乙醇—水溶液連續(xù)篩板精餾塔設(shè)計(jì)

1、 西安文理學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)乙醇水溶液連續(xù)篩板精餾塔設(shè)計(jì)系院名稱：化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)： 12化工 指導(dǎo)老師 提交時(shí)間： 2021年12月10日 目錄1.化學(xué)原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書- 3 -2.概述- 4 -2.1 精餾塔對(duì)塔設(shè)備的要求- 4 -板式塔類型- 4 -精餾塔的設(shè)計(jì)步驟- 5 -3.物料衡算- 5 -計(jì)算原料液及其塔頂產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù)- 6 -計(jì)算原料液及其塔頂產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量- 6 -4.精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算- 7 -平均粘度的計(jì)算- 7 -平均外表張力的計(jì)算- 8 -4.3操作溫度的計(jì)算- 9 -氣相組成的計(jì)算- 9 -相對(duì)揮發(fā)度的計(jì)算- 10 -回流比確實(shí)

2、定- 10 -5.塔板數(shù)確定- 10 -理論塔板數(shù)確實(shí)定- 10 -實(shí)際塔板數(shù)確定- 11 -6.精餾塔的熱量衡算- 12 -蒸汽用量- 12 -冷卻水用量- 13 -7.精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算- 15 -精餾段與提餾段的體積流量- 15 -塔徑的計(jì)算- 17 -8.塔板主要工藝尺寸的計(jì)算- 19 -溢流裝置計(jì)算- 19 -塔板布置- 20 -有效面積計(jì)算- 20 -篩孔計(jì)算與排列- 21 -9.塔總體高度計(jì)算- 22 -塔頂封頭- 22 -塔頂空間- 23 -塔底空間- 23 -人孔- 23 -進(jìn)料板處板間距- 23 -裙座- 23 -10.塔的接管- 24 -進(jìn)料管- 24 -回流管-

3、24 -塔底出料管- 24 -塔頂蒸汽出料管- 24 -塔底蒸汽出料管- 25 -11.篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算- 25 -精餾段- 25 -11.2 提餾段- 27 -12.塔板負(fù)荷性能圖- 28 -精餾段- 28 -提餾段- 32 -13.篩板塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果- 36 -塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果表表十四- 36 -14.參考文獻(xiàn)- 37 -15.設(shè)計(jì)總述- 37 -16.符號(hào)說(shuō)明- 37 -17.思想及總結(jié)- 40 -：乙醇水溶液連續(xù)篩板精餾塔設(shè)計(jì)：(1)處理量：8萬(wàn)噸/年；(2)料液組成質(zhì)量分?jǐn)?shù)：42%；(3)塔頂產(chǎn)品組成質(zhì)量分?jǐn)?shù)：95%；(4)塔頂易揮發(fā)組成回收率：99.5%；(5)年工作生產(chǎn)時(shí)間：33

4、0天；(6)常壓精餾，泡點(diǎn)進(jìn)料，泡點(diǎn)回流。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容工藝計(jì)算：(1)物料衡算；(2)熱量衡算；(3)回流比確實(shí)定；(4)理論塔板數(shù)確實(shí)定；(5)實(shí)際塔板數(shù)確實(shí)定。1.4塔板及其塔的主要尺寸的設(shè)計(jì)：(1)塔板間距確實(shí)定；(2)塔徑確實(shí)定；(3)塔板的設(shè)計(jì)；(4)布置及其板上流流程確實(shí)定；(5)流體力學(xué)的計(jì)算及其有關(guān)水力性質(zhì)的校核，作負(fù)荷性能圖。(6)繪制工藝流程圖、PID圖及精餾塔的設(shè)備圖。(1)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。(2)設(shè)計(jì)圖紙包括流程圖，PID圖，塔盤布置圖，塔工藝條件圖。2.概述2.1 精餾塔對(duì)塔設(shè)備的要求精餾所進(jìn)行的是氣液兩相之間的傳質(zhì)。而作為氣液兩相傳質(zhì)所用的塔設(shè)備，首先必須要能使氣液

