水乙醇連續(xù)精餾板式塔設(shè)計(jì)任務(wù)書

1 水乙醇連續(xù)精餾板式塔設(shè)計(jì)任務(wù)書 第一章 工藝流程的選擇及示意圖 第一節(jié) 概述 一、精餾操作在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用 在化工、石油、輕工等生產(chǎn)過程中，原料和中間產(chǎn)品有許多是由幾具組分組成的液相均相混合物 (或稱混合液、溶液 )，為了對(duì)某些組分進(jìn)行提純，或回收其中有用的組分，常需將混合液進(jìn)行分離。精餾就是最為常用的分離方法之一。該設(shè)計(jì)中，用精餾的方法來分離乙醇和水的混合物。 二、精餾分離的依據(jù) 精餾是利用混合物中各組分揮發(fā)性不同這一性質(zhì)，將混合物中各組分進(jìn)行分離的單元操作。由于乙醇比水在同樣的條件下更易揮發(fā)，因此，乙醇為 易揮發(fā)組分，水為難揮發(fā)組分。 第二節(jié) 設(shè)計(jì)方案的確定 一、 操作壓力 精餾操作通?？稍诔?、加壓、減壓下進(jìn)行，確定操作壓力主要是根據(jù)所處理物料的性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性進(jìn)行考慮。 一般來說，常壓精餾最為簡單經(jīng)濟(jì)，若物料無特殊要求，應(yīng)盡量在常壓下操作。對(duì)于沸點(diǎn)低、常壓下呈氣態(tài)的物料必須在加壓下進(jìn)行蒸餾。加壓操作可提高平衡溫度，有利于塔頂蒸汽冷凝熱的利用，或可用較便宜的冷卻劑，減少冷凝，冷卻費(fèi)用。在相同的塔徑下，適當(dāng)?shù)靥岣卟僮鲏毫?，可以提高塔的處理能力。但相?duì)揮發(fā)度有所下降。對(duì)熱敏性的物料和高沸 點(diǎn)物料常采用減壓精餾操作，降低操作壓力，組分的相對(duì)揮發(fā)度增加，有利于分離。減壓操作降低了平衡溫度，這樣可以使用較低溫位的加熱劑。但降低壓力也導(dǎo)致塔徑增加和塔頂蒸汽溫度的降低，且必須使用抽真空的設(shè)備，增加了相應(yīng)的設(shè)備和操作費(fèi)用。本設(shè)計(jì)為 3力下操作。 （不是常壓嗎，不需要抄一堆文字，應(yīng)具體指出你選了哪種形式的操作壓力，并說明原因） 二、加熱方式 本設(shè)計(jì)的精餾塔采用間接蒸汽加熱。 （同上道理，應(yīng)說明選擇的原因） 三、進(jìn)料狀態(tài) 進(jìn)料的熱狀態(tài)指進(jìn)料的 q 值， q 的定義為使每千摩爾進(jìn)料變成飽和蒸汽所需的熱量與每千摩爾進(jìn)料的汽化潛熱之比。進(jìn)料狀態(tài)主要有五種：冷進(jìn)料、泡點(diǎn)進(jìn)料、氣、液混合進(jìn)料、飽和蒸汽進(jìn)料、過熱蒸氣進(jìn)料等。其中泡點(diǎn)進(jìn)料的操作比較容易控制，并且不受季節(jié)氣溫的影響；另外，泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，精餾段與提餾段的塔徑相同，在設(shè)計(jì)和制造時(shí)也比較方便。所以本設(shè)計(jì)操作選擇泡點(diǎn)進(jìn)料 ,即 q=1。 四、熱能利用 蒸餾過程的特性是重復(fù)地進(jìn)行汽化和冷凝，因此，熱效率很低，其蒸餾系統(tǒng)的熱能利用問題非常重要。 五、工藝流程示意圖 （全文所有的圖應(yīng)按順序列成圖 1、圖 2在圖下方注明： 圖號(hào) 圖名） 2 第二章 精餾塔的 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第一節(jié) 引言 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)用的塔設(shè)備首先必須要能使氣、液兩相得到充分接觸，以達(dá)到較高的傳質(zhì)效率。