1、化工原理課程設(shè)計題 目二硫化碳-四氯化碳浮閥精餾塔的設(shè)計 系 院 化學(xué)與化工系 專 業(yè) 應(yīng)用化學(xué) 班 級 2021級2班 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 職 稱 2012年 6月6日化工原理下課程設(shè)計題目：處理量為48000噸/年二氯化碳和四氯化碳體系精餾別離板式塔設(shè)計板式精餾塔設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：二硫化碳-四氯化碳別離精餾別離板式塔設(shè)計二、設(shè)計任務(wù)及操作條件1、設(shè)計任務(wù)：生產(chǎn)能力進料量48000噸年操作周期 7200 小時年進料組成 32%的二硫化碳和68%的四氯化碳質(zhì)量分數(shù)，下同塔頂產(chǎn)品組成餾出液96%的二硫化碳，塔底產(chǎn)品組成釜液2.4%的二硫化碳2、操作條件操作壓力塔頂壓強為常壓表壓進料熱狀

2、態(tài)泡點進料3、設(shè)備型式4、廠址新鄉(xiāng)地區(qū)三、設(shè)計內(nèi)容：1、設(shè)計方案的選擇及流程說明2、工藝計算3、主要設(shè)備工藝尺寸設(shè)計1塔徑及蒸餾段塔板結(jié)構(gòu)尺寸確實定2塔板的流體力學(xué)校核3塔板的負荷性能圖4總塔高、總壓降及接管尺寸確實定4、輔助設(shè)備選型與計算5、設(shè)計結(jié)果匯總6、工藝流程圖及精餾塔工藝條件圖7、設(shè)計評述目錄 TOC o 1-1 h z t 標(biāo)題 2,2,標(biāo)題 3,3,樣式 標(biāo)題 2 + 宋體 小四,4 HYPERLINK l _Toc327458635 摘 要 PAGEREF _Toc327458635 h 1 HYPERLINK l _Toc327458636 緒 論 PAGEREF _Toc3

3、27458636 h 3 HYPERLINK l _Toc327458637 流程的設(shè)計及說明 PAGEREF _Toc327458637 h 3 HYPERLINK l _Toc327458638 第一章 塔的工藝設(shè)計 PAGEREF _Toc327458638 h 5 HYPERLINK l _Toc327458639 1精餾塔的物料衡算 PAGEREF _Toc327458639 h 5 HYPERLINK l _Toc327458640 原料液、塔頂和塔底的摩爾分率 PAGEREF _Toc327458640 h 5 HYPERLINK l _Toc327458641 原料液平均摩爾質(zhì)

4、量 PAGEREF _Toc327458641 h 5 HYPERLINK l _Toc327458642 物料衡算 PAGEREF _Toc327458642 h 5 HYPERLINK l _Toc327458643 進料熱狀況確實定 PAGEREF _Toc327458643 h 5 HYPERLINK l _Toc327458644 2塔板數(shù)確實定 PAGEREF _Toc327458644 h 5 HYPERLINK l _Toc327458645 理論板層數(shù)Nt PAGEREF _Toc327458645 h 5 HYPERLINK l _Toc327458646 相對揮發(fā)度的求取

5、 PAGEREF _Toc327458646 h 5 HYPERLINK l _Toc327458647 最小回流比及操作回流比確實定 PAGEREF _Toc327458647 h 6 HYPERLINK l _Toc327458648 精餾塔的氣液相負荷 PAGEREF _Toc327458648 h 6 HYPERLINK l _Toc327458649 操作線方程 PAGEREF _Toc327458649 h 7 HYPERLINK l _Toc327458650 逐板計算法確定理論塔板數(shù) PAGEREF _Toc327458650 h 7 HYPERLINK l _Toc32745

6、8651 實際板層數(shù)確實定 PAGEREF _Toc327458651 h 8 HYPERLINK l _Toc327458652 液相的平均黏度 PAGEREF _Toc327458652 h 8 HYPERLINK l _Toc327458653 塔頂、塔底溫度的求取 PAGEREF _Toc327458653 h 8 HYPERLINK l _Toc327458654 液相的平均黏度 PAGEREF _Toc327458654 h 8 HYPERLINK l _Toc327458655 精餾段和提餾段相對揮發(fā)度 PAGEREF _Toc327458655 h 8 HYPERLINK l

