分離甲醇—水混合液的篩板精餾塔--化工原理課程設(shè)計(jì)匯編完整

1、分離甲醇一水混合液的篩板精餾塔-化工原理課程設(shè)計(jì)匯編（可以直接使用，可編輯 優(yōu)秀版資料，歡迎下載）化工原理課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目:分離甲醇一水混合液的篩板精僧塔設(shè)計(jì)時(shí)間: 專業(yè)名稱: 學(xué)生姓名: 設(shè)計(jì)成績:化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目分離混合液的篩板精餾塔設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及條件生產(chǎn)能力：年處理甲醇一一水混合液8.3 萬噸（年開工 300天）原料：輕組分含量為40%（質(zhì)量百分率，下同）的常溫液體分離要求：塔頂輕組分含量不低于 93%塔底輕組分含量不高于24%建廠地區(qū)：沈陽市設(shè)計(jì)要求：1、編制一份精餾塔設(shè)計(jì)說明書，主要內(nèi)容要求：<1>.前言<2>.流程確定和說明<3>

2、.生產(chǎn)條件確定和說明<4>.精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算<5>. 主要附屬設(shè)備及附件的選型計(jì)算<6>. 設(shè)計(jì)結(jié)果列表<7>. 設(shè)計(jì)結(jié)果的自我總結(jié)評價(jià)與說明<8>. 注明參考和使用的設(shè)計(jì)資料2、編制一份精餾塔工藝條件單， 繪制一份帶控制點(diǎn)的工藝流 程圖。、八前言精餾是利用液體混合物中各組分揮發(fā)性的差異對其進(jìn)行加 熱，然后進(jìn)行多次混合蒸氣的部分冷凝和混合液的部分加熱汽 化以達(dá)到分離目的的一種化工單元操作。精餾操作應(yīng)在塔設(shè)備 中完成，塔設(shè)備提供氣液兩相充分接觸的場所，有效地實(shí)現(xiàn)氣 液兩相間的傳熱、傳質(zhì)，以達(dá)到理想的分離效果，在化工、煉 油、石油化工等工

3、業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。精餾是分離液體混合物 最常用的一種單元操作，精餾過程中氣液兩相多次直接接觸和 分離，利用液相混合物個(gè)各組分的揮發(fā)度不同，使易揮發(fā)組分 由液相向氣相轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)原料液中各組分的分離。本設(shè)計(jì)的題目是甲醇 - 水二元物系板式精餾塔的設(shè)計(jì)。采用 板式塔分離甲醇 - 水的液相混合物。 板式塔與填料塔相比用于精 餾裝置有諸多優(yōu)勢。板式塔是逐級接觸，混合物濃度呈階躍式 變化。板式塔主要功能：在每塊踏板上氣液兩相若保持充分接 觸，可為傳質(zhì)過程提供足夠大且不斷更新的相際接觸面，減小 傳質(zhì)阻力 ;在塔內(nèi)使氣液兩相呈逆流流動(dòng)，以提供最大的傳質(zhì)阻力。板式塔可方便地住塔板安裝冷卻盤管。在確定的工藝要求

4、下，確定設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括精餾塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算、塔輔 助設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算、精餾工藝過程流程圖、精餾塔設(shè)備結(jié)構(gòu)圖、 設(shè)計(jì)說明書。篩板塔是 1932 年提出的，當(dāng)時(shí)主要用于釀造，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié) 構(gòu)簡單，制造維修方便，造價(jià)低，氣壓壓降小，板上液面落差 較小，相同條件下生產(chǎn)能力高于浮閥塔，塔板效率接近浮閥塔。 其缺點(diǎn)是穩(wěn)定操作范圍窄，小孔徑篩板易堵塞，不適宜處理粘 性大的、臟的和帶固體粒子的料液。但設(shè)計(jì)良好的篩板塔仍具 有足夠的操作彈性，對易引起堵塞的物系可采用大孔徑篩板， 故近年我國對篩板的應(yīng)用日益增多，所以在本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)該種 塔型。目錄、八尸前 言 5.第一章流程及生產(chǎn)條件的確定和說明 5.1.1加料方

