年產(chǎn)12萬噸乙醇水精餾裝置工藝設(shè)計(jì)—畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、?？飘厴I(yè)論文設(shè)計(jì)題目： 年產(chǎn)12萬噸乙醇水精餾裝置工藝設(shè)計(jì) 誠信聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。畢業(yè)論文設(shè)計(jì)中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或在網(wǎng)上發(fā)表的論文。特此聲明。論文作者簽名： 日 期：2021年5月23日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn) 萬噸乙醇水精餾裝置工藝設(shè)計(jì)函授站：陜西函授站 學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：1 設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及目標(biāo)：設(shè)計(jì)篩板式精餾塔，通過該裝置的設(shè)計(jì)，使學(xué)生在熟練掌握專業(yè)知識(shí)的根底上能夠?qū)⒗碚搼?yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)中去，從而培

2、養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際以及獨(dú)立設(shè)計(jì)、創(chuàng)新的能力。撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算書 一份；主體設(shè)備裝配圖1張，工藝流程圖1套原料為乙醇水混合物，其中：乙醇含量為45%質(zhì)量分率，下同塔頂產(chǎn)品中乙醇含量不低于90.5%塔釜?dú)堃褐幸掖己坎桓哂?.20%進(jìn)料溫度為泡點(diǎn)，年開工時(shí)間330天2 設(shè)計(jì)的根本要求和內(nèi)容：（1） 完成塔設(shè)備主體局部的燃料衡算與主要設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算；（2） 畫出塔設(shè)備的裝配圖；（3） 畫出帶控制點(diǎn)的工藝流程圖；3 主要參考文獻(xiàn)：1 譚天恩.化工原理(第二版)下冊M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998：1321562 匡國柱.化工單元過程及設(shè)備課程及設(shè)計(jì)第二版M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2007：1932363

3、編委會(huì).化工工藝手冊M.北京：化工工業(yè)出版社.1994：2032644 進(jìn)度安排：序號(hào)設(shè)計(jì)論文各階段名稱起止日期1下達(dá)任務(wù)書及設(shè)計(jì)要求4月22日4月23號(hào)2撰寫開題報(bào)告4月23日4月25號(hào)3查找資料明確設(shè)計(jì)目的及基要求4月26日5月2號(hào)4設(shè)計(jì)計(jì)算5月3日5月14號(hào)5繪制設(shè)備圖5月1日5月2號(hào)6編寫論文5月3日5月15號(hào)7后期修改5月15日6月1號(hào)年產(chǎn)12萬噸乙醇水精餾裝置工藝畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘要人類與化工的關(guān)系十分密切，在現(xiàn)代生活中，幾乎隨時(shí)隨地都離不開化工產(chǎn)品，從衣、食、住行等物質(zhì)生活，到文化藝術(shù)、娛樂等精神活活，都需要花共產(chǎn)請位置效勞。有些化工產(chǎn)品在人類開展史中，起著劃時(shí)代的重要作用。它們的生活

4、和應(yīng)用，甚至代表著人類文明的一定歷史階段?；どa(chǎn)常需進(jìn)行液體混合物的別離已到達(dá)提純或回收有組分的目的，是利用一體混合物中各組分揮發(fā)程度的不同并借助于屢次局部汽化和局部冷凝到達(dá)輕重組分別離的方法。我們在生產(chǎn)中常用的精餾設(shè)備是板式塔和精餾塔。然而乙醇已經(jīng)同時(shí)也成為人們生活中不可缺少的東西了。例如，乙醇可以做成不同濃度的消毒劑；乙醇是酒的主要組成局部；乙醇可以調(diào)入汽油，作為車用燃料關(guān)鍵詞；水、乙醇、精餾塔目錄摘 要.11 前 言.1 精餾的概述.1 乙醇的性質(zhì).1 1.1.3 乙醇用途.2 操作方式.3 開展前景.4 流程概述.52 乙醇工藝計(jì)算.6 原始數(shù)據(jù).6 物料衡算關(guān)鍵組分.6 2.2.1