5、兩相得到充分的接觸，以到達(dá)較高的傳質(zhì)效率。但是，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)塔板的要求不只限于高效率，塔設(shè)備還應(yīng)具備以下根本要求：(1)通過能力大，即氣、液處理量大。(2)操作穩(wěn)定，操作彈性大。 (3)塔板壓降低。 (4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，本錢低，制造和安裝容易。(5)耐腐蝕、不易堵塞，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。(6)塔內(nèi)的滯留量要小。實(shí)際上，任何塔設(shè)備都難以滿足上述所有要求，且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)物系性質(zhì)和具體要求，抓住主要矛盾，進(jìn)行選型。 氣液傳質(zhì)設(shè)備主要分為板式塔和填料塔兩大類。精餾操作既可采用板式塔，也可采用填料塔。板式塔為逐級(jí)接觸型氣液傳質(zhì)設(shè)備，其種類繁多，根據(jù)塔板

6、上氣液接觸元件的不同，可分為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮動(dòng)舌形塔和浮動(dòng)噴射塔等多種。目前從國(guó)內(nèi)外實(shí)際使用情況看，主要的塔板類型為浮閥塔、篩板塔及泡罩塔，而前兩者使用尤為廣泛。 篩板塔作為傳質(zhì)過程常用的塔設(shè)備，其主要優(yōu)點(diǎn)有：(1)結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡(jiǎn)單，易于加工，造價(jià)約為泡罩塔的60，為浮閥塔的80左右。(2)處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加1015。(3)塔板效率高，比泡罩塔高15左右。(4)壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低30左右。 缺點(diǎn)是：(1)塔板安裝的水平度要求較高，否那么氣液接觸不勻。(2)操作彈性較小(約23)。(3)小孔篩板容易堵塞。精餾塔的設(shè)計(jì)步驟本設(shè)計(jì)按以下幾

7、個(gè)階段進(jìn)行：(1)設(shè)計(jì)方案確定和說(shuō)明。根據(jù)給定任務(wù)，對(duì)精餾裝置的流程、操作條件、主要設(shè)備型式及其材質(zhì)的選取等進(jìn)行論述。(2)精餾塔的工藝計(jì)算，確定塔高和塔徑。(3)塔板設(shè)計(jì)：計(jì)算塔板各主要工藝尺寸，進(jìn)行流體力學(xué)校核計(jì)算,并畫出塔的操作性能圖。 (4)編寫說(shuō)明書。(5)繪制精餾裝置工藝流程圖和精餾塔的設(shè)備圖。本設(shè)計(jì)任務(wù)為別離乙醇和水的混合物。采用連續(xù)常壓精餾流程，設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一局部回流至塔內(nèi)，其余局部經(jīng)產(chǎn)品冷凝器冷卻后送至貯罐。該物系屬于易別離物系，最小回流比比擬小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔底

8、采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至貯罐。乙醇和水的物理性質(zhì)表一工程分子量沸點(diǎn)/°C臨界溫度 /°C臨界壓強(qiáng) /Kpa乙醇水100計(jì)算原料液及其塔頂產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù)乙醇的摩爾質(zhì)量為：水的摩爾質(zhì)量為：料液組成質(zhì)量分?jǐn)?shù)：；塔頂產(chǎn)品組成質(zhì)量分?jǐn)?shù)：；塔頂易揮發(fā)組成回收率：；處理量：；年工作生產(chǎn)時(shí)間：；那么： 3.2計(jì)算原料液及其塔頂產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量又根據(jù)回收率： 那么有： 全塔物料衡算：得出：對(duì)輕組分乙醇作物料衡算得: 得出: 4.精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算液相平均粘度依下式計(jì)算精餾段平均溫度根據(jù)乙醇，水粘度數(shù)據(jù)表使用內(nèi)插法計(jì)算得：乙醇：水：精餾段平均液相組成：精餾段粘