塔設(shè)備設(shè)計(jì)要具備下列各種基本要求： 1、 氣、液處理量大，即當(dāng)生產(chǎn)能力大時(shí)，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾帶，攔液或液泛等破壞操作的現(xiàn)象。 2、 操作穩(wěn)定，彈性大，即當(dāng)塔設(shè)備的氣、液負(fù)荷有較大范圍的變動(dòng)，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定操作，并應(yīng)保證長期連續(xù)操作所必須具有的可靠性。 3、 流體流動(dòng)的阻力少，可降低操作費(fèi)用。 4、 結(jié)構(gòu)簡單，材料耗用量小，制造和安裝容易。 5、 耐腐蝕 和不易堵塞，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。 6、 塔內(nèi)的滯留量要小。（這段文字人人相同，能不能改進(jìn)一下） 第二節(jié) 原始數(shù)據(jù) 原始液： 乙醇和水 的混合物 (全文所有的表應(yīng)按順序列成表 1、表 2在表上方注明： 表號(hào) 表名） 原料液處理量 h 原料液（含乙醇） 質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 原料液溫度 20 塔頂產(chǎn)品（含乙醇） 爾分率） 塔底殘液（含乙醇） 爾分率） 操作壓力 常壓 熱源條件 3 第三節(jié) 物料衡算 1、揮發(fā)度高的乙醇作為輕 組分在塔頂分出，揮發(fā)度低的水作為重組分在塔底分出。 2、乙醇的分子式為 子量為 的分子式為 3、將質(zhì)量分率換算成摩爾分率 (我初步驗(yàn)算了一下，發(fā)現(xiàn)你的計(jì)算小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字有些出入，你是否自己從頭到尾再仔細(xì)檢查一下 ) 原料組成： 1 9 6 52 參考文獻(xiàn)（ 4）下冊 2 餾出液組成 ： 52 2 釜出液組成： 52 2 4、原料液摩爾流量 原料液平均分子量： 塔頂平均分子量： 3 0 1 塔底平均分子量： 8 2 4 1 17 3 M 、回流比的確定 （此處要一定畫圖才能求最小回流比，可用 不然不知數(shù)據(jù)從哪來） 根據(jù)乙醇 水溶液氣液平衡數(shù)據(jù)，在常壓下作（ 衡相圖。作 X= D 直線與對(duì)角線相交于 a 點(diǎn)，過 a 點(diǎn)作相平衡曲線的切線，交軸于 b 點(diǎn)。此切線為精餾段操作線，)1/( m ( 參考文獻(xiàn)（ 4）下冊 ， 所有參考文獻(xiàn)應(yīng)注明頁碼 4 R R=(截距 b=1料液為泡點(diǎn)進(jìn)料 q=1. 于是有回流比與板數(shù)的關(guān)系： (操作回流比也應(yīng)作圖得到，圖應(yīng)出現(xiàn)在設(shè)計(jì)書中，具體辦法見設(shè)計(jì)課本 50頁 ) 序號(hào) 倍數(shù) R 截距 b 理論塔板數(shù) N 1 2 2 7 3 5 4 3 5 2 任意選定以上表中的五種回流比， 作 從而選出合適的回流比 R=對(duì)應(yīng)的理論塔板數(shù) N=17塊。 6、 原料的摩爾流量： hk m o 300 參考文獻(xiàn)（ 4）下冊 7、 列物料衡算方程式 參考文獻(xiàn)（ 4）下冊 8、 求解： 21 9 6 2 9、解得： D=h W=h 6、 7、 8、 9 可合成一點(diǎn)：物料衡算。 10、計(jì)算結(jié)果列于下表： (全文所有的表應(yīng)按順序列成表 1、表 2在表上方注明： 表號(hào) 表名） 組分 進(jìn)料液 塔頂產(chǎn)品 塔底產(chǎn)品 進(jìn) 料量 F （ h） 摩爾百分率餾出液 D（ h） 摩爾百分率釜液 W（ h） 摩爾百分率2 合液 1 1 第四節(jié) 塔溫的確定 5 由于各操作階段的乙醇和水的質(zhì)量百分含量已確定，所以根據(jù)乙醇和水的質(zhì)量百分含量，查得各組分的溫度和密度： 溫度 ( 什么溫度 ?