7、_Toc327458656 全塔效率ET和實際塔板數(shù) PAGEREF _Toc327458656 h 9 HYPERLINK l _Toc327458657 3精餾塔的工藝條件和有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 PAGEREF _Toc327458657 h 9 HYPERLINK l _Toc327458658 3.操作壓力的計算 PAGEREF _Toc327458658 h 9 HYPERLINK l _Toc327458659 平均摩爾質(zhì)量計算 PAGEREF _Toc327458659 h 9 HYPERLINK l _Toc327458660 平均密度的計算 PAGEREF _Toc327458

8、660 h 10 HYPERLINK l _Toc327458661 氣相平均密度 PAGEREF _Toc327458661 h 10 HYPERLINK l _Toc327458662 液相平均密度局部數(shù)據(jù)見表2 PAGEREF _Toc327458662 h 10 HYPERLINK l _Toc327458663 液體外表張力的計算局部數(shù)據(jù)見表3 PAGEREF _Toc327458663 h 11 HYPERLINK l _Toc327458664 4精餾塔的塔體工藝尺寸計算 PAGEREF _Toc327458664 h 11 HYPERLINK l _Toc327458665 塔

9、徑的計算 PAGEREF _Toc327458665 h 11 HYPERLINK l _Toc327458666 5塔板的主要工藝尺寸的計算 PAGEREF _Toc327458666 h 12 HYPERLINK l _Toc327458667 溢流裝置的計算 PAGEREF _Toc327458667 h 12 HYPERLINK l _Toc327458668 溢流堰長 PAGEREF _Toc327458668 h 12 HYPERLINK l _Toc327458669 溢流堰高hw PAGEREF _Toc327458669 h 12 HYPERLINK l _Toc327458

10、670 降液管寬度與降液管面積 PAGEREF _Toc327458670 h 12 HYPERLINK l _Toc327458671 降液管底隙高度h PAGEREF _Toc327458671 h 12 HYPERLINK l _Toc327458672 塔板布置 PAGEREF _Toc327458672 h 13 HYPERLINK l _Toc327458673 邊緣區(qū)寬和安定區(qū)寬 PAGEREF _Toc327458673 h 13 HYPERLINK l _Toc327458674 開孔區(qū)面積 PAGEREF _Toc327458674 h 13 HYPERLINK l _To

11、c327458675 浮閥數(shù)n與開孔率 PAGEREF _Toc327458675 h 13 HYPERLINK l _Toc327458676 6塔板的流體力學(xué)的驗算 PAGEREF _Toc327458676 h 14 HYPERLINK l _Toc327458677 塔板壓降 PAGEREF _Toc327458677 h 14 HYPERLINK l _Toc327458678 干板阻力 PAGEREF _Toc327458678 h 14 HYPERLINK l _Toc327458679 6.淹塔 PAGEREF _Toc327458679 h 14 HYPERLINK l _T

12、oc327458680 泛點率 PAGEREF _Toc327458680 h 14 HYPERLINK l _Toc327458681 7.塔板負荷性能圖 PAGEREF _Toc327458681 h 14 HYPERLINK l _Toc327458682 霧沫夾帶線 PAGEREF _Toc327458682 h 14 HYPERLINK l _Toc327458683 液泛線 PAGEREF _Toc327458683 h 15 HYPERLINK l _Toc327458684 液相負荷上限線 PAGEREF _Toc327458684 h 16 HYPERLINK l _Toc3

13、27458685 漏液線 PAGEREF _Toc327458685 h 16 HYPERLINK l _Toc327458686 液相負荷下限線 PAGEREF _Toc327458686 h 16 HYPERLINK l _Toc327458687 負荷性能圖 PAGEREF _Toc327458687 h 16 HYPERLINK l _Toc327458688 現(xiàn)將計算結(jié)果匯總與下表 PAGEREF _Toc327458688 h 17 HYPERLINK l _Toc327458689 第二章 熱量衡算 PAGEREF _Toc327458689 h 18 HYPERLINK l _