5、 摩爾分率計(jì)算.7 2.2.2 品均摩爾質(zhì)量.7 2.2.3 物料衡算.12 板塔的設(shè)計(jì).8 2.3.1 氣一夜平衡方式.8 2.3.2 最小回流比及操作回流比.8 2.3.3 求操作方程.8 2.3.4 全塔效率估算.9 2.3.5 用逐板計(jì)算法求理論板塔層數(shù)和實(shí)際塔板數(shù).10 2.4.4 平均密度計(jì)算.11 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù).12 2.4.1 操作溫度計(jì)算.12 2.4.2 操作壓力的計(jì)算.12 2.4.3 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算.12 2.4.5 液相品均外表張力.13 2.4.6 液相平均黏度計(jì)算.14 2.5 精餾段塔體工藝計(jì)算.14 2.5.1 精餾段塔經(jīng)計(jì)算.15 2.5

6、.2 溢流裝置計(jì)算.16 2.5.3 板塔布置.17 精餾段流體力學(xué)驗(yàn)算.17 2.6.1 板塔壓降.18 2.6.2 液沫夾帶、漏液、液冹的驗(yàn)算.19 提餾段塔體工藝計(jì)算.19 2.7.1 提餾段塔經(jīng)計(jì)算.19 2.7.2 溢流裝置計(jì)算.20 2.7.3 塔板布置.21 提餾段流體力學(xué)驗(yàn)算.21 2.8.1 塔板壓強(qiáng).21 2.8.2 液沫夾帶、漏液、液泛的驗(yàn)證.22 3 塔板合性能圖. 23 精餾段.23 3.1.2 漏液線.23 3.1.3 液沫夾帶線.243.1.4 液相負(fù)荷下限線.25 3.1.5 液相負(fù)荷上限線.26 3.1.6 液泛線.26 3.2.1 提餾段.27 3.2.2

7、漏液線.27 3.2.3 液沫夾帶線.28 3.2.4 液相負(fù)荷下限線.29 3.2.5 液相負(fù)荷上限線.29 3.2.6 液泛線.294 輔助設(shè)備.32 5.1 塔高.32 管道規(guī)格.33 5.2.1 原料進(jìn)料管道.33 5.2.2 塔釜?dú)堃号懦龉?34 5.2.3 回流管道.34 5.2.4 塔頂上升蒸汽管.35 5.2.5 水蒸氣進(jìn)氣管.36 儲(chǔ)槽(原料罐.37 選泵.37 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表.38總結(jié).39致謝.41參考資料.42前言第1節(jié) ：精餾的概述 精餾塔是進(jìn)行精餾的一種塔式汽液接觸裝置，又稱為蒸餾塔。有板式塔與填料塔兩種主要類型。根據(jù)操作方式又可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。 蒸氣由

8、塔底進(jìn)入，與下降液進(jìn)行逆流接觸，兩相接觸中，下降液中的易揮發(fā)(低沸點(diǎn))組分不斷地向蒸氣中轉(zhuǎn)移，蒸氣中的難揮發(fā)(高沸點(diǎn))組分不斷地向下降液中轉(zhuǎn)移，蒸氣愈接近塔頂，其易揮發(fā)組分濃度愈高，而下降液愈接近塔底，其難揮發(fā)組分那么愈富集，到達(dá)組分別離的目的。由塔頂上升的蒸氣進(jìn)入冷凝器，冷凝的液體的一局部作為回流液返回塔頂進(jìn)入精餾塔中，其余的局部那么作為餾出液取出。塔底流出的液體，其中的一局部送入再沸器，熱蒸發(fā)后，蒸氣返回塔中，另一局部液體作為釜?dú)堃喝〕觥?蒸餾的根本原理是將液體混合物局部氣化,利用其中各組份揮發(fā)度不同相對揮發(fā)度，的特性，實(shí)現(xiàn)別離目的的單元操作。蒸餾按照其操作方法可分為：簡單蒸餾、閃蒸、精餾