沸點(diǎn)？熔點(diǎn)？ ) 密度 塔 頂 乙 醇 的 摩 爾 分 率 ：X t （單位統(tǒng)一放在第一欄） 3/810 （單位統(tǒng)一放在第一欄） 進(jìn) 料 的 乙 醇 摩 爾 分 率 ：X t （單位統(tǒng)一放在第一欄） 3/947 （單位統(tǒng)一放在第一欄） 塔 底 乙 醇 的 摩 爾 分 率 ：X t （單位統(tǒng)一放在第一欄） 3/964 （單位統(tǒng)一放在第一 欄） 8872 9648102 3 精精 64947 3 提提 全塔提精 第五節(jié) 塔板數(shù)的確定 (這里的圖在哪？是手繪的嗎，你的精餾段 16，提餾段只有 1，好像太離譜了，畫圖可能誤差太大，我建議你用簡捷法或 逐板計(jì)算法 ) 本設(shè)計(jì)采用圖解法計(jì)算塔板數(shù)，（如附圖一）直角梯級(jí)條件并不完全符合，會(huì)引起一定的誤差，但具有簡便的優(yōu)點(diǎn)。圖解法的步驟如下： 在 醇和水）的平衡線與 作 的垂線與對(duì)角線交于點(diǎn) ),( DD 在 y 軸上定出點(diǎn) )1/(,0 ,連結(jié) 出精餾段操作線； 作垂線與對(duì)角線交于點(diǎn) )(ff ，過 q=1的 線與 交于點(diǎn) d； 作垂線與對(duì)角線交于點(diǎn) )(ww ，連接 畫出提餾 段操作線； 從點(diǎn) a 開始，在平衡線與精餾段操作線間畫階梯，跨過 d 點(diǎn)后改在平衡線與提餾段操作線間畫階梯，直到到達(dá)或跨過垂線為止，所畫的階梯數(shù)就是所需理論斑層數(shù) 包括塔釜） 從附圖和先前確定的最佳回流比 R=氣液平衡相圖上作得理論塔板數(shù)為 =17塊，進(jìn)料位置是第 16 塊。 第六節(jié) 理論塔板數(shù)及進(jìn)料位置的確定 （ 3） 全塔效率的計(jì)算（根據(jù)“奧康內(nèi)爾的精餾塔效率關(guān)聯(lián)圖”來估算塔效率） 6 當(dāng) t=，查 乙醇水溶液氣液平衡數(shù)據(jù)表，得 x 考文獻(xiàn)（ 6）附表 3 5 1 5 0 5 4 0 5 1 5 ( )1( yx 參考文獻(xiàn)（ 4）下冊 當(dāng) t=，查乙醇水溶液氣液平衡數(shù)據(jù)表，得 x 2 5 0 9 9 7 1 9 7 2. 0 9 ( )1( yx 因?yàn)樵诰s塔內(nèi)，當(dāng)壓力和溫度的變化都比較小時(shí)，可取塔頂與塔底相對(duì)揮發(fā)度的幾何平均值作為全塔的平均值相對(duì)揮發(fā)度，即 m 進(jìn)料液在塔頂與塔底的平均溫度下粘度： 查 t=時(shí)，乙醇粘度為： 52 水的粘度為： 2 173 96 查“奧康內(nèi)爾的精餾塔效率關(guān)聯(lián)圖”得 =47 實(shí)際塔板數(shù) p=7/6 塊 參考文獻(xiàn)（ 5） 實(shí)際加料板 :N=16/4 塊，即第 34板為加料板。 取 塔板間距）為 塔的有效高度： P 36()1( 第七節(jié) 熱量衡算 計(jì)算加熱蒸汽量 參考文獻(xiàn)（ 4）下冊 (1). 原料液帶入的熱量 由于 t 從乙醇水混合物的熱焓表，查得 / F / 6 0 8 2 (2). 回流液帶入的熱量 由于 從乙醇水混合物的比熱表查得 )/( 7 3 5 2 (3). 塔頂蒸汽帶出熱量 V=kg V /2 9 7 2 8 8 7 5)16 3 2 5 ( (4). 塔釜液帶出的熱量可以近似按水記 查塔底溫度下（Wt w=） 水的比熱 ) 0 1 9 4 4 （ 5） . 加熱蒸 汽用量 查飽和水蒸汽表， 飽和水蒸氣的氣化潛熱為 g )( (h 計(jì)算冷卻用水量 設(shè)冷卻水進(jìn)出口溫度分別 201t 和 t 冷卻用水量： 2 1 2 1( 1 ) ( ) ( 1 ) ( ) ( 1 . 