14、Toc327458690 相關(guān)介質(zhì)的選擇 PAGEREF _Toc327458690 h 18 HYPERLINK l _Toc327458691 蒸發(fā)潛熱衡算 PAGEREF _Toc327458691 h 18 HYPERLINK l _Toc327458692 2.2.2 塔底熱量 PAGEREF _Toc327458692 h 19 HYPERLINK l _Toc327458693 焓值衡算 PAGEREF _Toc327458693 h 20 HYPERLINK l _Toc327458694 第三章 輔助設(shè)備 PAGEREF _Toc327458694 h 23 HYPERLIN

15、K l _Toc327458695 冷凝器的選型 PAGEREF _Toc327458695 h 23 HYPERLINK l _Toc327458696 計算冷卻水流量 PAGEREF _Toc327458696 h 23 HYPERLINK l _Toc327458697 冷凝器的計算與選型 PAGEREF _Toc327458697 h 23 HYPERLINK l _Toc327458698 冷凝器的核算 PAGEREF _Toc327458698 h 24 HYPERLINK l _Toc327458699 3管程對流傳熱系數(shù) PAGEREF _Toc327458699 h 24 H

16、YPERLINK l _Toc327458700 殼程流體對流傳熱系數(shù) PAGEREF _Toc327458700 h 25 HYPERLINK l _Toc327458701 污垢熱阻 PAGEREF _Toc327458701 h 26 HYPERLINK l _Toc327458702 核算傳熱面積 PAGEREF _Toc327458702 h 26 HYPERLINK l _Toc327458703 核算壓力降 PAGEREF _Toc327458703 h 26 HYPERLINK l _Toc327458704 泵的選型與計算 PAGEREF _Toc327458704 h 28

17、 HYPERLINK l _Toc327458705 3.4 再沸器的選型與計算 PAGEREF _Toc327458705 h 29 HYPERLINK l _Toc327458706 3.4.1 加熱介質(zhì)的流量 PAGEREF _Toc327458706 h 29 HYPERLINK l _Toc327458707 3.4.2 再沸器的計算與選型 PAGEREF _Toc327458707 h 29 HYPERLINK l _Toc327458708 第四章 塔附件設(shè)計 PAGEREF _Toc327458708 h 30 HYPERLINK l _Toc327458709 接管 PAGE

18、REF _Toc327458709 h 30 HYPERLINK l _Toc327458710 進料 PAGEREF _Toc327458710 h 30 HYPERLINK l _Toc327458711 回流管 PAGEREF _Toc327458711 h 30 HYPERLINK l _Toc327458712 4塔底出料管 PAGEREF _Toc327458712 h 30 HYPERLINK l _Toc327458713 塔頂蒸氣出料管 PAGEREF _Toc327458713 h 30 HYPERLINK l _Toc327458714 筒體與封頭 PAGEREF _To

19、c327458714 h 31 HYPERLINK l _Toc327458715 筒體 PAGEREF _Toc327458715 h 31 HYPERLINK l _Toc327458716 封頭 PAGEREF _Toc327458716 h 31 HYPERLINK l _Toc327458717 除沫器 PAGEREF _Toc327458717 h 31 HYPERLINK l _Toc327458718 裙座 PAGEREF _Toc327458718 h 31 HYPERLINK l _Toc327458719 人孔 PAGEREF _Toc327458719 h 32 HYP

20、ERLINK l _Toc327458720 塔總體高度的設(shè)計 PAGEREF _Toc327458720 h 32 HYPERLINK l _Toc327458721 塔立體高度 PAGEREF _Toc327458721 h 32 HYPERLINK l _Toc327458722 符號一覽表 PAGEREF _Toc327458722 h 33 HYPERLINK l _Toc327458723 參考文獻 PAGEREF _Toc327458723 h 35 HYPERLINK l _Toc327458724 結(jié)束語 PAGEREF _Toc327458724 h 35摘 要化工生產(chǎn)常需