9、和特殊精餾等。 本節(jié)以兩組分的混合物系為研究對象，在分析簡單蒸餾的根底上，通過比擬和引申，講解精餾的操作原理及其實(shí)現(xiàn)的方法，從而理解和掌握精餾與簡單蒸餾的區(qū)別包括：原理、操作、結(jié)果等方面第二節(jié) ：乙醇的性質(zhì)化學(xué)性質(zhì): 乙醇分子中含有極化的氧氫鍵，電離時(shí)生成烷氧基負(fù)離子和質(zhì)子。 CH3CH2OH可逆CH3CH2O- + H+ 乙醇的pKa=15.9，與水相近。 乙醇的酸性很弱，但是電離平衡的存在足以使它與重水之間的同位素交換迅速進(jìn)行。 CH3CH2OH+D2O可逆CH3CH2OD+HOD 因?yàn)橐掖伎梢噪婋x出極少量的氫離子，所以其只能與少量金屬主要是堿金屬反響生成對應(yīng)的醇金屬以及氫氣： 2CH3C

10、H2OH + 2Na2CH3CH2ONa + H2 乙醇可以和高活潑性金屬反響，生成醇鹽和氫氣。 醇金屬遇水那么迅速水解生成醇和堿物理性質(zhì)：無色透明液體。有特殊香味。易揮發(fā)。能與水、溶劑。有機(jī)合成。各種化合物的結(jié)晶。洗滌劑。萃取劑、食用酒精可以勾兌白酒、用作粘合劑、硝基噴漆、清漆、化裝品、油墨、脫漆劑、等的溶劑以及農(nóng)藥、醫(yī)藥、橡膠、塑料、人造纖維、洗滌劑等的制造原料、還可以做防凍劑、燃料、消毒劑等。 75%體積分?jǐn)?shù)的乙醇溶液常用于醫(yī)療消毒。氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多數(shù)有機(jī)溶劑混溶。第三節(jié) ：乙醇的用途乙醇的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2OH，俗稱酒精，它在常溫、常壓下是一種易燃、易揮發(fā)的無色透明液

11、體，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略帶刺激性。乙醇的用途很廣，可用乙醇來制造醋酸、飲料、香精、染料、燃料等。醫(yī)療上也常用體積分?jǐn)?shù)為70%75%的乙醇作消毒劑等。第四節(jié) :操作方式精餾塔的操作是具體問題具體分析的,一般是按照工藝要求去操作,不同的物料的精餾有不同的操作要求.蒸餾時(shí)在一定的時(shí)間,一定的壓力,一定的溫度下,去控制翻開那個(gè)閥門,關(guān)掉那個(gè)閥門,就能得到要求的產(chǎn)品. 最好的方法是找到工藝操作規(guī)程,按時(shí)要求去操作,現(xiàn)在一般的操作都有操作規(guī)程的.還有就是叫原來熟悉操作的師傅和員工教,要虛心請教,不要不懂裝懂.這是最快上手的方法! 一般方法是這樣:先加夠物料,然后翻開真空閥,到達(dá)一定的

12、真空.翻開加熱閥,加熱到一定溫度,在一定溫度和一定的真空下,低沸點(diǎn)的液體先蒸發(fā)出來,用冷凝器冷卻接收.然后再提高溫度和改變壓力(真空),再蒸發(fā)另一沸點(diǎn)的液體出來,這樣控制直到要求的產(chǎn)品都蒸發(fā)出來了,最后關(guān)掉熱源,放掉真空,把乘下的渣滓放出來.第五節(jié): 開展前景由于能源短缺，中國從1998年開始成為石油輸入國。但是，中國每年有6.5億t廢棄的秸秤，如果用來生產(chǎn)燃料乙醇，那么乙醇年產(chǎn)量可以到達(dá)1.3億t，相當(dāng)于2.7個(gè)大慶油田產(chǎn)量，產(chǎn)值約為9450億元人民幣。目前，中國汽油的年消耗量超過6000萬t，如果其10%被燃料乙醇取代，那么每年至少需要600萬t燃料乙醇。?可再生能源中長期開展規(guī)劃?指出，