6 3 9 5 1 ) 4 6 . 6 2 5 3 4 1 . 3 0 1 5 ( 1 1 5 7 . 1 2 . 4 8 7 8 . 9 )( ) ( ) 4 . 1 8 3 ( 7 8 . 9 2 0 )1 9 8 3 4 . 5 6 7 6 /V L V R I I D R I C t t C t tk g h 第八節(jié) 塔和塔板主要工藝尺寸設(shè)計(jì) 計(jì)算塔徑時(shí)，根據(jù)適宜的空塔氣速，求出塔的截面積即可求出塔徑。 塔徑 D 按各操作階段的溫度，分別查出 乙醇水溶液與蒸汽的密度：精餾段的平均密度 精餾段的平均密度 3/887 氣相密度 3( /7 6 7 1 6 1 精） 提餾段的平均密度 3 /氣相密度 (31 0 1 . 3 2 5 2 2 . 1 7 8 5 0 . 7 5 7 8 /8 . 3 1 4 ( 8 3 . 5 2 2 7 3 . 1 5 )k g 提 ）精餾段下流液量： 8 L=h 73 6 0 0 4 1 6 2 0 0 34 精餾段上升液量 : V=L+D=h 31 2 3 . 0 6 7 5 3 2 . 4 1 6 8 1 . 4 4 3 3 /3 6 0 0 3 6 0 0 0 . 7 6 7 8m s 液氣動(dòng)能參數(shù)為： )( 選取 0 ，查乙醇水溶液的表面張力表，由乙醇濃度為 83 %，查得 =m 參考文獻(xiàn)（ 5） 最大允許氣速 取安全系數(shù)為 適宜空塔速度為： u=s 由下式計(jì)算精餾段的塔徑： T 9 6 1 8 4 3 參考文獻(xiàn)（ 5） 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑尺寸圓整，取 D= 提餾段下流液量： 33 提餾段上升液量： 0 0 00 1 7 液氣動(dòng)能參數(shù)為： 0 9 8 )( 選取 0 ，查乙醇水溶液的表面張力，由乙醇濃度為 10%，查得 =m 參考文獻(xiàn)（ 5） 9 最大允許氣速 取安全系數(shù)為 適宜空塔速度為： u=s 由下式計(jì)算精餾段的塔徑： T 6 3 5 0 6 0 0 0 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑尺寸和精餾段的塔徑圓整，此精餾塔的塔徑取 么 實(shí)際塔截面面積： 222 78 參考文獻(xiàn)（ 5） 實(shí)際空塔速 度： 8 38 43 安全系數(shù)： 范圍之間，合適。 （下表不規(guī)范，會(huì)讓人看不懂，換個(gè)方式表達(dá)） 名稱 單位 h m3/s V 第九節(jié) 浮閥塔的選定及工藝尺寸的確定 浮閥塔是在泡罩塔的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它主要的改進(jìn)是取消了升氣管和泡罩，在塔板開孔上設(shè)有浮動(dòng)的浮閥，浮閥可根據(jù)氣體流量上下浮動(dòng)，自行調(diào)節(jié)，使氣縫速度穩(wěn)定在某一數(shù)值。這一改進(jìn)使浮閥塔在操作彈性、塔板效率、壓降、生產(chǎn)能力以及設(shè)備造價(jià)等方面比泡罩塔優(yōu)越。但在處理粘稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。浮閥塔廣泛用于精餾、吸收以及脫吸等傳質(zhì)過程中。塔徑從 200 6400用效果均較好。國外浮閥塔徑，大者可達(dá) 10m，塔高可達(dá) 80m，板數(shù)有的多達(dá)數(shù)百塊。 浮閥塔之所以這樣廣泛地被采用，是因?yàn)樗嬗辛伺菡炙秃Y板塔的特點(diǎn)： 、處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加 20而接近于篩板塔。 、操作彈性大，一般約為 5篩板、泡罩、舌形塔板的操作彈性要大得多。 、塔板效率高，比泡罩塔高 15%左右。 、壓強(qiáng)小，在常壓中每塊板的壓強(qiáng)降一般為 30 、液面梯度小。 