21、進行二元液相混合物的別離以到達提純或回收有用組分的目的，精餾是利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同，并借助于屢次局部汽化和屢次局部冷凝到達輕重組分別離目的的方法。精餾操作在化工、石油化工、輕工等工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。為此，掌握氣液相平衡關(guān)系，熟悉各種塔型的操作特性，對選擇、設(shè)計和分析別離過程中的各種參數(shù)是非常重要的。塔設(shè)備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備類型之一。本次設(shè)計的浮閥塔是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備。此設(shè)計針對二元物系的精餾問題進行分析、選取、計算、核算、繪圖等，是較完整的精餾設(shè)計過程，該設(shè)計方法被工程技術(shù)人員廣泛的采用。本設(shè)計書對二硫化碳和四氯化碳的別離設(shè)備浮閥精餾塔做了較詳細的表

22、達，主要包括：工藝計算，輔助設(shè)備計算,塔設(shè)備等的附圖。浮閥塔因具有優(yōu)異的綜合性能，在設(shè)計和選用塔型時常被首選的板式塔。優(yōu)點：生產(chǎn)能力大，比泡罩塔提高20%40%；操作彈性大，在較寬的氣相負荷范圍內(nèi)，塔板效率變化較小，其操作彈性較篩板塔有較大的改善；塔板效率較高，因為它的氣液接觸狀態(tài)較好，且氣體沿水平方向吹入液層，霧沫夾帶較小；塔板結(jié)構(gòu)及安裝較泡罩塔簡單，重量較輕，制造費用低，僅為泡罩塔的60%80%左右。其缺點：在氣速較低時，仍有塔板漏液，故低氣速時板效率有所下降；浮閥閥片有卡死吹脫的可能，這會導(dǎo)致操作運轉(zhuǎn)及檢修的困難；塔板壓力降較大，阻礙了它在高氣相負荷及真空塔中的應(yīng)用。根據(jù)任務(wù)設(shè)計書，精餾

23、設(shè)計的主要設(shè)備的工藝計算物料衡算、工藝參數(shù)的選定、設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝尺寸的設(shè)計計算，工藝流程圖，主要設(shè)備的工藝條件圖等內(nèi)容。通過對精餾塔的運算，按逐板計算理論板數(shù)為24，其中精餾段有13塊，提餾段11塊，塔徑為 m塔，回流比為。塔頂使用全凝器，局部回流。操作彈性為2.7,通過板壓降、漏液、液泛、霧沫夾帶的流體力學(xué)驗算，均在平安操作范圍內(nèi)。塔的附屬設(shè)備中，所有管線均采用無縫鋼管。再沸器采用臥式浮頭式換熱器。用160飽和蒸汽加熱，用16循水作冷凝劑。飽和蒸汽走管程，釜液走殼程。緒 論化工生產(chǎn)中常需進行液體混合物的別離以到達提純或回收有用組分的目的。互溶液體混合物的別離有多種方法，蒸餾及精餾是其中

24、最常用的一種。蒸餾是別離均相混合物的單元操作之一，精餾是最常用的蒸餾方式，是組成化工生產(chǎn)過程的主要單元操作。為實現(xiàn)高純度的別離已成為蒸餾方法能否廣泛應(yīng)用的核心問題，為此而提出了精餾過程。精餾的核心是回流，精餾操作的實質(zhì)是塔底供熱產(chǎn)生蒸汽回流，塔頂冷凝造成液體回流。我們工科大學(xué)生應(yīng)具有較高的綜合能力、解決實際生產(chǎn)問題的能力和創(chuàng)新的能力。課程設(shè)計是一次讓我們接觸并了解實際生產(chǎn)的大好時機，我們應(yīng)充分利用這樣的時機去認真去對待。而新穎的設(shè)計思想、科學(xué)的設(shè)計方法和優(yōu)秀的設(shè)計作品是我們所應(yīng)堅持努力的方向和追求的目標(biāo)。流程的設(shè)計及說明圖1 板式精餾塔的工藝流程簡圖工藝流程：如圖1所示。原料液由高位槽經(jīng)過預(yù)熱

