </p><p>  2.3.2 全凝器冷凝介質的消耗量</p><p>  甲醇的氣化熱r=1101kJ/kg</p><p>  餾出液中含42%的甲醇</p><p><b>  KJ/h</b></p><p>  平均溫度下的比熱,于是冷凝水用量可求:</p>

44、<p>  2.3.3 熱能利用</p><p>  以釜殘液對預熱原料液,則將原料加熱至泡點所需的熱量可記為:</p><p><b>  其中</b></p><p>  在進出預熱器的平均溫度以及的情況下可以查得比熱,所以</p><p><b>  釜殘液放出的熱量</b><

45、;/p><p><b>  若將釜殘液溫度降至</b></p><p><b>  那么平均溫度</b></p><p><b>  其比熱為,因此</b></p><p>  可知,,于是理論上不可以用釜殘液加熱原料液至泡點,于是我們可以在進料前加一個預熱器,以供不足的能量。&l

46、t;/p><p>  2.3.4 預熱器消耗量</p><p>  取低壓水蒸氣為加熱介質</p><p>  其進出預熱器的溫度分別為100℃和20℃則</p><p>  平均溫度下的比熱,于是冷凝水用量可求:</p><p>  2.3.5 理論塔板數(shù)的確定</p><p>  (1)求精餾塔

47、的氣、液相負荷</p><p>  采用泡點進料,進料溫度為20℃,將摩爾分數(shù)轉化為質量分數(shù)為:0.0588,查表得原料液的r=1046.4kJ/kg ,cp=4.338kJ/(kg·K)</p><p>  所以操作線方程為: (a)</p><p>  (2)采用逐板法求理論板層數(shù)</p><p>  由 得 (b)&l

48、t;/p><p>  將 代入得相平衡方程</p><p><b> ?。╟)</b></p><p>  聯(lián)立(a)、(b)、(c)式,可自上而下逐板計算所需理論板數(shù)。因塔頂為全凝</p><p><b>  則</b></p><p>  由(c)式求得第一塊板下降液體組成

49、</p><p>  利用(a)式計算第二塊板上升蒸汽組成為</p><p>  交替使用式(a)和式(c)直到,然后改用提餾段操作線方程,直到為止,</p><p><b>  計算結果見表3。</b></p><p><b>  表3</b></p><p>  理論塔板

50、數(shù)為: (不包括再沸器)</p><p>  2.3.6 操作壓力</p><p>  設每層塔壓降 =0.7Kpa</p><p>  塔頂壓力P0=101.3Kpa P1=101.3+0.7=102.0Kpa P2=102.7Kpa</p><p>  P3=103.4Kpa P4=104.1Kpa P5=104.8Kpa P

51、6=105.5KPa</p><p><b>  則回收塔平均壓力 </b></p><p>  2.3.7 全塔效率的估算</p><p>  用奧康奈爾法()對全塔效率進行估算:</p><p><b>  由相平衡方程式可得</b></p><p>  根據(jù)甲醇~水體系

52、的相平衡數(shù)據(jù)可以查得:</p><p><b>  (塔頂?shù)谝粔K板)</b></p><p><b>  (加料板)</b></p><p><b>  (塔釜)</b></p><p><b>  因此可以求得:</b></p><p

53、><b>  由相平衡方程式可得</b></p><p><b>  因此可以求得:</b></p><p><b>  =0.98</b></p><p>  同理可求得:= 6.60 =7.19</p><p>  全塔的相對平均揮發(fā)度:</p>&l

54、t;p><b>  全塔的平均溫度:</b></p><p><b>  在溫度下查得</b></p><p><b>  因為</b></p><p><b>  所以,</b></p><p><b>  同理可求得 </b>

55、;</p><p>  全塔液體的平均粘度:</p><p><b>  全塔效率</b></p><p>  2.3.8 實際塔板數(shù)NP</p><p><b>  (塊)</b></p><p>  即提餾段的實際塔板數(shù)為11塊。 </p><p&g

56、t;  2.4 精餾塔具體尺寸</p><p>  整理精餾塔的已知數(shù)據(jù)列于表4由表中數(shù)據(jù)可知:</p><p>  表4 精餾塔的已知數(shù)據(jù)</p><p>  2.4.1 液相平均密度</p><p><b>  液相平均摩爾質量 </b></p><p><b>  液相平均溫度:

57、</b></p><p>  在平均溫度89.28℃下查得: </p><p><b>  進料:</b></p><p><b>  塔頂:</b></p><p><b>  塔底:</b></p><p><b>  液相

58、平均密度為 </b></p><p>  2.4.2 氣相的平均密度</p><p>  A、進料板平均摩爾質量</p><p><b>  由</b></p><p>  B、塔頂平均摩爾質量</p><p><b>  由,得</b></p>&

59、lt;p>  C、塔釜平均摩爾質量</p><p><b>  由</b></p><p>  氣相平均摩爾質量 </p><p><b>  氣相平均密度</b></p><p>  2.4.3 液相表面張力</p><p>  A、塔頂液相表面張力</p&g

60、t;<p><b>  由查表得</b></p><p><b>  故</b></p><p>  B、塔底液相表面張力</p><p><b>  由 </b></p><p><b>  及</b></p><

61、p><b>  得</b></p><p>  C、塔進料液相表面張力</p><p><b>  由查表得</b></p><p><b>  故</b></p><p>  所以液相平均表面張力</p><p>  2.4.4 汽、液相負荷(體

62、積流量)</p><p><b>  液相平均密度 </b></p><p><b>  則液相負荷為:</b></p><p><b>  氣相平均密度 </b></p><p><b>  則汽相負荷為:</b></p><p>

63、;  表5 精餾塔的汽液相負荷</p><p>  2.4.5 精餾塔塔體工藝尺寸</p><p><b>  A、塔徑的計算</b></p><p>  塔的氣、液相體積流率為</p><p><b>  則液氣動能參數(shù)為:</b></p><p>  取板間距HT=0.

64、40m,板上清液層高度hL=0.05m,則HT-hL=0.35m</p><p>  圖3 史密斯關聯(lián)圖</p><p>  由史密斯關聯(lián)圖查得:C20=0.052</p><p><b>  氣體負荷因子 </b></p><p><b>  = </b></p><p>

65、;  取安全系數(shù)為0.8,則空塔氣速為 u=0.8umax=0.8×2.25=1.80m/s</p><p>  按標準塔徑圓整后為D=1.0m</p><p>  塔截面積為At=3.14×1×1=0.785 m2</p><p>  實際空塔氣速為U實際=1.909/0.785=2.432m/s</p><p&

66、gt;  (安全系數(shù)在充許的范圍內(nèi),符全設計要求)</p><p><b>  B、塔高的計算</b></p><p>  塔的高度可以由下式計算:</p><p>  已知實際塔板數(shù)為N=11塊,板間距,取一個人孔</p><p>  取人孔兩板之間的間距,則塔頂空間,塔底空間,,那么,全塔高進料板空間高度:</

67、p><p>  2.5 塔板主要工藝尺寸的計算</p><p>  2.5.1 溢流裝置</p><p>  由于塔徑D=800mm,可選用單溢弓型降液管,采用凹型受液盤。</p><p><b>  A、堰長</b></p><p><b>  取 </b></p>

68、<p><b>  B、溢流堰高度</b></p><p>  由,選用平直堰,堰上液層高度</p><p>  由弗蘭西斯(Francis)公式計算,即</p><p>  圖4 液流收縮系數(shù)計算圖</p><p>  由液流收縮系數(shù)計算圖,近似取E=1,則</p><p>  

69、取板上清液層高度hL=0.06 m</p><p><b>  故 </b></p><p>  C、弓形降液管寬度和截面積</p><p>  由查弓形降液管參數(shù)圖得</p><p>  圖5 弓形降液管參數(shù)圖</p><p><b>  弓形溢流管寬度</b></

70、p><p><b>  弓形降液管面積</b></p><p>  驗算:液體在提餾段降液管內(nèi)的停留時間</p><p>  其中HT即為板間距0.60m,Ln即為每小時的液相體積流量</p><p>  驗證結果為降液管設計符合要求</p><p><b>  D、降液管底隙高度</

71、b></p><p><b>  取 (一般)</b></p><p><b>  則</b></p><p>  故降液管底隙高度設計合理。</p><p>  選用凹形受液盤,深度。</p><p>  2.5.2 塔板布置</p><p>