、使用周期長。粘度稍大以及有一般聚合現(xiàn)象的系統(tǒng)也能正常操作。 、結(jié)構(gòu)簡單 ，安裝容易，其制造費(fèi)約為泡罩塔的 60但為篩板的 120 所以本設(shè)計(jì)采用 閥。其基本參數(shù)： 閥孔直徑 閥片直徑 閥片厚度 最大開度 靜止開度 閥質(zhì)量 10 閥） 39 8 m 8.5 .5 2 34g 溢流裝置 選用單流型降液管，不設(shè)進(jìn)口堰。 （ 1） 降液管尺寸 取溢流堰長 即 圖 2文獻(xiàn) (2)： 因此：弓形降液管所占面積 弓形降液管寬度 依式 2 ，即 3 參考文獻(xiàn)（ 5） 3342 4滿足要求 （ 2） 溢流堰 尺寸 由以上設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可求出： 溢流堰長： 采用平直 堰，堰上的液流高度可采用下式計(jì)算： 3/2)(參考文獻(xiàn)（ 5） m m E 液流收縮系數(shù)，一般取 E=1。 11 精餾段： 7 9 3 0 0 34 8 1 4 9 3 W DL w 查液流收縮系數(shù)圖，得 E= (溢流堰高： 5 2 6 7 6 降液管底隙高度： 4 6 6 2 6 提餾段： 9 6 1 0 0 33 2 9 8 9 6 1 DL E= (提餾的段溢流堰高： 4 2 4 7 5 降液管底隙高度： 0 3 6 4 2 4 wo 合生產(chǎn)要求，采用平直堰。 （ 3） 浮閥數(shù)及排列方式 浮閥數(shù) 工業(yè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：閥孔臨界動(dòng)能因數(shù)一般為 1290 F。取 110 F，閥孔氣速為： 精餾段： 5 5 3 7 1/00 參考文獻(xiàn)（ 5）提餾段： 6 3 6 7 1/00 符合生產(chǎn)要求，既 110 精餾段：)( 參考文獻(xiàn)（ 5） 12 提餾段：)( 查資料 得單液流 1型塔板某些參數(shù)如下表： 參考文獻(xiàn) （ 5） 塔 徑 D/ 截 面積 2m 板 間 距 離m 弓形降液管 降 液 管 面 積2m )/( A % 堰長wL/14 堰寬50 1000 00 浮閥的排列 按所設(shè)定的尺寸畫出塔板，并在塔板的鼓泡區(qū)內(nèi)依排列方式進(jìn)行試排，確定出實(shí)際的閥孔數(shù)。 已知 ,.1 選取無效邊緣區(qū)寬度破沫區(qū)寬度 由式（ 2算鼓泡區(qū)面積，即 )a r c s 2 222 a 參考文獻(xiàn)（ 5） )(2/ r c s i n (180 )a r c s i n (2浮閥閥孔的排列方式采用等腰三角形叉排，取同一橫排的空心距 t=75等腰三角形的高度為： 精餾段： a 0 6 6 2 6 2 參考文獻(xiàn)（ 5） 提餾段： a 重新核算以下的參數(shù)： 閥孔氣速： 精餾段：(02200 參考文獻(xiàn)（ 5） 13 提餾段：(02200 動(dòng)能因數(shù)都在 9合適。 塔板開孔率： 精餾段： 3)(/ 200 參考文獻(xiàn)（ 5） 提餾段： 7)(/ 200 開孔率在 10%間，合適。 空塔氣速： 精餾段： 5 5 6 1 提餾段： 1 2 0 1 即適宜的空塔氣速 u=s。 閥孔總面積： 精餾段： 20 1 1 1 1 5.0 提餾段： 20 0 7 9 9 1 (其中， 7 8 0 6 第十節(jié) 水利學(xué)計(jì)算 一、 降液管內(nèi)液面高度 H m m m。 20)(153.0 精餾段： 24 4 6 6 5 14 提餾段： 23 驗(yàn)算式： 一般物質(zhì)系統(tǒng)取 、氣相通過塔板的壓降 m m m m 干板壓降 全開前 : 全開后：0精餾段： 全開前 : 全開后： 20 提餾段： 全開前 : 全開后： 20 精餾段： 0 7 3 2 6 15 提餾段： 1 7 5 2 4 降液管液泛校核： 精餾段：,符合降液管液泛要求。 