9、度：提餾段平均溫度 根據(jù)乙醇，水粘度數(shù)據(jù)表使用內(nèi)插法計(jì)算得：乙醇：水：提餾段平均液相組成： 提餾段粘度：乙醇和水的黏度(表二)溫度/°C2030405060708090100110水/mp乙醇/mp乙醇和水的外表張力表三溫度/°C2030405060708090100110水/mN乙醇/mN液相平均外表張力依下式計(jì)算由 根據(jù)乙醇，水粘度數(shù)據(jù)表使用內(nèi)插法計(jì)算得 乙醇A：水B：進(jìn)料版液相平均外表張力的計(jì)算由 根據(jù)乙醇，水粘度數(shù)據(jù)表使用內(nèi)插法計(jì)算得乙醇A：水B：塔底液相平均外表張力的計(jì)算由 根據(jù)乙醇，水粘度數(shù)據(jù)表使用內(nèi)插法計(jì)算得乙醇A：水B：那么精餾段液相平均外表張力： 提餾段液

10、相平均外表張力：4.3操作溫度的計(jì)算因 ,根據(jù)化工設(shè)計(jì)書乙醇水相平衡數(shù)據(jù)表3-13使用內(nèi)插法計(jì)算得：進(jìn)料溫度 塔頂溫度 塔釜溫度 故，精餾段平均溫度 提餾段平均溫度塔頂溫度： 汽相組成：進(jìn)料溫度： 汽相組成： 塔釜溫度： 汽相組成：精餾段平均汽相組成：提餾段平均汽相組成： 由=0.221， =0.538，由=0.881， =0.886，由=0.00146，=0.01322，精餾段的平均相對(duì)揮發(fā)度： 提餾段的平均相對(duì)揮發(fā)度： 得 (泡點(diǎn)進(jìn)料)計(jì)算精餾段、提餾段操作線方程精餾段操作線方程； 提餾段操作線方程：逐板法計(jì)算理論塔板數(shù)由Excel計(jì)算得精餾塔各板液相氣相摩爾分?jǐn)?shù)，見下表。理論塔板數(shù)表四X

11、YN1234567891021112得：第4塊板進(jìn)料精餾段理論塔板數(shù)為3塊，提餾段理論塔板數(shù)為8塊精餾段： ： 塊提餾段 ： 塊全塔所需實(shí)際塔板數(shù)： 全塔效率: 精餾段: 提餾段: 因那么，蒸汽用量預(yù)熱器熱蒸汽的用量取原料液進(jìn)預(yù)熱器的入口溫度，出口溫度為在下，由液體的比熱容數(shù)據(jù)表得， 即混合液體的平均比熱容又預(yù)熱器的熱負(fù)荷為： 熱量衡算得：查液體的汽化熱共線圖，得時(shí)水的汽化熱那么再沸器加熱蒸汽用量查水的飽和蒸汽表，得時(shí)水的汽化查液體的汽化熱共線圖，得時(shí)乙醇的汽化熱; 再沸器的熱負(fù)荷為：熱量衡算得：那么冷卻水用量操作回流比，產(chǎn)品產(chǎn)出速率 那么出塔頂蒸汽流量冷凝器冷卻水用量設(shè)冷凝水入口溫度，出口溫