5、式 5.1.2進(jìn)料狀況 5.1.3塔頂冷凝方式 5.1.4加熱方式 6.1.5再沸器 6.第二章精餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算 7.2.1精餾塔的物料衡算 7.7.7.7.2.2 塔板數(shù)的確定 7.7. 采用圖解法求 NT 。 7. 求最小回流比及操作回流比 8. 求精餾塔的汽液相負(fù)荷 9.1.0 溫度的計(jì)算 1. 0 平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 11 表面張力的計(jì)算 1. 2 粘度的計(jì)算 1. 2 相對揮發(fā)度的計(jì)算 1. 32.3 精餾塔塔體工藝尺寸計(jì)算 141.4 1.5 1.7 1.72.4 塔板主要工藝尺寸計(jì)算 1. 71.8 1.82.5 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 2. 02.0 2.1 2.1 2.1 2.22

6、.6 塔板負(fù)荷性能圖 2. 22.3 2.3 2.42.42.52.7 篩板塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總表 27第三章 附屬設(shè)備的選型計(jì)算 2. 93.1 接管的設(shè)計(jì) 2.92.92.92.93.03.03.03.2 筒體與封頭 3.03.0 3.13.3 除沫器 3.13.4 裙座 3.23.5 冷凝器 3.23.6 再沸器 3.33.7 塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.43.43.43.53.8 塔高 3.5附 圖 3.8總 結(jié) 3.9參考文獻(xiàn) 4.1第一章 流程及生產(chǎn)條件的確定和說明1.1 加料方式加料方式有兩種：高位槽加料和泵直接加料。采用高位槽加 料時(shí)，要通過液位高度才可以得到穩(wěn)定的流量和流速，通過重 力加料

7、，由于多了高位槽，建設(shè)費(fèi)用會(huì)相應(yīng)增加。若采用泵直 接加料，通過采用自動(dòng)控制泵來控制泵的流量和流速，使流量 和流速穩(wěn)定，從而提高傳質(zhì)效率，且泵結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。 故本設(shè)計(jì)采用自動(dòng)控制泵加料。1.2 進(jìn)料狀況進(jìn)料狀況一般有冷液進(jìn)料和泡點(diǎn)進(jìn)料。進(jìn)料狀況與塔板數(shù)、 塔徑、回流量及塔的熱負(fù)荷都有密切的聯(lián)系。在實(shí)際的生產(chǎn)中 進(jìn)料狀況有多種，但一般都進(jìn)料液預(yù)熱到泡點(diǎn)才送入塔中，這 主要是由于此時(shí)塔的操作比較容易控制，不受季節(jié)氣溫的影響 此外，在泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，精餾段與提餾段的塔徑基本相同，無論 是設(shè)計(jì)計(jì)算還是實(shí)際加工制造這樣的精餾塔都比較容易， 為此， 本次設(shè)計(jì)中采取泡點(diǎn)進(jìn)料。1.3 塔頂冷凝方式冷凝器分為全

8、凝器和分凝器兩種， 當(dāng)被冷凝的氣相溫度較高 且常溫下為液體時(shí)，一般采用全凝器冷凝。當(dāng)被冷凝的氣相溫 度較高但組分較多且常溫下某組分為氣態(tài)或易氣化時(shí)，一般采 用分凝器。本設(shè)計(jì)組分為甲醇和水，常溫下均為液體，且不易 氣化。故使用用全凝器，塔頂出來的氣體溫度不高，冷凝回流 液和產(chǎn)品溫度不高，無需進(jìn)一步冷卻，此分離也是為了得到甲 醇，故本設(shè)計(jì)選用全冷凝器。1.4 加熱方式加熱方式分為直接蒸汽加熱和間接蒸汽加熱。 蒸餾釜的加熱 方式通常采用間接蒸汽加熱，設(shè)置再沸器。有時(shí)也采用直接蒸 汽加熱。然而，直接蒸汽加熱，由于蒸汽的不斷通入，對塔底 溶液起了稀釋作用，在塔底易揮發(fā)物損失量相同的情況下，塔 底殘液中易