提餾段： ,符合降液管液泛要求。 三、液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 應(yīng)保證液體在降液管內(nèi)停留的時(shí)間大于 3S，才能使得液體所夾帶氣體的釋出。前面已計(jì)算出液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間為 和 都大于 5s,可見，所夾帶氣體可以釋出。 四、霧沫夾帶量校核 參考文獻(xiàn)（ 5） %1 0 0 0%,1 0 01 3 61 0 0 11 中C 流徑長度（ m） , , 精餾段 ： 0 2 9 4 7 77 6 7 1 提餾段 ： 0 2 8 1 7 57 5 7 6 由于是正常系統(tǒng)，根據(jù)表（ 2物性系數(shù) K=液泛負(fù)荷因數(shù)圖，得： 精餾段 ： C 提餾段 ： C 16 則有：精餾段： %8 2 4 9 3 60 2 9 4 041 F % F %滿足 %75651 F (小塔 ) 提餾段： % F % F 滿足 %75651 F (小塔 ) 即沒有霧沫夾帶現(xiàn)象出現(xiàn)。 五、嚴(yán)重漏液較核 當(dāng)閥孔得動(dòng)能因數(shù)0 時(shí)將會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏夜，前面已計(jì)算出 F ，可見不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏夜。 第十一節(jié) 浮閥塔的操作性能圖 一、 氣體負(fù)荷下限線（漏夜線） 此線表示不發(fā)生嚴(yán)重漏夜現(xiàn)象地最底氣相荷，對(duì)于 重閥，因動(dòng)能因數(shù) 50 發(fā)生嚴(yán)重漏夜，故取 50 54)( 20m 參考文獻(xiàn)（ 5） 精餾段： 54)( 3220m i n 提餾段： 54)( 3220m i n 二、過量霧沫夾帶線 根據(jù)前面過量霧沫校核可知，對(duì)于小塔，取液泛點(diǎn) F=設(shè)計(jì)可采用下列公式 : F 其中C 精餾段： 1 17 m a x 提餾段： 0 4 1 7 1 1 7 m a x 由最高點(diǎn)便可以繪出提餾段的霧沫夾帶線。 三、液相負(fù)荷下限線 對(duì)于平直堰，其堰上液層高度 就可作出液相負(fù) 荷下限線。 m i l 則可求出 精餾段： ( 342/3m i n 提餾段： ( 342/3m i n 四、液相負(fù)荷上限線 若低過此限線，不能保證板上液流的均勻分布。 液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時(shí)間不低于 3s，取 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，則： 0 0 3 6 1 5 2 3m a x 五、液泛線 操作點(diǎn)若在此線上方，將會(huì)引起液泛。 根據(jù)下式可求出可在操作范圍內(nèi)任取若干點(diǎn)，從而繪出液泛線。 3/222 參考文獻(xiàn)（ 5） 18 精餾段：)1(3/202220202525計(jì)算出 a,b,c, 3/222 4 3 1 6 0 77 0 7 提餾段：)1(3/202220202525計(jì)算出 a,b,c, 3/222 9 1 5 4 3 36 6 9 在操作范圍內(nèi)任意取若干上式可求出相應(yīng)的果列于下表。 精餾段： 3/ 3/ 餾段： 3/ 3/ 回流比不變的操作情況下，作出操作性能圖，并作出操作線。 六、操作彈性： 精餾段： 4 1 2 3 8 a x 提餾段： a x 19 第十二節(jié) 塔的附屬設(shè)備計(jì)算 一、塔頂冷凝器的選擇 參考文獻(xiàn)（ 3） 1、熱負(fù)荷計(jì) 算 4 24 1 7 1 5 2 62 9 7 2 8 8 2、估算傳熱面積 23)( 估3、水量的計(jì)算在前面已經(jīng)計(jì)算，得出的結(jié)果為： 選擇列管式冷凝器。 