化工原理課程設計說明書學霸加強版酒精連續(xù)精餾塔的設計

設計者指導設計者指導老師專業(yè)名稱所在學院提交日期UDC 密級 學 號化工原理課程設計酒精連續(xù)精餾塔的設計 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 目錄\l“_TOC_250048“第一局部設計任務書 4\l“_TOC_250047“題目 4\l“_TOC_250046“原始數(shù)據(jù) 4\l“_TOC_250045“任務 4\l“_TOC_250044“作業(yè)份量 4\l“_TOC_250043“其次局部工藝流程圖流程方案的說明與論證 5\l“_TOC_250042“工藝流程圖 5\l“_TOC_250041“設計方案確實定 6\l“_TOC_250040“方案的說明 6\l“_TOC_250039“第三局部設計計算與論證 7\l“_TOC_250038“工藝條件和物性參數(shù)計算 7\l“_TOC_250037“物料衡算,求最小回流比,適宜回流比,理論塔板數(shù) 7\l“_TOC_250036“計算全塔效率并算出實際塔板數(shù) 7塔的工藝條件及物料數(shù)據(jù)計算 8\l“_TOC_250035“塔的主要工藝尺寸計算 13\l“_TOC_250034“計算塔徑 13溢流裝置設計 13塔板布置及浮閥數(shù)目與排列 15\l“_TOC_250033“浮閥塔板的流體力學驗算 18\l“_TOC_250032“氣相通過浮閥塔板的壓強降 18\l“_TOC_250031“2)淹塔 18\l“_TOC_250030“3)霧沫夾帶 19\l“_TOC_250029“塔板負荷性能圖 20\l“_TOC_250028“霧沫夾帶線 20\l“_TOC_250027“漏液線 20\l“_TOC_250026“液相負荷上限 20\l“_TOC_250025“液相負荷下限 20液泛線 21作出負荷性能圖 21\l“_TOC_250024“塔的關心設備設計 22\l“_TOC_250023“預熱器 22\l“_TOC_250022“冷卻器 23\l“_TOC_250021“全凝器 24\l“_TOC_250020“全凝器的校核 24\l“_TOC_250019“進料泵 25\l“_TOC_250018“冷卻水泵 25\l“_TOC_250017“主要接收尺寸計算 26\l“_TOC_250016“進料管 26\l“_TOC_250015“回流管 26\l“_TOC_250014“釜液出口管 26\l“_TOC_250013“塔頂蒸汽管 272 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 \l“_TOC_250012“塔釜蒸汽管 27\l“_TOC_250011“塔總體構造 28\l“_TOC_250010“塔封頭確實定 28\l“_TOC_250009“塔壁厚 28\l“_TOC_250008“3)塔高 28\l“_TOC_250007“塔具體構造設計 29\l“_TOC_250006“鼓泡管設計 30\l“_TOC_250005“除沫器的選擇 30\l“_TOC_250004“第五局部設計心得 32\l“_TOC_250003“第六局部參考資料 33\l“_TOC_250002“第七局部附錄 34\l“_TOC_250001“VB程序界面及運行結果 341)界面 342)運行結果 