25、器預(yù)熱后進入精餾塔內(nèi)。操作時連續(xù)的從再沸器中取出局部液體作為塔底產(chǎn)品釜殘液再沸器中原料液局部汽化，產(chǎn)生上升蒸汽，依次通過各層塔板。塔頂蒸汽進入冷凝器中全部冷凝或局部冷凝，然后進入貯槽再經(jīng)過冷卻器冷卻。并將冷凝液借助重力作用送回塔頂作為回流液體，其余局部經(jīng)過冷凝器后被送出作為塔頂產(chǎn)品。為了使精餾塔連續(xù)的穩(wěn)定的進行，流程中還要考慮設(shè)置原料槽。產(chǎn)品槽和相應(yīng)的泵,有時還要設(shè)置高位槽。為了便于了解操作中的情況及時發(fā)現(xiàn)問題和采取相應(yīng)的措施，常在流程中的適當(dāng)位置設(shè)置必要的儀表。如流量計、溫度計和壓表等，以測量物流的各項參數(shù)。第一章 塔的工藝設(shè)計1精餾塔的物料衡算1.1原料液、塔頂和塔底的摩爾分率二硫化碳的摩

26、爾質(zhì)量：76kg/kmol四氯化碳的摩爾質(zhì)量：154kg/kmolXF=XD=XW=MF=76154=115.94kg/molMD=0.9876 (1-0.98)154=77.56 kg/molMW76(1-0.047)154=150.334 kg/mol原料處理量：F=總物料衡算：DW= kg/mol二硫化碳物料衡算：D+W聯(lián)立得： kg/mol kg/mol進料方式為泡點進料，q=12塔板數(shù)確實定理論板層數(shù)Nt相對揮發(fā)度的求取由，再根據(jù)表1數(shù)據(jù)可得到不同溫度下的揮發(fā)度見表2表1T,Kx1y10.02960.08230.06150.15550.11060.26600.14350.33250.

27、25850.49500.39080.63400.53180.74700.66300.82900.757400.86040.932011表2溫度,K揮發(fā)度溫度,K揮發(fā)度332.45那么最小回流比及操作回流比確實定泡點進料 Xq=XF；由=0.717；即R=精餾塔的氣液相負荷L=RD=kmol/hV=(1+R)D=(1+)= kmol/hL=L+F=+=kmol/hV=V= kmol/h操作線方程精餾段操作線方程：提餾段操作線方程：逐板計算法確定理論塔板數(shù)(1)精餾段利用平衡方程和精餾段操作線方程計算精餾段的塔板數(shù)：y1=xD x1(用平衡關(guān)系) ; y2(用物料衡算，即操作線) x2(用平衡關(guān)系

28、) ; y3=0.926(用操作線) x35(用平衡關(guān)系); y4 (用操作線)x45(用平衡關(guān)系); y5 (用操作線)x5(用平衡關(guān)系); y6(用操作線)x6(用平衡關(guān)系); y7=0.66(用操作線)x7=0.422(用平衡關(guān)系) 所以進料位置在第7塊板(2)提餾段 利用相平衡方程和提留段操作線方程計算提留段塔板數(shù)： x7 y8=0.56(用物料衡算，即操作線) x8=0.324(用平衡關(guān)系) ; y9=0.424(用操作線) x9=0.206(用平衡關(guān)系) ; y10=0.263 (用操作線)x10=0.118(用平衡關(guān)系) ; y11=0.143(用操作線)x11=0.059(用平

29、衡關(guān)系) ; y12=0.063(用操作線)x12=0.025(用平衡關(guān)系) 因此，理論板數(shù)為(12-1)=11層，進料位置為第7層板。液相的平均黏度.1塔頂、塔底溫度的求取根據(jù)表1內(nèi)插法求取塔頂溫度tD=46.62塔底溫度tW=73.92精餾段平均溫度tM=(46.62+57.68)/2=52.15.2液相的平均黏度進料黏度C：查資料得=0.28mPs；=0.64mPs塔頂物料衡算46.62C：查資料得=0.33 mPs；=0.71 mPs塔底物料衡算C：查資料得=0.25mPs；=0.51mPs精餾段平均黏度提餾段平均黏度.3精餾段和提餾段相對揮發(fā)度根據(jù)表1用插值法求得氣相組成塔頂處氣相組