12、度在下，查水的物理性質(zhì)得在塔頂溫度下，查得水的汽化熱為乙醇的汽化熱為。那么的乙醇的汽化熱為冷凝器的熱負(fù)荷為熱量衡算得：那么冷卻器冷卻水用量冷卻水入口溫度，設(shè)出口溫度；產(chǎn)品進(jìn)冷卻器的溫度，設(shè)產(chǎn)品出口溫度為。在乙醇水溶液被冷卻的平均溫度時(shí)，查得 即混合液體的平均比熱容在冷卻水的平均溫度時(shí)，查得冷卻器的熱負(fù)荷為：熱量衡算得：那么精餾段：液相平均溫度：此時(shí) 液相平均密度：其中，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 所以 精餾段液相負(fù)荷： 液相質(zhì)量流量：液相體積流量：精餾段的氣相負(fù)荷： 根據(jù)克拉佩龍方程以及得，帶入以上數(shù)據(jù)可得氣體的平均密度：氣相體積流量： 精餾段物性數(shù)據(jù)表五位置進(jìn)料板塔頂質(zhì)量分?jǐn)?shù)摩爾分?jǐn)?shù)摩爾質(zhì)量沸點(diǎn)溫度 /

13、°C提餾段：液相平均溫度： 此時(shí) 平均密度為：其中，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 所以 提餾段氣液相負(fù)荷：提餾段物性數(shù)據(jù)表六位置塔釜進(jìn)料板質(zhì)量分?jǐn)?shù)摩爾分?jǐn)?shù)摩爾質(zhì)量沸點(diǎn)溫度 /°C 塔徑的計(jì)算由于精餾段和提餾段的上升蒸汽量相差不大，為便于制造，取兩端的塔徑相等由以上的計(jì)算結(jié)果可知：塔中的平均蒸汽流量： 塔中的平均液相流量: 塔中的氣相平均密度：塔中的液相平均密度：適宜的空塔氣速： 取塔板間距： 板上液層高度： 別離空間： 兩相流動(dòng)參數(shù)：查10-42泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖化工原理下冊(cè)得： 平均外表張力:全塔平均溫度： 根據(jù)表3，插入法可得：乙醇：水： 液泛氣速：取所需氣體流通面積：按表10-2化工原理下

14、冊(cè)選擇單流型塔板，并取堰長(zhǎng)由圖10-40查得溢流管面積和塔板總面積之比：那么塔截面積: 又由: 得：將D圓整到，作為初選塔徑，那么有降液管面積：實(shí)際氣速： 實(shí)際堰長(zhǎng)：實(shí)際液泛百分率： 塔高的計(jì)算：因塔徑所以可選取單溢流弓形降液管，采用平行受液盤( 此種溢流方式液體流徑較長(zhǎng)，塔板效率較高，塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，在直徑小于2.2m的塔中被廣泛使用)。溢流堰高度：由選用平直堰(溢流堰板的形狀有平直形與齒形兩種，設(shè)計(jì)中一般采用平直形溢流堰板) ，堰上層液高度取堰長(zhǎng) 故弓形降液管截面積: 通過查10_40圖可求得,弓形降液管的寬度 依下式驗(yàn)算液體在降液管中的停留時(shí)間，即其中HT為板間距0.45m，Lh

15、為每小時(shí)的體積流量。驗(yàn)證結(jié)果為降液管設(shè)計(jì)符合要求。為保證液封，取降液管底部與塔板間距的距離為：塔板的分塊因?yàn)樗赃x擇采用分塊式，便于通過人孔裝拆塔板。邊緣區(qū)寬度確定取出、入口安定區(qū)寬度，邊緣寬度。有效面積按下式計(jì)算：其中故 一般碳鋼的板厚為3mm，取篩孔徑篩孔按正三角形排列，一般情況下孔間距取開孔率為：每層塔板上的開孔面積: 精餾塔段氣體通過篩孔的氣速：提餾塔段氣體通過篩孔的氣速：塔板上的篩孔數(shù)目： 塔工藝條件設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總表七工程符號(hào)單位結(jié)果/備注實(shí)際塔板數(shù)塊27板間距塔板有效高度塔徑2塔板液流形式單流型溢流裝置溢流管形式弓形堰長(zhǎng)堰高溢流堰寬度管底與盤距板上清液層高度孔徑8孔間距28篩孔氣