9、揮發(fā)組分的濃度較低，因而使用理論板數(shù)增加，費(fèi) 用增加。間接蒸汽加熱器是塔釜液部分汽化維持原來濃度，以 減少理論板數(shù)。故本設(shè)計(jì)采用間接蒸汽加熱。1.5 再沸器再沸器的作用是加熱塔底料液，使之部分氣化，以提供精餾 塔內(nèi)的上升氣流，分為內(nèi)置式和外置式。本設(shè)計(jì)采用再沸器置 于塔外的方式。第二章精餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算2.1精餾塔的物料衡算Xf0.40/320.04/320.60/180.273Xd0.93/320.93/320.07/180.882Xw0.0140.024/320.024/320.976/18原料處理量F8.3 107300 24 21.822528.264kmol / hMf0.2733210

10、.2731821.822kg/molMd0.88232(10.882)1830.348kg / molMw0.01432(10.014)1818.196kg/mol總物料衡算F D W甲醇物料衡算XfF XdD xWW聯(lián)立解得 D 157.627kmol/h , W 370.637kmol/h2.2塔板數(shù)的確定采用圖解法求Nt。由手冊查得甲醇一水的汽液相平衡數(shù)據(jù)見表2-1，繪出x-y圖溫度t/ C液相中的摩爾分氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)/y數(shù)/x100.000.000.00096.400.020.13493.500.040.23491.200.060.30489.300.080.36587.700.10

11、0.41884.400.150.51781.700.200.57978.000.300.66575.300.400.72973.100.500.77971.200.600.82569.300.700.87067.600.800.91566.000.900.95865.000.950.97964.501.001.000求最 小回 流比 及操 作回 流比在中 對角 線上(0.273 , 0.273 )做垂線為進(jìn)料線與平衡線交點(diǎn)坐標(biāo)為yq 0.650xq 0.273。故最小回流比為Rmin 佇聖 a882-。650 yq - xq0.650 - 0.2730.620操作回流比為R2 Rmin1.24

12、求精餾塔的汽液相負(fù)荷L RD 1.230 152.627189.257kmol / hV (R 1)D(1.230 1) 152.627341.884kmol / hq 1, L L qF 187 .7311528.264717.521 kmol /hV V 341.884kmol/h精餾段操作線方程丫#Xd 0.554X 0.394提餾段操作線方程yWxw 2.100X 0.0152圖2-1 圖解法示意圖溫度的計(jì)算塔頂溫度0.915 0.8820.915 0.87067.60 tD67.60 69.30，解得tD68.85C進(jìn)料板溫度0.30 0.200.273 0.2078.0 81.70

13、tF 81.70解得tF79.0C塔釜溫度0 0.0140 0.02100 tw100 96.4，解得97.48 C精餾段平均溫度t1 竺覽 73.925 C2提餾段平均溫度tWtFt288.24 C全塔平均溫度TmtD tW83.165C平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算塔頂平均摩爾質(zhì)量xdyi 0.882，查平衡曲線圖得xi 0.750Mvdm0.882 32(10.882)1830.348kmol / kgMldm0.750 32(10.750)1828.5kmol/kg進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量由圖解理論板得xf y1 0.273, X1 0.05MVFm 0.273 32(1 0.273) 1821.822

14、kmol / kgMLFm 0.05 32 (10.05) 18 18.7kmol/kg塔底平均摩爾質(zhì)量xw y1 0.014， X1 0.002MVWm 0.014 32 (10.014) 1818.196kmol /kgMLwm 0.0056 32 (1 0.0056) 1818.078kmol / kgM VmM LmMVDmMVFm2M LDm M LFm2精餾段平均摩爾質(zhì)量26.085kmol / kg23.6kmol / kg提餾段平均摩爾質(zhì)量M VmM VFm M VWm20.009kmol / kgMLmMLFmMLWm18.389kmol/kg表面張力的計(jì)算表2-2甲醇與水在