13、今后將不再增加以糧食為原料的燃料乙醇生產(chǎn)能力，積極開展非糧生物液體燃料。從長遠(yuǎn)考慮，要積極開展以纖維素生物質(zhì)為原料的生物液體燃料技術(shù)。到2021年，非糧原料燃料乙醇年利用量達(dá)200萬t；到2021年，生物燃料乙醇年利用量達(dá)1000萬t。有預(yù)期顯示，中國可望于2021年建成年產(chǎn)2000萬t植物纖維基生物煉制產(chǎn)品的新興產(chǎn)業(yè)，新增工業(yè)產(chǎn)值2000億元，減少3000萬t石油需求，并安排60萬農(nóng)村人口就業(yè)，農(nóng)民通過提供秸稈類原料增收300億元，減少近億噸CO2凈排放；遠(yuǎn)期目標(biāo)為，2050年實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)原料淀粉、糖類、纖維素、木素等全部利用，產(chǎn)品燃料、大宗化學(xué)品和精細(xì)化學(xué)品、藥品、飼料、塑料等多元化，形成生

14、物質(zhì)煉制巨型行業(yè)，局部替代不可再生的一次性礦產(chǎn)資源，初步實(shí)現(xiàn)以碳水化合物為根底的可持續(xù)開展。第六節(jié) :流程概述蒸氣由塔底進(jìn)入。蒸發(fā)出的氣相與下降液進(jìn)行逆流接觸，兩相接觸中，下降液中的易揮發(fā)(低沸點(diǎn))組分不斷地向氣相中轉(zhuǎn)移，氣相中的難揮發(fā)(高沸點(diǎn))組分不斷地向下降液中轉(zhuǎn)移，氣相愈接近塔頂，其易揮發(fā)組分濃度愈高，而下降液愈接近塔底，其難揮發(fā)組分那么愈富集，從而到達(dá)組分別離的目的。由塔頂上升的氣相進(jìn)入冷凝器，冷凝的液體的一局部作為回流液返回塔頂進(jìn)入精餾塔中，其余的局部那么作為餾出液取出。塔底流出的液體，其中的一局部送入再沸器，加熱蒸發(fā)成氣相返回塔中，另一局部液體作為釜?dú)堃喝〕?。蒸餾的根本原理是將液體

15、混合物屢次局部氣化和局部冷凝,利用其中各組份揮發(fā)度不同相對揮發(fā)度，的特性，實(shí)現(xiàn)別離目的的單元操作。蒸餾按照其操作方法可分為：簡單蒸餾、閃蒸、精餾和特殊精餾等。第1章 乙醇精餾塔的計(jì)算2.1 原始數(shù)據(jù)表2-1， 原始數(shù)據(jù)物料名稱進(jìn)料組成質(zhì)量分?jǐn)?shù)%塔頂組成質(zhì)量分?jǐn)?shù)%塔釜組成質(zhì)量分?jǐn)?shù)%乙醇45%90.5%0.2%水55%9.5%99.8%操作壓力 ：年生產(chǎn)能力：12萬噸乙醇工作日 ：330天進(jìn)料方式 ：泡點(diǎn)進(jìn)料 物料衡算關(guān)鍵組分10按雙組份確定關(guān)鍵組分；揮發(fā)度高的乙醇作為輕關(guān)鍵組分在塔頂采出；揮發(fā)度低的水作為重關(guān)鍵組分在塔釜采出。計(jì)算每小時(shí)塔底產(chǎn)量，每年的操作時(shí)間為7920計(jì)算。每小時(shí)塔全產(chǎn)為2摩爾