16、速液體在降液管中停留時(shí)間降液管內(nèi)清液層高度開孔率開孔面積塔總體高度利用下式計(jì)算：封頭分為橢圓形、蝶形封頭等幾種。本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱直徑,查附錄得曲面高度,直邊高度,內(nèi)外表積,容積。那么封頭高度。設(shè)計(jì)中取塔頂間距,考慮到需要安裝除沫器，所以選取塔頂空間1.2m。塔底空間高度是指從塔底最下層塔板到塔底封頭的底邊處的距離，取釜液停留時(shí)間為5min，取塔底液面至最下一層塔板之間距離為1.5。那么：對(duì)D1000mm的板式塔，為安裝檢修的需要，一般間隔68塔板設(shè)一個(gè)人孔，本塔中一共有27塊塔板，需設(shè)置4個(gè)人孔，每人孔直徑為450mm，在設(shè)置人孔處板間距?？紤]在進(jìn)口處安裝防沖措施，取進(jìn)料板處間距。

17、塔底常用裙座支撐，本設(shè)計(jì)采用圓筒形裙座。由于裙座內(nèi)徑800mm，故裙座壁厚取16mm。根底環(huán)內(nèi)徑：根底環(huán)外徑：圓整后： 考慮到再沸器，取裙座高H2=3m。塔體總高度本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管。管徑計(jì)算如下：取，那么查標(biāo)準(zhǔn)系列選取規(guī)格的熱軋無(wú)縫鋼管。采用直流回流管，取查標(biāo)準(zhǔn)系列選取規(guī)格的熱軋無(wú)縫鋼管采用直流回流管，取查標(biāo)準(zhǔn)系列選取規(guī)格的熱軋無(wú)縫鋼管采用直流回流管，取查標(biāo)準(zhǔn)系列選取規(guī)格的熱軋無(wú)縫鋼管采用直流回流管，取查標(biāo)準(zhǔn)系列選取規(guī)格的熱軋無(wú)縫鋼管塔板的壓降.1 干板的阻力計(jì)算由公式并取 ,可查史密斯關(guān)聯(lián)圖得，所以液柱.2氣體通過液層的阻力的計(jì)算由公式可查圖表得，得所以液柱.3液體外表張力的阻力計(jì)算由公

18、式計(jì)算,那么有液柱氣體通過每層塔板的液柱高度，按下面公式計(jì)算液柱氣體通過每層塔板的壓降為液面落差對(duì)于篩板塔，液面落差很小，由于塔徑和液流量均不大，所以可忽略液面落差的影響。液沫夾帶采用公式由 所以：可知液沫夾帶量在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)。漏液對(duì)于篩板塔，漏液點(diǎn)氣速可由公式實(shí)際孔速為穩(wěn)定系數(shù)為 故在本設(shè)計(jì)中無(wú)明顯漏液。液泛溢流管中的當(dāng)量清液高度可由式10-8計(jì)算，：故降液管的當(dāng)量清液高度 乙醇-水的混合物不易起泡，取,降液管內(nèi)氣沫層的高度 所以不會(huì)發(fā)生溢流液泛。11.2 提餾段塔板的壓降.1干板的阻力計(jì)算由公式并取,可查圖得化工原理課程設(shè)計(jì)p54圖3-21 所以液柱 .2氣體通過液層的阻力計(jì)算由公式 可查

19、圖得化工原理課程設(shè)計(jì)p54，圖322所以液柱.3液體外表張力的阻力計(jì)算由公式計(jì)算,那么有液柱氣體通過每層塔板的液柱高度,可按公式液柱氣體通過每層塔板的壓降為 液面落差 對(duì)于篩板塔，液面落差很小，因塔徑和液流量均不大，所以可忽略液面落差的影響。液沫夾帶 采用公式由所以液氣液/氣可知液沫夾帶量在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)。漏液由公式穩(wěn)定系數(shù)為 故在本設(shè)計(jì)中無(wú)明顯漏液。液泛為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液高度應(yīng)服從式子乙醇與水屬于一般物系，取 那么由以上計(jì)算可知本設(shè)計(jì)不會(huì)發(fā)生液泛。過量液沫夾帶線ev =0.1kg液/kg氣為限，求VsLs關(guān)系如下：整理得 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs值計(jì)算結(jié)果列于