35\l“_TOC_250000“VB程序源代碼 363 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 題目酒精連續(xù)精餾板式塔的設計原始數(shù)據(jù)33％〔質(zhì)量330C;92％〔質(zhì)量350C;生產(chǎn)力量：日產(chǎn)酒精〔指餾出液〕36000kg;3.6kgf/cm2;0.2940.04％〔質(zhì)量〕任務所必需的儀表和裝置。〔包括塔板壓降、淹塔的校核及霧沫夾帶量的校核等。作出塔的操作性能圖、計算其操作彈性。確定與塔身相連的各種管路的直徑。選型，假設承受直接蒸汽加熱，需確定蒸汽鼓泡管的形式和尺寸。其它。作業(yè)份量號及數(shù)量等。塔裝配圖〔1；塔板構造草圖；工藝流程圖4 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 其次局部工藝流程圖流程方案的說明與論證工藝流程圖5 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 設計方案確實定塔板類型：選用F1型重閥浮閥塔.浮閥塔兼有泡罩塔和篩板塔的優(yōu)點，而且操作彈性大，操作敏捷，板間壓結夠簡潔簡潔安裝，操作費用較小，又由于輕閥泄漏量大，故承受重閥。操作壓力：常壓精餾對于酒精－水體系，在常壓下已經(jīng)是液態(tài)，且不是熱敏性物質(zhì)，所以選用常尤其是真空操作不僅需要增加真空設備的投資和操作費用，而且由于真空下氣體體積增大，需要的塔徑增加，因此塔設備費用增加。綜上所述，我們選擇常壓操作。進料狀態(tài)：泡點進料和提餾段塔徑一樣，設計和掌握比較便利。加熱方式：承受直接蒸汽加熱的體系，這樣就適用于酒精－水體系。直接蒸汽加熱的優(yōu)點是：可以利用壓力較低的蒸汽加熱，塔釜只需要安裝鼓泡管，可以節(jié)約設備費用和操作費用，滿足經(jīng)濟上的要求。回流方式：泡點回流泡點回流易于掌握,設計和掌握時比較便利,而且可以節(jié)約能源.熱能的利用：塔釜殘液作為原料預熱熱源。方案的說明水作為冷卻劑，通入全凝器和冷卻器對塔頂蒸汽進展冷凝和冷卻。從預熱器、全凝器、冷卻器出來的液體溫度分別50-60℃、3535℃左右，可以用于民用熱澡水系統(tǒng)或輸往鍋爐制備熱蒸汽重復利用。料液先通過離心泵送往高位槽，再通過閥門和轉(zhuǎn)子流量計掌握流量使其滿足工藝要求。該精餾塔利用高溫的釜液與進料液作熱交換，以同時完成進料液的預熱和釜液的冷卻，經(jīng)過熱量與物料衡算，設想合理。釜液完全可以把進料液加熱到可用與其他用途，即使直接排放也不會造成熱污染。利用；不用再沸器削減設備費用等。800mm，擔憂裝人孔，6 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 工藝條件和物性參數(shù)計算物料衡算,求最小回流比,適宜回流比,理論塔板數(shù)D=12023Kg/day=14.062kmol/h依據(jù)物料衡算D=12023Kg/day=14.062kmol/hF=93.526kmol/hW=79.464kmol/hx=0.12643Fx=0.83868Dx=0.0003915WR＝1.7min3.02217518塊計算全塔效率并算出實際塔板數(shù)x=0.83868，y=0.84838D Dt＝78.34C,揮發(fā)度1