30、成：yD=0.99;進料處氣相組成：yF塔釜處氣相組成：yW相對揮發(fā)度 塔頂處相對揮發(fā)度進料處相對揮發(fā)度塔釜處相對揮發(fā)度精餾段平均相對揮發(fā)度提餾段平均相對揮發(fā)度.4全塔效率ET和實際塔板數(shù)全塔效率由公式算得精餾段：提餾段：那么精餾段實際塔板數(shù)：精餾段實際塔板數(shù)：3精餾塔的工藝條件和有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算塔頂操作壓力：PD=101.325Kpa進料板壓力：PF=101.325+0.76=105.525Kpa精餾段平均壓強Pm=(125 Kpa塔頂摩爾質(zhì)量計算由xD=y1由得x15；進料摩爾質(zhì)量的計算：xF由平衡曲線查的：yF=0.717；精餾段平均摩爾質(zhì)量：；氣相平均密度由理想氣態(tài)方程得液相平均密度

31、局部數(shù)據(jù)見表2塔頂局部依下式：為質(zhì)量分率；其中,；即：；進料板處：加料板液相組成由xF88得；提餾段的平均液相密度：表2位置溫度塔頂 46.6212241543進料口 512061508塔釜 7117714853.3液體外表張力的計算局部數(shù)據(jù)見表3液相外表平均張力由式計算塔頂液相平均外表張力的計算：；進料液相平均外表張力的計算；表3位置溫度塔頂 46.62進料口 5塔釜 72精餾段液相平均外表張力為：4精餾塔的塔體工藝尺寸計算精餾段的氣、液相體積流率為初選板間距HT5m,取板上液層高度HLm 故：HT-hL=0.356=0.29查圖表2；公式；取平安系數(shù)為0.7，那么：0413m/s 故塔徑采

32、用標(biāo)準(zhǔn)塔徑D=m;那么塔的橫截面積: 空塔氣速為5m適宜5塔板的主要工藝尺寸的計算因塔徑D=可采用單溢流、弓形降液管、平形溢流堰，不設(shè)進流堰。各計算如下：溢流堰長 溢流堰長LW取標(biāo)準(zhǔn)化LW=m溢流堰高hw由hw=hL-how算得，how由算得，近似取E=1那么m1149m降液管寬度與降液管面積有=0.7查圖得故：5D=；71 =0.785降液管底隙高度h取液體通過降液管底隙的流速uo=0.1m/s 依式計算降液管底隙高度，即：hW-ho491633m故降液管底隙高度設(shè)計合理，采用平形受液盤邊緣區(qū)寬和安定區(qū)寬因D故采用整塊式塔板；邊緣區(qū)寬度5m ,安定區(qū)寬度m開孔區(qū)面積開孔取面積按式其中故: 取

33、閥孔動能因子Fo = 10，用下式求孔速uo，uo = Fo / V1/2 = 10 / 3.36 1/2 = 5.46 m/s浮閥排列方式為等邊三角形，孔新距t=0.075m按等邊三角形叉排式繪圖得浮閥數(shù)N=93；重新核算動能因數(shù)，F(xiàn)0變化不大，仍在912范圍內(nèi)。開孔率=u/u0= QUOTE 0.7255.04 =14.14%6塔板的流體力學(xué)的驗算干板阻力由式hp=hc+hI+h得出因u0?uoc故按式取充氣系數(shù)0I=0hL3m因液體外表張力在浮閥板中造成的阻力很小，可忽略所以，hp=hc+hI+h2043504m那么單板壓強降5041315.29.8=a700Pa淹塔為了防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)

34、生，要求控制降液管中清液層高度，HdHT + hW。即液體通過降液管的壓頭損失：因不設(shè)進口堰，故按下式計算，即hd = 0.153m液注Hd=hP + hL + hd504147=0.112m液注取=0.5；HT + hW549)=0.1995mHd0.1995m符合防止淹塔的要求泛點率 =VSV/LV1/2/0.78K CF AT100%泛點率=0.606 3.36/1315.1/2/0.781 0.1260.785100%=39.75%70%；符合要求霧沫夾帶線以下式做出：泛點率按80%計算如下ZL=D-2WdAb=AT-2Af整理得：Vs=-18.67Ls由上式知霧沫夾帶線是直線，在操作