15、各溫度下的表面張力溫度（丫） :甲醇 水708060i. 11 .°i1 "t| 1181.'40 * ', 1 匸'1"""' '66.22' 64.35 ' 62.59 '10090 j '' 1_6i 1*70 w r*的1 w i60.72 ； 58.86 ；即 LM Xi i塔頂液相表面張力8070797017.5018.40A18.40，8070797062.5964.35B64.35，解得解得LFM 0.273 17.5900.727 62.76617

16、.590mN/m62.766mN /m50.433mN / m精餾段液相平均表面張力LMLDM LFM37.1855mN /m2706068.85 6018.419.30A血30，解得A18.503mN/m7060鵲曇，解得B64.565mN/m64.3566.22LDM0.88218.503 0.118 64.56523.938mN /m進(jìn)料板液相表面張力粘度的計(jì)算表2-3甲醇與水在各溫度下的粘度溫度/c6070甲醇0.2770.25280901000.2280.2120.196液相平均粘度計(jì)算lg刊Xi lg山塔頂液相平均粘度706068.85 600.2520.277mA 0.277，7

17、06068.85 600.4060.469爐 0.469lg LDM0.882lg A 0.118LDM0.270mPa s進(jìn)料板液相平均粘度807079 700.2280.252ma 0.252，807079 700.3560.406mb 0.406，lg LFM0.273lg a 0.727lfm 0.319mPa s解得解得lg B解得解得lg B(JA(JB0.255mPa s0.413mPa s0.5687(iA 0.2304mPa s(xB 0.361mPa s0.4957精餾段液相平均粘度LDM LFMlm0.2945mPa s2相對揮發(fā)度的計(jì)算表2-4安托因系數(shù)表甲醇水相對揮發(fā)

18、度的計(jì)算A7.197367.07406B1574.991657.46C238.86227.02t c -1691 10168PaoPb甲醇，當(dāng)溫度為 64.7 C時(shí)，lg pvp A 三,1 CIg PA1574 99/口7.197365，得 PA102.09kPa64.7238.86Ig Pb 7.074061657.46，得 Pb24.68kPa64.7227.02d 皂 4.14Pb當(dāng)溫度為100 c時(shí)lgPA 7.19736 加6，得 PA354.8kPaIg PB 7.074061657.46 ，得 Pb 101.39kPa100 227.02Paw3.499Pb全塔平均相對揮發(fā)度

19、d w 3.97全塔效率為 Et0.49 lm 0.2450.471安全系數(shù)取1.1實(shí)際塔板數(shù)NPNtEt70.471 1.114精餾段實(shí)際板層數(shù)N精48Et 1.1提餾段實(shí)際板層數(shù)N提J 6Et 1.12.3精餾塔塔體工藝尺寸計(jì)算塔頂操作壓力 Pd 101.325kPa每層塔板壓降p 0.7kPa進(jìn)料板壓力 Pf 101.325 0.7 9 107.625kPa精餾段平均壓力Pm1PdPf2104.475kPa塔釜壓力 Pw 101.325 14 0.7111.125kPa提餾段平均壓力Pm2 P PF 109.375kPa全塔平均壓力Pm1 Pm2Pm108.5kPa2表2-5甲醇與水在各

20、溫度下的密度溫度/c60708090100甲醇(kg/m-3)751743734725716水(kg/m-3)983.1977.8971.8965.3958.4塔頂液相密度70 60743 75168.85 60a 751，解得743.92kg/m70 6068.85 60977.8 983.1B 983.1，解得 b 978.410kg/m3塔頂液平均密度LDM0.93 743.92 (1 0.93) 978.410756.613kg/m進(jìn)料板液相密度80 70734 743霍，解得734.9kg/m80 70971.8 977.8篤簽，解得972.4kg/m0.273 320.273 32

21、 (1 0.273) 180.400進(jìn)料板液相平均密度LFM10.400 734.9 (1 0.400) 972.4861.088kg/m塔釜液相密度100 90716 72597.48 90a 725，解得718.268kg/m100 90958.4 965.397.48 90b 965.3，解得960.139kg/m0.014 320.014 32 (1 0.014) 180.0246LWM0.0246 718.268 (10.0246) 960.139952.251kg/m精餾段液相平均密度LMLDMLFM2808.8505kg /m精餾段氣相平均密度VMPm MVMRTm0.955kg