三、確定塔體各接管 1、蒸汽管 24d塔頂蒸汽出口直徑， u氣體速度 常壓下， u 取 10 40 之間，取 u=20m/s, 按加壓下操作計(jì)算： p /20120 取 50 D 外 2586S=4、回流管 由泵輸送， u 取 1 2 之間，取 u= 4 取 0 D 外 466 S=3、進(jìn)料口 u 在 1 之間，取 u=s 5 0 0 9 0 7 取 0 D 外 35 6 S=印到此） 20 4、塔釜液出口 其中： 3 取 0 D 外 65 6 S=置 公稱直徑 徑 D, 管壁厚 S, 頂蒸汽出口 250 258 4 回流管 40 46 3 進(jìn)料口 30 35 十三節(jié) 板式塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、 塔的總體結(jié)構(gòu) 塔設(shè)備往往以每一層塔板為一節(jié)，然后由法蘭連接。 基本結(jié)構(gòu)包括吊柱，氣體出口管，除沫裝置，回流管，進(jìn)料管，人孔，保溫圈，殼提體，塔板，氣體人口管，裙座，出料管等。 二、塔體的主要尺寸 （抄了一堆書，但沒寫每一項(xiàng)具體選了什么值，總高如何得到的） （ 1）塔頂空間高度 塔頂空間高度的作用是安裝塔板和開人孔的需要，也使氣體中的液滴自由沉降，減少塔頂出口氣體中液滴夾帶，必要時(shí)還可節(jié) 省泡沫裝置。塔頂空間高度 般取 徑大時(shí)可適當(dāng)增大。 （ 2）塔板間距 塔板間距 大小于液汽和霧沫夾帶有密切關(guān)系。板間距大，可允許氣流速度較高，塔徑可小些；反之，所需的塔徑就要增大。一般來說，取較大的板間距對(duì)提高操作彈性有利，安裝檢修方便，但會(huì)增加塔的造價(jià)，因此， 適當(dāng)選擇。本設(shè)計(jì)取 400(3) 開有人孔的板間距 人孔直徑一般為 450設(shè)有人孔的上下兩塔板間的間距 大于或等于 600孔數(shù)目 于易結(jié)垢，結(jié)焦的物料，因需經(jīng)常清洗，每隔 4塔板就要開一個(gè)人孔；對(duì)于無需經(jīng)常清洗的清潔物料可每隔 8板設(shè)置一個(gè)人孔；若塔板上下都可拆卸，可隔 15 塊板設(shè)置一個(gè)人孔。 （ 4）進(jìn)料板空間高度 進(jìn)料段空間高度 決于進(jìn)料口的結(jié)構(gòu)型式和物料狀況，一般 ，有時(shí)要大一倍。為了防止進(jìn)料直沖塔板，常在進(jìn)料口處考慮安裝防沖實(shí)施，如防沖板，入口 堰，緩沖管等，保證這些實(shí)施的安裝。 21 （ 5）塔底空間高度 塔底空間高度 有中間貯槽的作用，塔釜料液最好能在塔底有 10保證塔底料液不致于排完。若塔的進(jìn)料設(shè)有緩沖時(shí)間的容量，則塔底容量可較小。對(duì)于塔底產(chǎn)量大的塔，塔底容量也可取小些，有時(shí)僅取 3于易結(jié)焦物料，塔底停留時(shí)間則應(yīng)按工藝要求而定， 可按儲(chǔ)量和塔徑計(jì)算。 （ 6）塔體總高度 由下式計(jì)算： )2( 式中： H H H 實(shí)際塔板數(shù)； S 人孔數(shù)目（不包括塔頂空間和塔底空間人孔） 本設(shè)計(jì)的塔體總高： H=18800 三、塔板結(jié)構(gòu) 塔板在結(jié)構(gòu)方面要求有一定的剛度，維持板的水平 ，塔板之間應(yīng)有一定的密封性，以避免氣體，液體走短路，塔板適應(yīng)方便安裝或拆卸等。 當(dāng)塔徑在 700間，屬于小塔，可采用整塊式塔板，本設(shè)計(jì)采用單流塔板。整塊式塔的塔體分成若干段塔節(jié)，塔節(jié)與塔節(jié)之間用法蘭連接。每個(gè)塔節(jié)中安裝若干塊疊置起來的塔板。塔板與塔板之間一段管子支承，并保持所需要的板間距。 （ 1）結(jié)構(gòu)型號(hào) 塔板結(jié)構(gòu)由整