＝1.0756,1

0.46mPas

查《傳質(zhì)與分離工程》P351x=0.12643，y＝0.4711

依據(jù)x，用內(nèi)F Ft＝85.38C,揮發(fā)度2

＝6.1544,2

0.42

mPas

用公式x=0.0003915，y＝0.00357W w

y(1x)x(1y)7 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 求算揮發(fā)度 查《流體力學t＝99.99C103C)3

與傳熱》P257揮發(fā)度

＝9.1831,3

0.32mPas

液體年度共線圖求粘度平均相對揮發(fā)度：312312331.07566.15449.1831m平均粘度：31312330.460.420.32m計算全塔效率E=0.49(l)0.245T l計算實際塔板數(shù)

3.93200.4mPas=0.49932042454385N=〔N－1〕/E＝〔22-1〕/0.4385=47.89p T T精餾段：N=P/0.4385=17/0.4385=38.771提餾段：N=N-N2 p 1取實際總板數(shù)Np=48塊板，精餾段板數(shù)取39塊，進料板在第40塔的工藝條件及物料數(shù)據(jù)計算aPm承受常壓精餾。P2D

101.3KPa，取每層壓強降為P0.5KPaPW

P P48101.30.548125.3KPaDPF

P P39101.30.539120.8KPaD全塔平均操作壓強：P P 101.3125.3P D Wm 2

2 113.3KPa精餾段平均操作壓強：P P 101.3120.8P D Fm 2

2P

111.1KPa120.8125.3Pm

F W 2

2 123.1KPa溫度8 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 tD

78.34CtF

85.38C塔釜：t 103CW

t t 78.34103全塔平均溫度：t m

D2W 2 90.67Ct t 78.3485.38精餾段平均溫度：tm

D F2

2 81.86C提餾段平均溫度：tm平均分子量

tFtW2

85.381032

94.19Cy=x=0.83868x0.82561 D 1

VDM

0.8368×46＋〔1－0.83868〕×18＝41.4830g/mol

0.8256×46＋〔1－0.8256〕×18＝LDMx=0.12643,y＝0.4711

41.1168g/molF F氣相M 0.4711×46＋〔1－0.4711〕×18＝VDM

31.1908g/mol

LDM

0.12643×46＋〔1－0.12643〕×18＝21.5400g/mol＝0.0003915,y＝0.00357W

VDMLDM

W0.00357×46＋〔1－0.00357〕×18＝18.1000g/mol0.0003915×46＋〔1－0.0003915〕×18＝9 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 8.0109g/mol精餾段平均分子量：M (41.4830+31.1908)/2=36.3369g/molVMM (41.1168+21.5400)/2=31.3284g/molLM提餾段平均分子量：M (31.1908+18.1000)/2＝24.6454g/molVMM (21.5400+18.0109)/2=19.7755g/molLM液相：

t1

＝78.34C查得水

(液)＝0.9728g/cm3

液體密度 (液)＝0.754g/cm3乙醇 0.83868×0.754＋〔1－0.83868〕×0.9728＝L10.7893g/cm3=789.3kg/m3進料：t 85.38C查得 (液)＝0.9681g/cm32 水 (液)＝0.755g/cm3乙醇 0.12643×0.755＋〔1－0.12643〕×0.9681＝L20.941g/cm3=941kg/m3

上冊P335查t3

103C 查得水

(液)＝958.4kg/m3

水的密度 L3〔789.3+941〕/2=865.2kg/m3〔941+958〕/2=949.5kg/m氣相：

《化工原理》上冊P337查飽和水蒸汽密度《化工原理實塔頂： V1

MVDmVDm

41.483 27378.34 1.439022.4 273

查乙醇蒸汽的密度10 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 M進料板： MV2 VFmM

31.1908 1.060727385.38kg/m3kg/m327318.1000塔釜： V3

VWmVWm

273103 0.5914 kg/m322.4273〔1.4390+1.0607〕/2=1.2499kg/m3〔1.0607+0.5914〕/2=0.8261kg/m3外表張力t1

＝78.34C查得

＝62.90mN/m水＝17.3mN/m

《化工原理》上冊P335查水的外表張力乙醇 1

P355外表張力t2

85.38C查得

＝61.60mN/m水＝15mN/m乙醇 ＝0.12643×15＋〔1－0.12643〕×61.60＝55.708mN/m2t3

103C 查得

＝58.23mN/m水＝15.2mN/m乙醇 0.0003915×15.2＋(1－0.0003915〕×58.233＝58.213mN/m精餾段平均外表張力：)=(24.656+55.708)/2=40.18mN/m提餾段平均外表張力：)=(55.708+58.213)/2=56.96mN/m精餾段：V (R1)D(31)14.062 56.248kmol /hVMV 精 Vm

56.24836.33691.24993600

0.45423m3/sLRD314.06242.186kmol/h11 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 LML 精 Lm

42.18631.3284 00042877m3/5435m3/h856.23600LmL (LF)M Lm提 Lm

(42.18693.5262)24.6454949.536000.000978m3/s3.52257m3/hV V Vm提

56.24819.77550.82613600

0.37402 m3/sVm綜合數(shù)據(jù)：相關參數(shù)塔頂進料板塔釜0.838680.126430.0003915率)率)0.84830.47110.0035778.3485.38103t℃)m3〕1.43901.06070.5914液相密度〔Kg/789.3941958m3〕外表張力〔mN/m〕24.65655.70858.2130.460.420.32a1.07566.15449.1831氣相平均分子量41.483031.190818.1000Mv液相平均分子量41.116821.540018.0109Ml相關參數(shù)精餾段提餾段〔Kg/m3〕865.2949.5〔Kg/m3〕1.24990.8261液相平均流量〔m3/s〕0.000428770.000978氣相平均流量〔m3/s〕0.454230.37402平均外表張力〔mN/m〕40.18平均外表張力〔mN/m〕40.1856.96 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 塔的主要工藝尺寸計算計算塔徑1u1