22、 / m精餾段氣相體積流率VsV Mvm3600 vm32.594m / s精餾段液相體積流率L Mlm Ls3600 lm30.00153m /s由 UmaxLM VMVMLM -)2VM0.0172取板間距Ht 04m，板上液層高度Hl 0.06m，則Ht Hl 0.34m，由史密斯關(guān)聯(lián)圖可得氣體負(fù)荷因子C20 0.068L 0.2C C20 ()0.07700LM VMUmax c ： 2.240m/sVM取安全系數(shù)為0.7貝U空塔氣速為 u 0.7umax 1.568m/s塔徑D 普1.452m ,按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后：D 1.6m塔截面積為At2.0096m2實(shí)際空塔氣速為 u VS 1

23、.291m/sAt精餾段的有效高度：Z精(N精1)Ht(81)0.42.8m提餾段的有效高度：Z提(N提1)Ht(61)0.42.0m在進(jìn)料板上方開一人孔:高度為0.8m ,因此進(jìn)料板上精餾段高度為1.0m 故精餾塔的有效高度：Z Z精 Z提1.0 5.8m2.4塔板主要工藝尺寸計(jì)算因塔徑D 1.6m，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤 各項(xiàng)計(jì)算如下：溢流堰長LWLW 0.7D1.12m溢流堰高度HwHW Hl How本設(shè)計(jì)采用平直堰，取E 1。堰上液層高度HOW由式How竺4 e （竺）31000LW0.00821m取板上液層高度 Hl 0.06m， Hw Hl How 0.05179m

24、弓形降液管寬度Wd和截面Af由LW 0.7，查弓形降液管參數(shù)圖得A 0.084，罟0.149DAtD故 Af 0.084 2.00960.1688m， Wd 0.149 1.600.2384m根據(jù)式""AE 44.13s>5s，故降液管合理降液管底隙高度h0h0 云3600士，取 U 0 0.08m/S，則 h00.00153360036001.12 0.080.0171mHw h0 0.03469 > 0.0006m，故降液管底隙高度合理塔板的分塊;因D 1.6m，故塔板采用分塊式表2-6塔板分塊數(shù)表塔徑塔徑 塔板分塊800123140014180025200

25、026查塔板分塊數(shù)表得，塔板分為4塊。邊緣區(qū)域的確定取安定區(qū)寬度Ws 0.06m取邊緣區(qū)寬度Wc 0.04m開孔區(qū)面積計(jì)算；開孔區(qū)面積計(jì)算即 Aa 2(X R2 X2石;R2sin1£)180R式中：DX(Wd Ws) 0.8 (0.2384 0.06) 0.5016m2R D Wc 0.8 0.040.76m2 ；所以：Aa 2(0.50160.762 0.50162 314 0.762 sin 1 0.5016) 1.405m21800.76篩板孔計(jì)算及排列；本設(shè)計(jì)所處理的物系無腐蝕性，可選用板厚3mm的碳鋼板，取篩孔直徑do 5mm，篩孔按正三角形排列，取孔中心距t為:t 3d

26、 03 5 15mm。篩孔數(shù)目n為：n氣泮7212個(gè) 開孑 L率0.907 (辛)2 10.07%氣體通過閥孔的氣速為u0Vs2.59418.334m/ sAa 1.405 0.10072.5篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算干板阻力hc的計(jì)算；2干板阻力hc的計(jì)算即hc 1 尹，由d。/2g L C05/3 1.67，查干板篩孔流量系數(shù)圖得C。0.772hc12g2U0C00.0510.955808.8505218.3341.670.00726m 液柱氣體通過液層阻力ht的計(jì)算;Vs2.594, “.UaAtAf1.409m/ s2.0096 0.1688 1 1Fa ua .v 1.4090.955 1.