72、;<b>  A、塔板的分塊</b></p><p>  因D≥800mm,故塔板采用分塊式。</p><p><b>  表6 塔板分塊數(shù)</b></p><p>  由上表查得,塔板分為3塊。</p><p><b>  B、邊緣區(qū)寬度確定</b></p>

73、<p>  取Ws=W’s= 65mm , Wc=35mm</p><p><b>  C、開孔區(qū)面積計算</b></p><p>  開孔區(qū)面積Aa按下面式子計算,則有</p><p>  其中 x=D/2-(Wd+Ws)=0.5-(0.146+0.065)=0.289m</p><p>  r= D/

74、2-Wc=0.5-0.035=0.465m</p><p>  并由Wd/D=0.146, 推出Wd=0.146m</p><p>  D、篩孔計算及其排列</p><p>  甲醇—水體系無腐蝕性,可選用碳鋼板,取篩孔直徑。</p><p>  篩孔按正三角形 ,取孔中心距t為</p><p><b>  

75、篩孔的數(shù)目n為</b></p><p>  n=1158×103Aa/t2=9512個</p><p><b>  開孔率φ為</b></p><p>  φ=0.907(do/t)2=10.07%</p><p>  氣體通過閥孔的氣速為</p><p>  2.6 篩板的

76、流體力學驗算</p><p>  2.6.1 塔板壓降</p><p><b>  A、干板阻力計算</b></p><p><b>  干板阻力 </b></p><p>  由 查干篩孔的流量系數(shù)圖得 </p><p>  圖6 干篩孔的流量系數(shù)圖</p>

77、<p><b>  故 </b></p><p>  B、氣體通過液層的阻力計算</p><p>  氣體通過液層的阻力, </p><p><b>  氣相動能因子 </b></p><p>  查充氣系數(shù)關聯(lián)圖得 </p><p>  圖7 充氣系數(shù)

78、關聯(lián)圖</p><p><b>  故 液柱</b></p><p>  C、液體表面張力的阻力</p><p>  液體表面張力所產(chǎn)生的阻力,</p><p><b>  液柱</b></p><p>  氣體通過每層塔板的液柱高度</p><p&g

79、t;<b>  液柱</b></p><p>  氣體通過每層塔板的壓降為</p><p><b> ?。ㄔO計允許值)</b></p><p>  2.6.2 液面落差</p><p>  對于篩板塔,落面落差很小,且本例塔徑和液流量不大,故可忽略液面落差的影響。</p><p&

80、gt;  2.6.3 液沫夾帶量</p><p><b>  液沫夾帶量 </b></p><p>  故kg液/kg氣<0.1 kg液/kg氣</p><p>  故在本設計中液沫夾帶量在允許范圍內(nèi)。</p><p><b>  2.6.4 漏液</b></p><p&

81、gt;  對篩板塔,漏液點氣速可由計算,即</p><p><b>  實際孔速</b></p><p><b>  穩(wěn)定系數(shù)為</b></p><p>  故在本設計中無明顯漏液。</p><p><b>  2.6.5 液泛</b></p><p>

82、  為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛,降液管內(nèi)液層高應服從的關系。</p><p>  甲醇—水物系屬一般物系,取,則</p><p><b>  而 </b></p><p>  板上不設進口堰,可由式計</p><p>  故在本設計中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象。</p><p>  2.7 塔板負荷性能圖&l

83、t;/p><p><b>  2.7.1 漏液線</b></p><p><b>  由</b></p><p><b>  整理得 </b></p><p>  在操作范圍內(nèi),任取幾個值,依上式計算出值,計算結果列于表7</p><p><b&g

84、t;  表7</b></p><p>  由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線1.</p><p>  2.7.2 液沫夾帶線</p><p>  以為限,求關系如下:</p><p><b>  由</b></p><p><b>  故 </b></p>&

85、lt;p><b>  整理得 </b></p><p>  在操作范圍內(nèi),任取幾個值,依上式計算出值,計算結果列于表8。</p><p><b>  表8</b></p><p>  由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線2.</p><p>  2.7.3 液相負荷下限線</p>&l

