乙醇水溶液分離設(shè)計任務(wù)書-副本

板式精餾塔設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：乙醇―水溶液精餾分離篩板設(shè)計二、設(shè)計任務(wù)及操作條件1、設(shè)計任務(wù)：按下述操作條件，設(shè)計常壓蒸餾塔來分離乙醇―水溶液。2、操作條件：氣相:流量Vh=0.264m3密度ρV=1.28kg/m3液相:流量Lh=0.00026m3密度ρL=805.79kg/m3物系表面張力：σ＝20.4mN/m三、設(shè)計內(nèi)容：1、設(shè)計方案的選擇設(shè)計任務(wù)處理能力：8000噸/年，每年按333天計算，每天24小時連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。原料乙醇-水溶液：40%組成（乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）產(chǎn)品要求：塔頂產(chǎn)品組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：≥94%塔頂易揮發(fā)組分回收率：95%泡點進(jìn)料泡點回流塔型選擇根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，若按年工作日333天，每天開動設(shè)備24小時計算，產(chǎn)品流量為42.03kmol/h,由于產(chǎn)品黏度較小，流量增小，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，選擇浮閥塔。2.塔的工藝計算工藝過程物料衡算=40%=94%F=42.03Kmol/h=0.2069=0.8598由得由得表1物料衡算數(shù)據(jù)記錄F42.03kmol/h0.2069D9.608kmol/h0.8598W32.422kmol/h0.0134最小回流比及操作回流比的確定(圖1-1)由于泡點進(jìn)料q=1由圖1-1中垂直的q線與平衡線相交e點,查得xe=xf=0.2069ye=0,58代入得:取R=2以精餾段來計算液相流量：L=RD=29.608=19.216Kmol/h氣相流量：V=L+D=19.216+9.608=28.824Kmol/h選用85kg/kg/由相平衡方程式得塔底：M1=0.859846+(1-0.8598)18=42.07kg/kmolM2=0.8646+(1-0.86)18=42.08kg/kmol進(jìn)料板：M3=0.530346+(1-0.5303)18=32.85kg/kmolM4=0.206946+(1-0.2069)18=23.79kg/kmol平均摩爾質(zhì)量：氣相流速：液相流速：2、篩板工藝尺寸設(shè)計（1）塔徑的確定暫時采用單型塔板，板距=350mm(圖1-2)由圖1-2可知=0.075=20.4mN/m液泛速率取安全系數(shù)為0.75=0.75=1.26m/s此塔徑為0.49沒,圓整為0.5m.得出塔截面積為:A=（2）篩孔塔板的工藝尺寸綜合考慮?。航狄汗芙孛娣e與塔截面積比孔總面積與塔板工作面積比堰高孔徑板厚因塔徑D=0.5m,選用單溢流形降液管取,則塔板工作面積（3）塔板的流體力學(xué)校核①氣體通過篩空的壓降氣體的流速氣體通過篩孔的流速根據(jù)由書上圖11-10可查出②氣體通過泡沫層的壓降(圖1-3)由圖1-3可查出由書上圖11-12可查出總壓降③液面落差篩板塔液面落差一般較小，本設(shè)計塔徑相對較小，因而液面落差可以忽略，不必計算。④漏液點前以確定堰高的值，又以算出堰液頭的值，故可得克服表面的表面張力的壓降漏液點下的干板壓降壓降與氣速比方成正比⑤降液管通過能力核算(圖1-4)取降液管下沿與塔板板面距離為30mm，則液體從降液管流出所經(jīng)過的縫隙流通截面積等于此距離乘以。由于由圖1-4可知m液體通過降液管的壓頭損失降液管內(nèi)的液面高以泡沫液計，液面高按式為（取泡沫液的相對密度）⑥液體在降液管內(nèi)的停留時間（4）塔板的負(fù)荷性能圖①漏液線漏液點的干板壓降為堰液頭與有關(guān)故有根據(jù)干板的壓降令，的漏液點與的關(guān)系為化簡得②液體流速下限線規(guī)定時液體流速達(dá)到下限代入數(shù)據(jù),解得:③液體流速上限線以液體在降液管內(nèi)的停留時間為3s規(guī)定的液體流速上限eq\o\ac(○,4)液泛線當(dāng)降液管內(nèi)泡沫液面高于板距與堰高之和,便達(dá)到液泛.△其中板距堰高液面落差為0，泡沫相對密度降液管壓頭損失：塔板壓降：泡沫壓降++0.025++=(0.35+0.025)0.4化簡得:eq\o\ac(○,5)霧沫夾帶上限線令可容許霧沫夾帶最大量為0.1kg/kg化簡得:操作性能負(fù)荷圖縱坐標(biāo)為，橫坐標(biāo)為。①˙˙˙˙漏液線②˙˙˙˙液體流速下限線，③˙˙˙˙液體流速上限線④˙˙˙˙液泛線⑤˙˙˙˙泡沫夾帶上限線本設(shè)計的操作條件為，，在圖中的點A表示此操作點。作連線OA分別與極限負(fù)荷線①﹑⑤相交。由兩交點的縱坐標(biāo)值可知最小負(fù)荷，最大負(fù)荷。操作彈性=3、設(shè)計結(jié)果匯總⑴主要規(guī)格板型單流型溢流堰高25mm塔徑0.5m溢流堰長0.28m板距350mm孔總面積0.016降液管截面積0.02孔徑5mm降液管下沿與塔板距離30mm板厚2.5mm⑵水力學(xué)性能液泛分率