27、377 kg'/(s m')查充氣數(shù)關(guān)聯(lián)圖得：0.612則h1Hl0.612 0.06 0.03672m 液柱。液體表面張力阻力計(jì)算;34 L 4 37.1855 10 3-0.00375m 液柱Lgdo 808.8505 9.81 0.005所以氣體通過塔板的液柱高度hp hc hi h 0.00726 0.036720.003750.04773m 液柱所以每層塔板的壓降p hp - g 0.04773 808.8505 9.81378.729pa< 0.7kPa。故該工藝設(shè)計(jì)合理。對于篩板塔來說，液面落差很小，且本例的塔徑和液流量均 不大，故可忽略液面落差的影響。液沫

28、夾帶量計(jì)算即5.7 1063.2Ua- Ht 2.5Hl精餾段液沫夾帶量65.7 103.2UaHt 2.5Hl5.7 10-637.1855 10-31.4090.4 2.5 0.060.00154kg 液 /kg 氣因：ev< 0.1kg液/kg氣所以本設(shè)計(jì)液沫夾帶量 ev在范圍內(nèi)uo，min 4.40 0.0056 0.13Hl h4.4 0.7720.0056 0.13 0.06 0.00375808.8505 9.711m/s0.955實(shí)際孔速U018.334m/s> u°,min穩(wěn)定系數(shù)為：U018.334K1.9 > 1.5U0, min9.711因此

29、本設(shè)計(jì)中無明顯漏液為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高度Hd應(yīng)服從關(guān)系式Hd(Ht Hw)取0.5，貝卩(Ht Hw)0.5 (0.4 0.05179) 0.226。而 Hd hp Hl hd板上不設(shè)口堰h(yuǎn)d0.153(u。)20.153 (0.08)20.0009792板上不設(shè)口堰h(yuǎn)d0.153(u。)20.153 (0.2)20.00612 液柱Hd 0.04773 0.060.006120.11385 液柱Hd (Ht Hw)，故本設(shè)計(jì)中不會(huì)發(fā)生液泛現(xiàn)象。2.6塔板負(fù)荷性能圖U0,min Vs, min /A。4.4C。、.； 0.0056 0.13(Hw How) L / VH ow2.

30、84E1000(卩)3Vs, min 4.4C0A0 . 0.0056 0.13(Hw How) h L / V0.2480.0.0056 0.13 0.051791000 123600Ls 3808.85050.003751.120.955得 Vs, min 0.2480 ： 68.09LS37.27在操作范圍內(nèi)任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs，min值，計(jì)算結(jié)果列于表2-7表2-7 漏液線Ls(m3/s)Vs(m3/s0.00060.6910.00150.7080.00300.7310.00450.749由上表做漏液線1以ev 0.1 kg液/kg氣為限，由ev5.7 1063.2UaLH

31、tHfUaVsAtAfVs2.0096 0.16880.543Vs2Hf 2.5Hl 2.5(Hw How) 0.1295 1.546Ls?2Ht Hf 0.2705 1.546 Ls33.2ev5.7 1037.1855 100.543Vs20.2705 1.546Ls空0.12整理得 Vs, min 3.777 21.587 Ls?在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)LS值，依上式計(jì)算出Vs min值，計(jì)算結(jié)果列于下表2-8表2-8液沫夾帶量Ls(m3/s)Vs(m3/s0.00063.6230.00153.4940.00303.3280.00453.199由上表做液沫夾帶線 2對于平直堰，取堰上液層高

32、度How 0.006為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)22.843600Ls 3l ,/白3HowE ()30.006，取 E=1，得 Ls, min 0.00096m /s1000LW'據(jù)此作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3以 4 s作為液體在降液管中停留的時(shí)間下限AWLs4s，故 Ls, min0.1688 0.40.01688m3/s據(jù)此作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線Hd (HTHW)Hd hp Hl hd (he hi h ) Hl hdHl Hw HowHi Hl聯(lián)立解得 Ht (1)How hc hd h忽略h，將How與Ls、 hd 與 Ls、he與VS的關(guān)系式帶入上式得2