16、分率計(jì)算乙醇的摩爾質(zhì)量： 水的摩爾質(zhì)量： 平均摩爾質(zhì)量2 物料衡算 (1)塔頂產(chǎn)品處理量總物料衡算(2)(3)聯(lián)立(1)、(2)、(3)式解得：2.3 塔板的計(jì)算 水，乙醇屬理想物系，可采用圖解法求理論塔板層數(shù)。1.由手冊查得水-乙醇物系的氣液平衡數(shù)據(jù)，繪出x-y圖，見圖5-19.2.采用作圖法求最小回流比，在圖5-19中對角線上，自點(diǎn)e0.2424,0.2424作垂線ef即為進(jìn)料線q線該線與平衡線的交點(diǎn)坐標(biāo)為： 2.3.2 最小回流比及操作回流比 最小回流比為 取操作回流比為 2 求操作線方程精餾塔的汽、液相負(fù)荷 精餾段操作線方程 2-3 1. 提餾段操作線方程 2-42 全塔效率估算用奧康

17、奈爾對全塔效率進(jìn)行估算; 由相平衡方程式 可得 2-5根據(jù)乙醇、水體系的相平衡數(shù)據(jù)可以查得： 塔頂?shù)谝粔K板 加料版 因此可以求得：全塔的相對平均揮發(fā)度：全塔的平均溫度：在溫度下查得相應(yīng)黏度及用公式計(jì)算所得黏度如下表表2-3， 溶液黏度與溫度tx液4500.45950.373320.47050.450351050.264全塔液體的平均粘度：全塔效率 2-62 用逐板計(jì)算法求理論塔板層數(shù)和實(shí)際塔板數(shù)采用逐板計(jì)算法求理論塔板層數(shù)總理論塔板數(shù) 包括再沸器。從塔頂向下進(jìn)料板 提餾段實(shí)際塔板數(shù) 由以上計(jì)算知全塔效率 那么：實(shí)際塔板數(shù)：精餾段實(shí)際塔板層數(shù)：提餾段實(shí)際塔板層數(shù)：實(shí)際進(jìn)料位置從塔頂向下第18塊進(jìn)

18、料。2.4 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)112 操作溫度的計(jì)算根據(jù)乙醇、水taxi的相平衡數(shù)據(jù)可以查得：塔頂溫度 進(jìn)料溫度 塔釜溫度精餾段平均溫度：提餾段平均溫度：2 操作壓力的計(jì)算塔頂壓力：， 假設(shè)取每層塔板壓降： 塔底壓強(qiáng)： 進(jìn)料板壓強(qiáng)：精餾段平均壓強(qiáng)： 提餾段平均壓強(qiáng)：2 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算由全塔效率計(jì)算中可得：塔頂相對揮發(fā)度：塔釜相對揮發(fā)度：j 塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算由 (2-7)解得進(jìn)料液平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 塔釜平均摩爾質(zhì)量計(jì)算由 2-8 解得： 精餾段平均摩爾質(zhì)量提餾段平均摩爾質(zhì)量2 平均密度計(jì)算汽相平均密度計(jì)算由參考資料28頁式1-3可得： 2-9精餾段汽相平均密度： 提餾段汽相平均

19、密度 ：液相平均密度計(jì)算由設(shè)計(jì)參考資料可查得溫度物質(zhì)表2-4， 乙醇、水液相對密度乙醇水由式子 2-10知塔頂液相平均密度塔釜液相平均密度精餾段液相平均密度提餾段液相平均密度2 液相平均外表張力由設(shè)計(jì)參考資料可查得溫度物質(zhì)表2-5， 乙醇、水外表張力乙醇水5液相平均外表張力依下式計(jì)算 2-11 塔頂液相平均外表張力： 進(jìn)料板液相平均外表張力：塔釜液相平均外表張力:精餾段液相平均外表張力：提餾段液相平均外表張力:2 液相平均黏度計(jì)算由設(shè)計(jì)參考資料可查得溫度物質(zhì)表2-6, 乙醇、水相對黏度乙醇水液相平均黏度依照下式計(jì)算 (2-12)塔頂液相平均黏度：解得： 塔釜液相平均黏度：解得： 進(jìn)料板液相平均