《化工過程及L

0.00042877865.222

P131 式4－11

L

0.024835 23VV V

0.45423

1.2499初選板間距H=0.35m，板上液層厚度h=0.06mT LH-h=0.35-0.06=0.29mT L查Smith圖,得C 0.06020CC 0.2

0.06040.180.2

0.0690 2020 20 865.2865.21.24991.2499LmLmVmVmmax

0.0690

1.814m/su=(安全系數(shù))×umax

安全系數(shù)為0.6～0.8，

則u0.61.8141.088m/sD

，440.454231.088sDs

0.729m

冊P157圓整：取D=0.8m; AT

40.820.5027m2Vsus

0.45423

0.9037m/s主要符號說明

D2 0.82符號l符號l堰長m符號hw lh堰高，mhn意義與單位mmmwh堰上液體高度，m閥孔直徑，mowd013 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 符號符號W意義與單位符號意義與單位Ad塔截面積,m2H塔板間距,mTD塔徑,mTWW塔板上人口安定區(qū)寬度,m塔板上邊緣區(qū)寬度,mW降液管寬度,msdU閥孔氣速,m/sc 0氣體的閥孔動能因F0 Vs氣體體積流率,m3/s子,kg0.5/〔s*m0.5〕t閥孔中心距，mAf開孔鼓泡區(qū)面積,m2A0閥孔總面積,m2選用單溢流,弓形降液管,不設進口堰,平形受液盤以及平形溢流堰。堰長lw堰長l =(0.6~0.8)Dw取堰長lw

=0.6D=0.6×0.8=0.48m出口堰高hw液流收縮系數(shù)E：取E=1堰上液層高度：22.842

2.84

233h 1000Elh

1

ow

1000 0.48 whw

h hL

0.060.006190.054m0.1how

≧h≧0.05－h(huán)w

，驗算：0.1－0.00619≧0.054≧0.05－0.00619故h ＝0.00619m how

=0.054m弓形降液管高度Wd

Af14 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 lw

0.6，DW所以dD

A0.11， fAT

0.055。AT

0.5027m2，Af

0.055Af

0.0550.50270.02765m2。D0.8m，所以W 0.11D0.110.80.088m。d驗算液體在降液管中停留時間AH 0.027650.35 f TLs

0.00042877

22.57s保存時間θ>(3-5)s，故降液管適用。降液管底隙高度ho取液體通過降液管底隙的高度uo

0.13m/s。h ho

0.0060.0540.0060.048m滿足不少于20～25mm，符合要求。塔板布置及浮閥數(shù)目與排列a.塔板布置由于塔徑D=800mm，可以承受整塊板式塔板D<1.5mWS

=60～75mm溢流堰入口安定區(qū)：WS

=60mm=0.06m入口堰后的安定區(qū)：W”`=60mm=0.06mS小塔的Wc

30～50mm,50～75mm邊緣區(qū)寬度(無效區(qū))Wc

=40mm＝0.04m降液管寬度：Wd

=88mm=0.088mb.浮閥孔的數(shù)目及孔間距F1〔重閥，當板上浮閥剛剛?cè)_時，動能因數(shù)F9—12F=100 015 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 F 10v1.2499閥孔氣速：u =O v1.2499o

8.945m/s每層塔板浮閥數(shù)：VN

40.454230.03928.945

42.51d2u4 0 0計算鼓泡區(qū)面積：R2XR2X2aA 2Xa

1800

RXD2

(wd

w)0.8/2(0.0880.06)0.252msRDw2

0.8/20.040.36mA

0.331m2VuA =0.45423/8.945=0.05078u00孔心距td0

0.039

0.095m0.907Aa0.907AaA00.9070.3310.05078浮閥排列方式承受正三角形叉型排列,如圖：驗算：Vu s 0 d2N

40.45423450.0392

8.45m/s4 016 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 0

=9.45閥孔能動系數(shù)仍在9—121.2499u 0.90371.2499開孔率： u0

開孔率在4%~15%之間17 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 浮閥塔板的流體力學驗算氣相通過浮閥塔板的壓強降h hp