35、范圍內(nèi)任取兩個Ls依上式算出相應(yīng)的VS值列于下表 表Ls.014Vs.51.195由HT + hW= hP + hL + hd= hc+hI+ho+ hL + hd確定液泛線帶入各式得：HT + hW=其中uo=，帶入數(shù)據(jù)得：整理得2在操作范圍內(nèi)取假設(shè)干個LS值，依上式算出相應(yīng)的值列于下表：表2Ls.Vs.7.3液相負荷上限線依30.006；取E，那么5根據(jù)此題附表1、2及式345可分別做出塔板液相負荷性能圖上的五條線由上圖查的max；min0.329所以操作彈性現(xiàn)將計算結(jié)果匯總與下表工程精餾段數(shù)值及說明備注塔徑 D，m板間距HT ，m5塔板形式單溢流弓形降液管整板空塔氣速u，m/s堰長lW

36、，m0.7堰高hW，m49板上液層高度hL ，m6降液管底隙高度 ho ，m浮閥數(shù) N ，個93等邊三角形叉排閥孔氣速u o ，m/s閥孔動能因數(shù)Fo10臨界閥孔氣速u ，m/s5.46孔心距 t /m指同一橫排的孔心距單板壓降PP /Pa液體在液降管內(nèi)停留時間/s15液降管內(nèi)清液層高度Hd /m泛點率%氣相負荷上限(VS)max/m3/s霧沫夾帶控制氣相負荷下限(VS)min/m3/s漏液控制操作彈性第二章 熱量衡算1加熱介質(zhì)的選擇選用飽和水蒸氣，溫度160。原因：水蒸氣清潔易得，不易結(jié)垢，不腐蝕管道。飽和水蒸氣冷凝放熱值大，而水蒸氣壓力越高，冷凝溫差越大，管程數(shù)相應(yīng)減少，但水蒸氣壓力不宜太

37、高。2冷凝劑選冷卻水，溫度20，溫升16。原因：冷卻水方便易得，清潔不易結(jié)垢，升溫線越高，用水量越小，但平均溫差小，傳熱面積大，綜合考慮選擇16。二硫化碳四氯化碳的蒸發(fā)潛熱與臨界溫度物質(zhì)沸點0C蒸發(fā)潛熱KJ/Kg臨界溫度TC/K二硫化碳352552四氯化碳1951塔頂熱量其中 0C 二硫化碳: 蒸發(fā)潛熱四氯化碳: 蒸發(fā)潛熱 塔底熱量其中 0C 二硫化碳: 蒸發(fā)潛熱四氯化碳: 蒸發(fā)潛熱 由前面的計算過程及結(jié)果可知：塔頂溫度，塔底溫度，進料溫度。溫度二硫化碳四氯化碳 下: 下： 下： 下： (1)0時塔頂氣體上升的焓QV塔頂以0為基準(zhǔn)。(2)回流液的焓 回流液組成與塔頂組成相同。(3)塔頂餾出液的

38、焓(4)冷凝器消耗的焓QC=QV-QR-QD (5)進料口的焓下： 所以 (6)塔底殘液的焓(7)再沸器 工程進料冷凝器塔頂餾出液塔底殘液再沸器平均比熱熱量 第三章 輔助設(shè)備本設(shè)計冷凝器管殼式冷凝器原因：因本設(shè)計冷凝器與被冷凝氣體走管間，對于蒸餾塔的冷凝器，一般選管殼式冷凝器，螺旋板式換熱器，以便及時排出冷凝液。冷凝水循環(huán)與氣體之間方向相反，當(dāng)逆流式流入冷凝器時，起液膜減少，傳熱系數(shù)增大，利于節(jié)省面積，減少材料費用。取進口冷卻水溫度為t=20(夏季)冷卻水出口溫度一般不超過40，否那么易結(jié)垢，取出口溫度t2=36。泡點回流溫度被冷凝的氣體的溫度，冷凝水的平均溫度。 各自對應(yīng)的相關(guān)物性數(shù)據(jù)工程種