20、黏度：解得： 精餾段液相平均黏度：提餾段液相平均黏度：2.5 精餾段塔體工藝計(jì)算13 精餾段塔經(jīng)計(jì)算精餾段汽、液相體積流率 (2-13) (2-14)查設(shè)計(jì)資料取板間距為600mm (2-15)式中：精餾段符合： 最大空塔汽速： (2-16)實(shí)際氣速： ?。?那么：塔經(jīng)D的計(jì)算： (2-17)D塔徑，m氣體體積流量，空塔氣速，根據(jù)塔經(jīng)系列尺寸圓整為塔截面積： 實(shí)際空塔氣速：2 溢流裝置計(jì)算1314因塔經(jīng)需選用單溢流弓形降液，采用平直堰。（） 堰長度：由化工設(shè)計(jì)手冊表查得（） 溢流堰高：采用平直堰 (2-18)查設(shè)計(jì)資料，可依參考資料用弗蘭西斯公式計(jì)算： (2-19)液體體積流量 液體收縮系數(shù)其

21、中液流收縮系數(shù)E=1可取板上清液層高度那么：(3)弓形降液管寬度與降液管的面積由 (2-20)查設(shè)計(jì)參考資料圖得 (2-21) (2-22) 4驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間 (2-23)故降液管設(shè)計(jì)合理。5降液管底隙高度由設(shè)計(jì)參考資料得式 (2-24)取液體通過降液管底隙的流速液體通過底隙時(shí)的流速一般取取進(jìn)口堰高=出口堰高2 塔板布置131取 2開孔區(qū)面積計(jì)算對單溢流塔板設(shè)計(jì)參考資料 (2-25)故，計(jì)算 (4)篩孔計(jì)算及排序所處理的物系無腐蝕性，可選用=3mm碳鋼板，取篩孔直。篩孔按正三角排列，取中心距：篩孔數(shù)目為：開孔率為：氣體通過篩孔的氣速為：2.6 精餾段流體力學(xué)驗(yàn)算142塔板壓降(1)

22、干板阻力的計(jì)算由式 (2-26)進(jìn)行計(jì)算由，查圖得故：液柱2液體通過耶層阻力計(jì)算氣體通過液層的阻力由 (2-27)計(jì)算查得，所以液柱3液體外表張力的阻力的計(jì)算液柱4氣體通過每層塔板的液柱高度可用下式計(jì)算液柱5氣體通過每層塔板的單板壓降2 液沫夾帶、漏液、液泛的驗(yàn)證151精餾段霧沫夾帶量的驗(yàn)算。由參考資料得： (2-28)霧沫夾帶量，kg液體/kg氣體液相外表張力，。液層上部的有效塔截面氣體器速度，。塔板間距，。踏板上 鼓泡層高度，。代表液沫夾帶量，一般規(guī)定kg液體/kg。代表塔板上的鼓泡層高度，m；設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。所以本設(shè)計(jì)液沫夾帶量在允許范圍內(nèi)。2漏液對于篩板塔，漏液點(diǎn)空速： (2-29) 實(shí)際空