20、下表精餾段霧沫夾帶計(jì)算結(jié)果(表八)Ls m3/sVs m3/s液泛線 近似取E=1.0，那么： 由 由 及上式聯(lián)立得：整理得： 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs的值，結(jié)果如下表精餾段液泛線計(jì)算結(jié)果表九Ls m3/sVs m3/s漏液線 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs值計(jì)算結(jié)果列于下表精餾段漏液線計(jì)算結(jié)果表十Ls m3/sVs m3/s液量下限線對(duì)于平流堰，取堰上液層高度how=0.005m作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)，由式據(jù)此可做出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液量下限線液量上限線以作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，由下式故據(jù)此可以作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液量上限將以上5條線標(biāo)繪于

21、散點(diǎn)圖中得精餾段負(fù)荷性能圖如下：精餾段塔板性能負(fù)荷圖(圖一)如上圖所示，操作線與霧沫夾帶線的交點(diǎn)相應(yīng)汽相負(fù)荷為，與汽相負(fù)荷下限的交點(diǎn)相應(yīng)汽相負(fù)荷為?？芍驹O(shè)計(jì)塔板上限由霧沫夾帶控制，下限由漏液控制。臨界點(diǎn)的操作彈性=提餾段 過量液沫夾帶線ev =0.1kg液/kg氣為限，求VsLs關(guān)系如下： 整理得 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs值計(jì)算結(jié)果列于下表提餾段霧沫夾帶計(jì)算結(jié)果表十一Ls m3/sVs m3/s液泛線 近似取E=1.0，那么： 由 那么由 及上式聯(lián)立得：整理得：在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs的值，計(jì)算結(jié)果如下表提餾段液泛線計(jì)算結(jié)果表十二Ls m3/sVs

22、 m3/s12漏液線 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs值計(jì)算結(jié)果列于下表提餾段漏液線計(jì)算結(jié)果表十三Ls m3/sVs m3/s液量下限線對(duì)于平流堰，取堰上液層高度how=0.005m作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)，由式據(jù)此可做出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液量下限線液量上限線以作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，由下式故據(jù)此可以作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液量上限將以上5條線標(biāo)繪于散點(diǎn)圖中得提餾段負(fù)荷性能圖如下：提餾段塔板性能負(fù)荷圖(圖二)如上圖所示，操作線與霧沫夾帶線的交點(diǎn)相應(yīng)汽相負(fù)荷為，與汽相負(fù)荷下限的交點(diǎn)相應(yīng)汽相負(fù)荷為。可知本設(shè)計(jì)塔板上限由霧沫夾帶控制，下限由漏液控制。 臨界點(diǎn)的操作彈性=塔設(shè)計(jì)計(jì)

23、算結(jié)果表表十四序號(hào)工程精餾段提餾段1平均溫度 tm 2平均壓力 Pm kPa3氣相流量 Vs m3/s4液相流量 Ls m3/s5實(shí)際塔板數(shù)276有效高度 7塔總體高度H8精餾塔塔徑 m29板間距 m10溢流形式單溢流11降液管形式弓形12堰長(zhǎng) m13堰高 m14板上液層高度 m15降液管底隙高度 m16安定區(qū)寬度 m17邊緣區(qū)寬度 m18開孔區(qū)面積 m219篩孔直徑 m20篩孔數(shù)目384121孔中心距 m22開孔率 23篩孔氣速 m/s24每層塔板壓降 kPa25負(fù)荷上限液泛控制26負(fù)荷下限漏液控制14.參考文獻(xiàn)1時(shí)鈞等，化學(xué)工程手冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社 ，1-108-1-1092陳敏恒 叢德滋