39、類Cp(KJ/(kgK)/(kg/m3)/Pas/Wm-1-1混合氣體10-6冷卻后的混合液體10-3冷凝水103 Wm-1-110-3計算冷卻水流量冷凝器的計算與選型冷凝器選擇列管式，逆流方式。按單管程計時，初步選定換熱器殼徑/mm800管子尺寸25mm公稱壓力/管長3m管子總數(shù)98管城流通面積/管程數(shù)1管子排列方式正三角形殼程數(shù)1管中心距/mm32實際換熱面積 采用此換熱面積的換熱器，要求過程的總傳熱系數(shù)為算管程對流傳熱系數(shù) 管程流體流通截面積 管程流體流速 雷諾數(shù) 普朗特數(shù) 殼程流體對流傳熱系數(shù)管子正三角形排列，傳熱當(dāng)量直徑為殼程流通截面積 殼程流體流速、雷諾數(shù)及普朗特數(shù)分別為 取于是殼

40、程流體的對流傳熱系數(shù)為 污垢熱阻查文獻 故所選換熱器是適宜的核算傳熱面積而該型號換熱器的實際傳熱面積為從傳熱面積的核算中也可知，所選的換熱器是可用的。核算壓力降 (1)管程壓力降管程壓力降計算的通式為式中，殼程數(shù)Ns=1,管程數(shù)=1。可知管程流體呈湍流狀態(tài)。取管壁粗糙=,相對粗糙度，查-Re關(guān)聯(lián)圖可知摩檫因數(shù)=0.035。所以于 是 (2)殼程壓力降由于殼程流體狀況較復(fù)雜，所以計算殼程流體壓力降的表達式很多，計算結(jié)果都差不多。現(xiàn)用埃索法來計算殼程壓降。即式中流體橫過管束的壓力降Pa；流體通過折流擋板缺口的壓力降；殼程壓力降的垢層校正系數(shù)，無因次，對于液體取1.15，對于氣體可取1.0；殼程數(shù)。

41、而 殼程流體的摩檫系數(shù)，橫過管束中心線的管子數(shù)，對三角形排列(式中n為換熱器總管數(shù))；折流擋板數(shù)；折流擋板間距，m;取按殼程流通截面積A0計算的流速，而A0=h(D-nCd0);殼徑，m;換熱管外徑，m。此題中，管子的排列方式對壓力影響的校正因數(shù)Fs=1.15,殼層數(shù)Ns=1。管子為正三角形排列，管子排列方法對壓力降的校正系數(shù).橫過管束中心線的管子數(shù)取折流擋板數(shù)殼程流通截面由于蒸汽冷凝后變成液體，所以這時涉及到的相關(guān)物性數(shù)據(jù)得帶入液態(tài)時的數(shù)據(jù)。于是 所以通過以上壓力降核算可知管程和殼程壓力降都小于所要求的30kPa,所以所選的冷凝器是適宜的。由 所以查文獻油泵的型號如下：型號50Y60B流量揚

42、程38m轉(zhuǎn)速軸功率電機功率效率35%氣蝕余量泵殼許應(yīng)力1570/2550Pa結(jié)構(gòu)形式單級懸臂3.4 再沸器的選型與計算 加熱介質(zhì)的流量 當(dāng)時，查的 再沸器的計算與選型 取 按單管程計時，再沸器選型如下：殼徑/mm400管子尺寸25mm公稱壓力/管長2m管子總數(shù)245管城流通面積2管程數(shù)1管子排列方式正三角形殼程數(shù)1管中心距/mm32第四章 塔附件設(shè)計進料進料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進料管、T型進料管、彎管進料管。本設(shè)計采用直管進料管，管徑計算如下： 取，回流管采用直管回流管，取，塔底出料管取，直管出料， 塔頂蒸氣出料管直管出氣，取出口氣速，筒體查文獻可知：封頭封頭分為橢圓形封頭、蝶形封頭等幾種，本樣封設(shè)計采用橢圓形封頭，由公稱直徑D=1200mm，可查得曲面高,直邊高度，內(nèi)外表積，容積。在空塔氣速較大，塔