86、t;p>  對于平直堰,取堰上液層高度作為最小液體負荷標準。由m</p><p><b>  取E=1,則</b></p><p>  據(jù)此可作出與氣體流量無關的垂直液相負荷下限線3.</p><p>  2.7.4 液相負荷上限線</p><p>  以作為液體在降液管中停留時間的下限,由式</p>

87、<p><b>  故 </b></p><p>  據(jù)此可作出與氣體流量無關的垂直液相負荷上限線4.</p><p><b>  2.7.5 液泛線</b></p><p><b>  式中 </b></p><p>  將有關的數(shù)據(jù)代入,得</p&

88、gt;<p>  在操作范圍內(nèi),任取幾個值,依上式計算出值,計算結果列于表9。</p><p><b>  表9</b></p><p>  由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線5.</p><p>  根據(jù)以上各方程,可作出篩板塔的負荷性能圖,如下圖所示。</p><p>  在負荷性能圖上,作出操作點A,連接OA

89、,即作出操作線并相交于B、C。由圖可看出,該篩板的操作上限為霧沫夾帶控制,下限為漏液控制。由上圖查得</p><p><b>  故操作彈性為</b></p><p>  2.8 各接管尺寸的確定</p><p>  2.8.1 進料管

90、

91、 </p><p><b>  在原料溫度下查得</b></p><p><b>  則原料液密度為:</b></p><p><b>  進料體積流量</b></p><p>  取適宜的輸送速度,故</p>&l

92、t;p>  經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管(YB231-64),規(guī)格:</p><p><b>  實際管內(nèi)流速:</b></p><p>  2.8.2釜殘液出料管</p><p><b>  在下查得 </b></p><p><b>  則釜殘液密度為 </b></

93、p><p><b>  釜殘液的體積流量:</b></p><p>  取適宜的輸送速度,則</p><p>  經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管(YB231-64),規(guī)格:</p><p><b>  實際管內(nèi)流速: </b></p><p>  2.8.3塔頂上升蒸汽管</p&g

94、t;<p><b>  塔頂上升蒸汽</b></p><p>  塔頂上升蒸汽的體積流量:</p><p><b>  取適宜速度,那么</b></p><p>  經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管(YB231-64),規(guī)格:</p><p><b>  實際管內(nèi)流速: </b&

95、gt;</p><p>  2.8.4水蒸汽進口管</p><p><b>  通入塔的水蒸氣密度</b></p><p>  通入塔的水蒸氣體積流量:</p><p><b>  取適宜速度,那么</b></p><p>  經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管(YB231-64),規(guī)格

96、:</p><p><b>  實際管內(nèi)流速:</b></p><p>  2.8.5離心泵的選擇</p><p>  根據(jù)年處理量及塔高,選用IS125-100-200型號的離心泵,其性能如下表所示</p><p>  表10 離心泵性能表</p><p><b>  3 設計結果匯

97、總</b></p><p>  表11 設計計算結果</p><p><b>  4 結論</b></p><p>  本設計為甲醇—水的精餾塔,節(jié)約能量。具體表現(xiàn)為:</p><p><b>  該設計的優(yōu)點:</b></p><p>  1.采用篩板,其造價

98、低,生產(chǎn)能力大,效率高,維修方便;</p><p>  2.原料液采用塔底釜殘液的間接預熱,有效地利用了能量資源</p><p>  3.處理能力大,效率較高,壓強較低,從而降低了操作費用;</p><p>  4.塔底采用直接蒸汽加熱,省去了再沸器,簡化了工藝流程,降低了成本。</p><p><b>  該設計的缺點:</

99、b></p><p>  設計中對文獻的收索、查閱、記錄都不全,設備的計算及選型都有較大的問題存在,從而選取的操作點的不是在最好的范圍內(nèi),影響了設計的優(yōu)良性。</p><p><b>  參考文獻:</b></p><p>  任曉光主編.化工原理課程設計知道[M].北京:化學工業(yè)出版社,2009.01</p><p&

100、gt;  天津大學化工學院編.化工原理(上,下) .. 天津:高等教育出版社, 2005.06</p><p>  賈紹義,柴誠敬主編.化工原理課程設計[M].天津:天津大學出版社, 2006.01</p><p>  婁愛娟,吳志泉,吳敘美主編.化工設計[M]. 上海:華東理工大學出版社,2002.08</p><p>  路秀林,王者相編. 塔設備[M]. 北京

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