h h bp C l

73.1

73.1u 1.825oc v

1.825

1.2499

9.2948m/su 8.45m/su 9.2948m/s0 oc19.9u0.175h 0c v

19.98.450.175865.2

0.03375m板上充氣液層阻力取 0.50h hl 0

0.50.060.03m所以hp

hhl

0.030.033750.0638m單板壓強降p hg=0.0638*9.81*865.2=541.51Pap l淹塔需要控制的降液管液面高度 H

〔H

h〕，Hd

h hhp l d

d T w液體通過塔板的壓降所相當?shù)囊褐舾叨萮p=0.0638m l 2 0.000428772h 0.153 s 0.153

0.00005299md lhw 0

0.480.048板上液層高度h=0.06ml所以降液管液面高度Hd=0.1239m由于乙醇—水的物系不易起泡，取0.5〔HT

h〕=0.6*〔0.35+0.054〕=0.202mw18 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 由于Hd=0.1239<0.202,所以設計結果符合要求。霧沫夾帶C=0.101F由于酒精——水系統(tǒng)為無泡沫系統(tǒng)，K=1板上液流面積：A Ab

2Af

0.502720.02765 0.4474m2VvVvs l v

0.78KC AF T

100%0.45423 1.2499 865.21.24990.7810.1010.5027

100%43.62%70%0.9m70％70％以下，故霧沫夾帶e<0.1Kg〔液〕/Kg〔氣〕v19 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 塔板負荷性能圖vsvslv1.36lZs lv

《化工原理》P166按泛點率=

KC AF b

，對于肯定的物系及肯定的p,pv l

,A,Cb

ZF,

K均為值。相應于ev

0.1的泛點率上限值亦可確定，將各數(shù)據(jù)代入上式，使得出V—L的關系式，依據(jù)此可做出負荷性能圖中s s的霧沫夾帶線。VVslv1.36lZs lvkc AF b

=70%又由于板上液體流經(jīng)長度：Z D2WL

0.80-20.0880.624m將各數(shù)據(jù)代入得霧沫夾帶線：V＝0.5868－17.5203Ls s漏液線對于F1型重閥，取F UO O

5則PVP

《化工原理》下 o4o4OVsmin

d2NF

0.2404m3/s

P167,171,1724 1.24994 1.2499最大流量應保證降液管中液體停留時間不少于3-5秒AH /Lf T

3~5s

P172L 0.034650.35/50.0024255m3/ssmax液相負荷下限h=0.006moWw該線為與氣相流量無關的豎直線。22.84 3600(L) 321000E

s maxlw

0.00620 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 E=1，則(L ) 0.00426 m3/ss max《化工原理》液泛線 下冊P171利用公式：HT

h wpu2

L 2

22.84 3600L 35.34

v oP2gL

0.153 slhlw o

1o

hw

E1000

Slw lVSuoVSd2N4 0將各數(shù)代入整理得：V20.88911951.690L2s

11.6708L2 3s如以下圖：1s 0.9sV

霧沫夾帶線0.8 液泛線0.70.6 液相負荷上限線0.50.40.30.20.1000.00050.0010.00150.0020.00250.003塔板負荷性能圖

液相負荷下限線漏液線操作線Ls(m^3/s)由塔板的負荷性能圖可以看出：穩(wěn)定性不是很好。荷下限掌握。依據(jù)給定的液氣比，查出塔板的氣相負荷上限V=0.58m3/sV=0.43m3/s，所以操作彈性smax為0.58/0.43=1.35。

smin21 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 塔的關心設備設計預熱器一個，用于預熱進料；冷卻器一個，將產(chǎn)品冷卻到要求溫度后排出；進料泵一個；預熱器設計流程要求泡點進料，進料濃度下的泡點溫度為85.38103℃，其主要成分是水，比熱比原料液大，所以完全可以利用釜液對進料液進展預熱，使其到達泡點，只要掌握好釜殘液的流量，由于釜殘液能供給的熱量足夠，因而可以穩(wěn)定掌握進料溫度為泡點。擬定將釜液降至35℃排出，以用于他途。F=0.5596kg/s,W=0.3995kg/st tt 進料 m 2