23、塔氣速：篩板是穩(wěn)定性系數(shù)：所以在本設(shè)計(jì)中沒有明顯漏液。3液泛為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清液層高度取平安系數(shù)。那么：而，板上不設(shè)進(jìn)口堰：可由下式計(jì)算：那么：故在本設(shè)計(jì)中不會(huì)發(fā)生液泛現(xiàn)象。(4)氣泡夾帶本設(shè)計(jì)氣泡夾帶在充許范圍內(nèi)2.7 提餾段塔體工藝計(jì)算132提餾段塔徑計(jì)算提餾段汽、液相體積流率計(jì)算： (2-30) (2-31) 取塔板間距為700mm 提餾段符合公式： (2-32)提餾段符合： 最大空塔氣速： (2-33) 實(shí)際空塔氣速：?。?那么：以式計(jì)算： (2-34) 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整：塔截面積以式計(jì)算：實(shí)際空塔氣速以式計(jì)算：2 溢流裝置計(jì)算522塔徑圓整需要選用單溢流弓形降液管，

24、采用平直堰。（） 由參考資料查得（） 溢流堰高度依式： 計(jì)算依參考資料查得弗蘭西斯公式計(jì)算 (2-35)液體體積流量 液體收縮系數(shù)E近似取1。取板上清液層高度那么：（） 弓形降液管寬度與降液管的面積由參考資料查得弓形降液管管寬，降液管面積（） 驗(yàn)算液體在降液管中的停留時(shí)間 (2-36)故降液管設(shè)計(jì)合理。5降液管底隙高度由設(shè)計(jì)參考資料得式 (2-37)取液體通過降液管底隙的流速液體通過底隙時(shí)的流速一般取特殊情況那么應(yīng)取2 塔板布置1取 2開孔區(qū)面積計(jì)算對單溢流塔板設(shè)計(jì)參考資料 (2-38)故，可計(jì)算(4)篩孔計(jì)算所處理的物系無腐蝕性，可選用=3mm碳鋼板，取篩孔直。篩孔按正三角排列，取中心距篩孔

25、數(shù)目為： 個(gè)開孔率為： 氣體通過篩孔的氣速為：2.8 提餾段流體力學(xué)驗(yàn)算202 塔板壓降(1)干板阻力依式(2-26)計(jì)算由式 (2-39)進(jìn)行計(jì)算由，查圖得5故液柱2液體通過耶層阻力計(jì)算氣體通過液層的阻力由式子(2-27)，計(jì)算由充氣系數(shù)與關(guān)聯(lián)圖查得板上液層充氣系數(shù)查得所以液柱： 3液體外表張力的阻力的計(jì)算液柱4氣體通過每層塔板的液柱高度可用下式計(jì)算液柱5氣體通過每層塔板的單板壓降2 液沫夾帶、漏液、液泛的驗(yàn)證1精餾段液沫夾帶量的驗(yàn)算，以式2-28計(jì)算代表液沫夾帶量，kg液體/kg氣體；一般規(guī)定kg液體/kg代表塔板上的鼓泡層高度，m；設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。 (2-40)所以本設(shè)計(jì)液沫夾帶量在允許范圍內(nèi)

26、。2漏液對于篩板塔，漏液點(diǎn)空速 (2-42) 實(shí)際空塔氣速：篩板是穩(wěn)定性系數(shù)： 所以在本設(shè)計(jì)中沒有明顯漏液。3液泛為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清液層高度取平安系數(shù)。那么：而，板上不設(shè)進(jìn)口堰，可由下式計(jì)算：那么：故在本設(shè)計(jì)中不會(huì)發(fā)生液泛現(xiàn)象。(4)氣泡夾帶本設(shè)計(jì)氣泡夾帶在充許范圍內(nèi)3 塔板符合性能圖193.1 精餾段 漏液線以式： 3-1 取E=1 整理得：在操作范圍內(nèi)任意取及個(gè)值，依據(jù)上式計(jì)算出相應(yīng)的值列于表表3-1， 由上表可以做出漏液線13.1.2液沫夾帶線以為線求 3-2液沫夾帶量，塔板上鼓泡層高度，式中：整理得： 在操作范圍內(nèi)任意取幾個(gè)值，以上式算出相應(yīng)的值列于下表表3-2，1