33、22qaVs b cLs dLs311V2-2g (A0C0)2l0.00504Ht (1)Hw0.50.4(0.50.612 1) 0.051790.1420.1532Lw h0417.1223600 3E (1)1000Lw2.840.997將有關(guān)數(shù)據(jù)整理代入得:0.00504 Vs20.142 417.12Ls220.997 Ls3在操作范圍內(nèi)，任意取幾個(gè)Ls值，依據(jù)上式計(jì)算出Vs值，計(jì)算結(jié)果列于下表2-9表2-9液泛線Ls(m3/s)0 00060 00150 00300 00451 lO/o 丿Vs(m3/su > uuuo5.17U UU 1 w5.04U uuou483U-

34、UUH-U4.59由上表數(shù)據(jù)作出液泛線 5根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負(fù)荷性能圖，在負(fù)荷性能圖上作出操作點(diǎn) A，連接0A即作出操作線，有圖可以看出， 該篩板塔的操作上限為液泛控制，操作下限漏液控制。圖2-1 篩板負(fù)荷性能圖*八73猜相員荷FffiH病121620由圖查得：Vs, max1.64Vs, min0.57故操作彈性為：Vs, maxVs, min1.642.880.572.7篩板塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總表表2-9篩板塔的工藝計(jì)算結(jié)果匯總表1 平均溫度tm ,C2 平均壓力Pm，kPa3 氣相流量V，m3/s4 液相流量Ls，m3/s實(shí)際塔板數(shù)Np有效高度Z，m83.165108.52.

35、5940.00153 145.88板間距Ht m049溢流形式單溢流7 10丄LLL J丿|匕丿x 亠 J 降液管形式1 iJ-LLLVlu弓形降液管11+堰Lw mv 7 L> I M TIA- Q1 1212二堰H wimIII'0 0517913板上液層高度 Hl m0 06141* 1 LAV s 1' U Z-X*- ，111堰卜液層高度how m0 00821rT15降液管底隙高度 hn m0 01711 U16怦nx日丿氐好|dj£j乙II u, ill安定區(qū)寬度 Ws m1 1 10 0617JA 丿匸yihV V s ?III邊緣區(qū)寬度 wc

36、m0 04rr 18開孔 區(qū)面積 Aa m-l1 40519丿i八且“八f a hi'篩孔'直徑d n mm520孔中丿心距日 t mm15XJ21 孔中心、距匚1-11II11篩孔數(shù)目 n721222開孔率木10 07%厶厶237 1 7 U T 9空塔氣速 u m/s1 291厶Q24丄塔氣速 u , m/s孔 氣束 Il 0 m/s1 118 334251 J 匕 kj 啟"1、- LJ U，III/ D禾芻定系數(shù) K1. ww I1 926每層塔板壓降A(chǔ) pkPa0 7'丿每丿層丄塔4板丿 1 +A p ,1廠m負(fù)荷卜限U - r液泛控制2 7no負(fù)荷

37、丄限 負(fù)荷下限液泛控制1漏液控制,29負(fù)荷下限勺液沫帶 e“ kg 勺液 /kg漏液控制0 001542930液液不夾j帶 ev - kg 液人/kg 氣*相負(fù)荷丄K限 m 3 /s0.00 1540 01688OUOd氣|相負(fù)荷上限ill /o氣卡相負(fù)/荷卜B限 m 3 /sU-U 1 UOOA AAAQR3 132氣相負(fù)荷丨限 m /s操作彈性00096288第三章附屬設(shè)備的選型計(jì)算3.1接管的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料，管徑計(jì)算如下：8.3 1073Vs0.00372m / s3600 24 300 861.088管內(nèi)流速取uf 1.6m/s，管徑DJ； I0：2uf v 3.14 1.6查

38、附錄標(biāo)準(zhǔn)系列管選取60 3。54mm本設(shè)計(jì)采用直管回流，管徑計(jì)算如下:VsLMd3600 d189.257 30.3483600 756.6130.00211m3/s管內(nèi)流速取ud m/s，管徑D 欄 J；.：0：；141mm查附錄標(biāo)準(zhǔn)系列管選取 50 4.5本設(shè)計(jì)采用直管出料，塔徑計(jì)算如下:VS3600 W370.637 18.1963600 952.25130.00197m /s管內(nèi)流速取uw 1.6m3/s，管徑D(4 0.00197V 3.14 1.640mm查附錄標(biāo)準(zhǔn)系列管選取 48 4管內(nèi)流速u 20m/s,管徑D橙 屠魯406mm查附錄標(biāo)準(zhǔn)系列管選取457 25.5本設(shè)計(jì)采用直管