2585.382

55.19C依據(jù)溫度，查相關表得：C=4.208KJ/(kg℃),PC ＝2.910KJ/(kg℃)。PC x C pm F

乙醇

F 3.8575kJ kg.kQ C吸取

130.34kJ/st m 3525 取總傳熱系數(shù)K=1600=1.600KJ/m2℃AQ/(Ktm

取安全系數(shù)1.1，則實際傳熱面積A=6.6624m2。選取換熱器：G—273—7—25—23.0m；32；管子〔炭鋼〕尺寸252.522 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 核算：A=7m2Q71.6013.45 150.64KJ/sQ150.64130.3420.3 KJ/s所以傳熱足夠，設計滿足要求。冷卻器25℃，35℃；塔頂全凝〔93%〕78.34℃，30℃(設計任務書規(guī)定)。按產(chǎn)品冷卻前后的平均溫度查算比熱：t ＝78.3430

54.17℃平Cpm產(chǎn)

2 X CD

X

〕CD P水 0.93 2.98 3.07 KJ /(KgK )QC

Dt 0.162043.07所用水量：

78.3430

29.02KJ/sM 水

t水

29.02/4.19100.7619kg/s取總傳熱系數(shù)K=450=0.450KJ/m2℃t m 3025 m

29.02/0.45020.423.158m21.1，A=3.474m2選取換熱器：G—273—4—25—22.0m；32；管子〔炭鋼〕尺寸252.5；管子按正三角形排列。核算：A=4m2

五23 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 Q40.4520.4236.756KJ/sQ36.75629.027.736 KJ/s所以傳熱足夠，設計滿足要求。全凝器25℃35℃V78.34℃，在此溫度下：r 0.93955(10.93)24121056.99KJ/Kgmt mK=900W/m3K

78.3425m

736.468/0.945.4317.816m21.1A=19.598m2選取換熱器：G—400—26—25—13.0m；113；管子〔碳鋼〕尺寸252.5；管子按正三角形排列。全凝器的校核

995.7Kg/m3;0.8007mPa/s;0.6176w/m2℃LCp=4.174KJ/〔kgk〕a.計算管程傳熱系數(shù)u Vs

4V 水

412.899

0.4795m/si A dn 0.02286995.7i i LRe ud2 /i i i L995.70.02/

0.8007103

Prc/4.1740.8007/0.61675.42p

《化工原理》上 a 0.023i di

i

2544.21

P251(4-83)b.計算殼程傳熱系數(shù)：24 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 32gr14oa 0.725dtoo10.2053746.8529.81958.810340.725 0.0250.45810343.34

2239.73

《化工原理》壁面污垢系數(shù)：Rso=Rsi=0.00017197m2℃/w總傳熱系數(shù)：

上冊P357附錄二十 d

11oKo

R R oad so sid aai i i o 25 0.000171970.0001719725 1 1K

20 KK K設計

754.87

＝0.192在要求的0.15~0.25范圍之內(nèi)，換熱器滿足要求進料泵=〔4+1.4+7*0.35+0.5〕+1.6+0.4=10.35m所以泵的揚程不能小于11m，2B19B13m，10m3/h冷卻水泵=0.7619kg/s=12.899kg/s總耗水量=13.6609kg/s=49.33m3/h，揚程取略高于全塔高〔23.794m〕4B35A水泵，揚程28.6m，85m3/h

P279《化工原理》上冊P360附錄二十三25 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 主要接收尺寸計算進料管由前面物料衡算得：F=0.5596Kg/s料平均溫度85.38℃， =941Kg/m3LU=0.5m/s，則：4F4FuL40.55960.5941F

0.038915m依據(jù)計算結果可選取鋼管：455.0mm校核設計流速：

件》P1321－1－92u F 0.5596 0.6181m/sd2 (0.0450.0052)29414 F 4設備適用?；亓鞴軐嵭兄亓亓鳎m宜速度為0.2-0.5m/sU=0.5m/s，則：4L4Lu40.000471650.5l