27、328113083 1285912671依表中數(shù)據(jù)在圖中作出液沫夾帶線23 液相負(fù)荷下限線取平直堰、堰上液層高度作為液相負(fù)荷下限條件，取、m那么 3-3得: 據(jù)此可做出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3。3 液相負(fù)荷上限線取液體在降液管 中停留時(shí)間為4秒，由下式： (3-3) (3-4)據(jù)此可做出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線4。3液泛線令：由：， ， ， 聯(lián)立得：近似取E=1， 忽略將與，與，與的關(guān)系式代入上式，并整理得： (3-5)式中：將有關(guān)數(shù)據(jù)代入得：將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式得：在操作范圍內(nèi)任意取幾個(gè)值，依上式計(jì)算出相應(yīng)的。表3-3， 00040006000818987187431851

28、818295由上表數(shù)據(jù)可做出液泛線5。在符合性能圖上做操作點(diǎn)A，連接OA作操作線，由圖知該篩板操作上線為液泛，控制下限為漏液控制。所以操作彈性為：3.2 提餾段 漏液線以式： (3-6) 取E=1 整理得： 在操作范圍內(nèi)任意取及個(gè)值，依據(jù)上式計(jì)算出相應(yīng)的值列于表表3-4， 1501243723523667由上表可以做出漏液線13 液沫夾帶線以為線求 (3-7)液沫夾帶量，塔板上鼓泡層高度，式中： 整理得： 在操作范圍內(nèi)任意取幾個(gè)值，以上式算出相應(yīng)的值列于下表表3-5， 0009500185002751503135471258211769依表中數(shù)據(jù)在圖中作出液沫夾帶線23 液相負(fù)荷下限線取平直堰

29、、堰上液層高度作為液相負(fù)荷下限條件，取、m那么 (3-8)得: 據(jù)此可做出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3。3 液相負(fù)荷上限線取液體在降液管 中停留時(shí)間為4秒，由下式：據(jù)此可做出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線4。3 液泛線令：由：， ， ， 聯(lián)立得：近似取E=1， 忽略將與，與，與的關(guān)系式代入上式，并整理得：式中：將有關(guān)數(shù)據(jù)代入得：將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式得：在操作范圍內(nèi)任意取幾個(gè)值，依上式計(jì)算出相應(yīng)的。表3-6， 0.0200由上表數(shù)據(jù)可做出液泛線5。在符合性能圖上做操作點(diǎn)A，連接OA作操作線，由圖知該篩板操作上線為液泛，控制下限為漏液控制。所以操作彈性為：4 輔助設(shè)備205.1 塔高1求實(shí)

30、際塔高 5-1塔高，實(shí)際塔板數(shù)，個(gè) 進(jìn)料板數(shù)，個(gè) 人孔數(shù)，個(gè) 第一塊板上空間高度： 上封頭高度，最后一塊板直液面間高度： 下封頭，設(shè)人孔處的板間距, 群底座 =2m進(jìn)料板處板間距， H27-1-1×0.6+1×0.55+1.2+1.2+0.525+2m解得：塔高H= 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表工程數(shù)值與說明備注塔徑板間距，m0.60塔板型式單溢流弓形降液管分塊式塔板空塔氣速u,m/s1.7424精餾段提餾段溢流堰長度Lw,m溢流堰高度hw,m0板上液層高度hL,m降液管底隙高度9429精餾段提餾段篩孔數(shù)個(gè)6186等腰三角形叉排篩孔氣速精餾段提餾段孔心距同一橫排的孔心距排間距相臨二橫排的中心線距離干板壓降精餾段提餾段液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間精餾段提餾段氣相負(fù)荷上限精餾段霧沫夾帶控制提餾段霧沫夾帶控制氣相負(fù)荷下限 2.58 精餾段漏夜控制提餾段漏夜控制開孔率，%45操作彈性精餾段提餾段參考文獻(xiàn)1 譚天恩.化工原理(第二版)下冊M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998：132156 2 匡國柱.化工單元過程及設(shè)備課