24、 放圖南 齊明齋，化工原理第三版下，化學(xué)工業(yè)出版社，359-3803陳敏恒 叢德滋 放圖南 齊明齋，化工原理第三版上，化學(xué)工業(yè)出版社，261-2864吳俊生 邵惠鶴，精餾設(shè)計(jì)操作和控制，中國(guó)石化出版社5賈紹義 柴誠(chéng)敬，化工原理課程設(shè)計(jì)，天津大學(xué)出版社，1086潘國(guó)昌 郭慶豐，化工設(shè)備設(shè)計(jì)，清華大學(xué)出版社，1757武漢大學(xué)主編，化學(xué)工程根底，高等教育出版社，415-42515.設(shè)計(jì)總述 本設(shè)計(jì)進(jìn)行乙醇和水的別離，采用直徑為2m的精餾塔，選取效率較高、塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便的單溢流方式，并采用了弓形降液盤。該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：(1)操作調(diào)節(jié)、檢修方便；(2)制造安裝較容易；(3)處理能力大，效率較高，壓

25、強(qiáng)較低，從而降低了操作費(fèi)用；(4)操作彈性較大。該設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)中對(duì)文獻(xiàn)的收索、查閱、記錄都不全，設(shè)備的計(jì)算及選型都有較大的問題存在，從而選取的操作點(diǎn)的不是在最好的范圍內(nèi)，影響了設(shè)計(jì)的優(yōu)良性。16.符號(hào)說(shuō)明英文字母Aa- 塔板的開孔區(qū)面積，m2Af- 降液管的截面積, m2Ao- 篩孔區(qū)面積, m2 AT-塔的截面積 m2PP-氣體通過每層篩板的壓降C-負(fù)荷因子 無(wú)因次t-篩孔的中心距C20-外表張力為20mN/m的負(fù)荷因子do-篩孔直徑 uo-液體通過降液管底隙的速度D-塔徑 mWc-邊緣無(wú)效區(qū)寬度ev-液沫夾帶量 kg液/kg氣Wd-弓形降液管的寬度ET-總板效率Ws-破沫區(qū)寬度R-回流

26、比Rmin-最小回流比 M-平均摩爾質(zhì)量 kg/kmoltm-平均溫度 2Z-板式塔的有效高度Fo-篩孔氣相動(dòng)能因子 kg1/21/2)hl-進(jìn)口堰與降液管間的水平距離 m-液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間hc-與干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?m-粘度hd-與液體流過降液管的壓降相當(dāng)?shù)囊鹤⒏叨?m-密度hf-塔板上鼓層高度 m-外表張力hL-板上清液層高度 m-液體密度校正系數(shù)h1-與板上液層阻力相當(dāng)?shù)囊鹤⒏叨?m下標(biāo)ho-降液管的義底隙高度 mmax-最大的how-堰上液層高度 mmin-最小的hW-出口堰高度 mL-液相的hW-進(jìn)口堰高度 mV-氣相的h-與克服外表張力的壓降相當(dāng)?shù)囊鹤⒏叨?mH-板式塔高度 mHB-塔底空間高度 mHd-降液管內(nèi)清液層高度 mHD-塔頂空間高度 mHF-進(jìn)料板處塔板間距 mHP-人孔處塔板間距 mHT-塔板間距 mH1-封頭高度 mH2-裙座高度 mK-穩(wěn)定系數(shù)lW-堰長(zhǎng) mLh-液體體積流量 m3/hLs-液體體積流量 m3/sn-篩孔數(shù)目 P-操作壓力 KPaP-壓力降 KPaPp-氣體通過每層篩的壓降 KPaNT-理論板層