0.034656m選取鋼管：453.5mm驗算得實際流速

件》P132U4L設備適用

0.4159m/s0.0382釜液出口管由前面物料衡算得：W=0.3995Kg/s =958Kg/m3W適宜速度為0.5-1.0m/s，取出口流速U=0.8m/s，則：4W4Wu40.39950.8958w

0.02576m

《材料與零部選取323.5mm

件》P132校核實際流速26 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 u Wd2

0.3995(0.0320.00352)2958

4 W 4設備適用。塔頂蒸汽管U=20m/s，4V4VuS選取1946mm驗算得實際流速4V

40.488340.488320

0.1763m

件》P132U= sd2

3.14(0.19420.006)2

設備適用塔釜蒸汽管由前面物料衡算得：s

0.4021m3/s，蒸汽管一般適宜流速為15～25m/s.取蒸汽管流速為u=20m/s，則塔釜蒸汽管管口內(nèi)徑為：su4su40.402120校核設計流速：u 0.4021 22.7542m/s(0.1590.0062)24設備適用。27 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 塔總體構造塔封頭確實定hl=200mm，h2=40mm取壁厚s=6mm塔壁厚同塔封頭壁厚，取s=6mm塔高10~15min，720s，則有：0.4021

件》P336《化工過程及P143V =釜液 958720

=0.3022m3 所以塔釜液面高：H釜

40.3022/

3.140.72

0.785m=0.6+0.8=1.4m進料板層高度=0.60m=0.2+0.04=0.24m=1m裝有視鏡板層高度=2*0.50=1.0m〔48－4〕*0.35=15.4m群座高度=4m塔頂氣管長度=0.15m=23.794m28 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 塔具體構造設計離管式塔板構造。因共需48350mm，350*6=2100mm2500mm，滿足要求；含2250mm，裝有視鏡的塔節(jié)也2250mm，也滿足要求。7和定距管緊固雜塔節(jié)內(nèi)。定距管起著支撐塔板和保持塔間距的作用。塔板與塔壁的間隙，一軟填料密封后，用壓板和壓圈壓緊。塔節(jié)兩端均有法蘭，兩個塔節(jié)間用螺栓螺母連接。29 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 鼓泡管設計飽和水蒸氣壓強為3.6kgf/cm2，在此條件下： 1.92Kg/m3;T144.1℃vV 42.186kmol/h18/36000.211kg/sOV V /S O

0.211/1.920.1099m3/s取蒸汽流速U=18m/s4Vus40.10994Vus40.109918選取凹凸面平焊法蘭：Dg=125mmS=3.14D240.01227m2設全部吹氣管面積S吹=1.25*S=0.01534m2取孔徑do

吹氣孔數(shù)=4S /吹

選取空間距為50mm，孔分布與鼓泡管上下端和兩端，管長L=0.05*195/4=2.44m設 150 個 孔 排 在 圓 周 上 ， 則D’=150/4*0.05/3.14=0.597m<0.7m余下的45個排在中間直管上L=45/〔2*4〕*0.05=0.281m所以鼓泡管符合要求。865.2865.21.24991.2499Vk