39、進(jìn)氣，管內(nèi)流速u 23m / s管徑D黔需377mm查附錄標(biāo)準(zhǔn)系列管選取406 14.5進(jìn)料管接管法蘭: 回流罐接管法蘭: 塔底出料管法蘭: 塔頂出料管法蘭: 塔釜進(jìn)氣管法蘭:3.2筒體與封頭Pg6Dg73HG5010 58Pg6Dg57HG5010 58Pg6Dg45HG5010 58Pg6Dg480HG5010 58Pg6Dg426HG5010 58筒體的計(jì)算即S0 器 ，設(shè)計(jì)壓力P 1.66kgf/cm2，選用材質(zhì)為2P普通碳鋼，查得100 C以下的許用應(yīng)力t 1270kgf/cm2，焊縫系數(shù)取 °851.23mmSo2 1270 0.85 1.66鋼板厚度負(fù)偏差C1 

40、6;8mm腐蝕裕量C2 2mm ,加工減薄量C3 S0 10%0.123mm，實(shí)際壁厚 S 1.23 0.8 2 0.123 4.153mm。壁厚選擇4mm，所用材質(zhì)Q235A本設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，壁厚計(jì)算如下:普通碳鋼，查得 100 C以下的許用應(yīng)力1270kgf / cm2，焊縫系數(shù)取 0.85c11.661600S 02 1270 0.85 1 1.661.23mm鋼板厚度負(fù)偏差C10.8mm腐蝕裕量C2 2mm ,加工減薄量S0嚴(yán)KP取系數(shù)K 1，設(shè)計(jì)壓力P 1'66kgf/cm2，選用材質(zhì)為C3 S0 10%0.123mm實(shí)際壁厚S 1.230.8 20.1234.153

41、mm實(shí)際壁厚S 1.230.8 20.1234.153mm壁厚選擇4mm,所用材質(zhì)Q235AZ 封 0.475m3.3除沫器u K . L V，取系數(shù) K=0.107 , u 0.107、808.8505 0.955 3.11m/s v ，V 0.955除沫器直徑DJ：2；9：1.03m u v 3.14 3.11選用標(biāo)準(zhǔn)型的不銹鋼除沫器40-100。3.4裙座塔底常用裙座支撐，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)備的主要支撐形式。為了制作方便，一般采用圓筒形，由于裙座內(nèi)徑大于800mm，故裙座壁厚取16mm ?；A(chǔ)環(huán)內(nèi)徑:基礎(chǔ)環(huán)外徑:(1600 2 16) 3001332m

42、m(1600 2 16) 3001932mmDbo 2000mmDbiDbo圓整后Dbi 1400mm考慮到腐蝕余量取18mm，再沸器裙座高度取 3m 。3.5冷凝器有機(jī)物蒸汽冷凝器設(shè)計(jì)選用的整體傳熱系數(shù)一般范圍為5001500 w/(m2 K)。本設(shè)計(jì)選取 K 700W/(m2 K)t2出料液溫度：68.85 C (飽和氣)68.85 C (飽和液)塔頂溫度：68.85 C,冷卻水溫度： 20 C 35 C逆流操作：t1 68.85 20 48.85Ct2 68.85 35 33.85Ctmt1t2lQ40.89C由內(nèi)插法塔底溫度tw97.48C,選用120 C飽和水蒸氣加熱，傳熱系數(shù)取溫度60708090100甲醇Y(kJ/kg)23051988193918891835水 Y(kJ/kg)23552331230722832258由 tD 68.85C ,查表 3-11988 23051988甲醇3氣體流量VS 2594m/s5v 0.955kg/m 3塔頂被冷凝量:q 2.5940.9552.48kg / s冷凝的熱量：Q q甲醇5020.636 kJ / kg傳熱面積：AQ35020.636 1025.79mk tm700 278.04總凝水流量：wQ5020.636 103280.02kg/si甲醇 2024.45kJ/ kg70 6070