lvlvv

0.107

2.813m/s

《金屬設備》P546v1.0~3.0m/s4Q4QuD 2.813 0.453m549Ι，不銹鋼1G18Ni9型r30 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 wwhw〔m〕浮閥孔數(shù)N〔個〕u〔m/s〕o0.0540.06458.45工程數(shù)值N48塔徑D〔m〕0.800塔高Et〔m〕23.794塔板距Ht〔m〕0.35R3.0操作壓強常壓空塔氣速u〔m/s〕0.9037l〔m〕0.48閥孔動能因數(shù)9.45〔m〕0.095降液管內(nèi)清夜高度〔m〕0.088單板壓降〔Pa〕541.51液體停留時間〔s〕22.57〔%〕43.62Lsmi〔m3/s〕0.00426Lsma〔m3/s〕0.0024255漏夜線Vsmin〔m3/s〕0.2404霧沫夾帶線Vsmax〔m3/s〕0.5868操作彈性1.35〔Kg/s〕0.7619附屬設備型號的選擇預熱器型號G—273—7—25—21全凝器型號G—400—26—25—11冷卻器型號G—273—4—25—21進料泵型號2B19B1冷卻水泵型號4B35A131 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 化工原理課程設計是化工原理課程的一個總結性和綜合性教學環(huán)節(jié)。通過這段時間的課程設計，我們進一步加深了對化工原理這門課程學問的理解和掌設計思想的力量。技巧，真的是獲益匪淺。設計產(chǎn)生深遠的影響。Excel成塔板負荷性能圖，大局部由在ExcelVB小回流比，理論塔板數(shù)；AutoCAD充分的應用。使我對各種學問的生疏提到了理性的高度。32 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 化工設備設計手冊1——《材料與零部件》上、中、下冊——人民出版社，197382——《金屬設備》——人民出版社，19737潘國昌、郭慶豐《化工設備設計》——清華大學出版社，1996124崔獻英等編《物理化學試驗》——中國科學技術大學出版社，20234伍欽等編《化工原理試驗》——華南理工大學出版社，20236涂偉萍等編《化工過程及設備設計》——化學工業(yè)出版社，20238鄒華生、鐘理、伍欽主編——《流體力學與傳熱》——華南理工大出版社，20238學出版社，2023233 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 VB界面34 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 運行結果35 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 VBPublicchangelineAsStringPublicRAsDoublePublicrminAsDoublePublicxqd,yqdAsDoubleDimlj,vj,lt,vtAsDoublePublicq,xqp,yqp,xq,yq,xd,xw,xfAsDoublePublicd,b,f,v0AsDoublePublicFunctionpingheng(ByValx)AsDouble Dimb1AsDouble,b2AsDouble,b3AsDouble,tAsDouble,z1AsDouble,z2AsDoubleb1=0.2163b2=0.8158b3=2.2076z1=x+b1*(1-x)z2=1-x+b2*xt=b3*x*z2*Exp(b1/z1-b2/z2)/z1/(1-x)pingheng=t/(t+1)EndFunctionPrivateFunctionmolfenlv(kgfenlvAsDouble)AsDouble molfenlv=(kgfenlv/46)/(kgfenlv/46+(1-kgfenlv)/18)EndFunctionPrivateSubbiaozhuprint(xAsDouble,yAsDouble,biaozhuAsString) ”printwordsinthepicturePicture1.CurrentX=xPicture1.CurrentY=yPicture1.PrintbiaozhuEndSubPrivateSubForm_Load ”settheformfristlyDimiAsDoublePicture1.AutoRedraw=TruePicture1.ClsPicture1.Scale(-6,106)-(106,-6)Picture1.Line(0,0)-(0,100)Picture1.Line(0,0)-(100,0)Picture1.Line(0,100)-(100,100)Picture1.Line(100,0)-(100,100)Callbiaozhuprint(-2,-1,“0“)Callbiaozhuprint(98,-1,“100“)Callbiaozhuprint(-5,101,“100“)36 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 Callbiaozhuprint(101,2,“x(%)“)Callbiaozhuprint(0,105,“y(%)“)Fori=10To90Step10Picture1.Line(i,0)-(i,100),&HC0C0&Picture1.Line(0,i)-(100,i),&HC0C0&Callbiaozhuprint(i-2,-1,Str(i))Callbiaozhuprint(-5,i+1,Str(i))NextiPicture1.Line(0,0)-(100,100)Picture1.AutoRedraw=FalseEndSubPrivateSubCommand1_ClickDimmoltokgAsDoubleDimddAsDoubleDimk1,k2,k3,kqAsDoubleDimx,yAsDoubleDimshichaAsDoublexf=molfenlv(Val(Text1(0).Text)*0.01)xd=molfenlv(Val(Text1(1).Text)*0.01)xw=molfenlv(Val(Text1(2).Text)*0.01)dd=Val(Text2.Text)/24moltokg=46*xd/(46*xd+(1-xd)*18)d=(Val(Text2.Text)/24)*moltokg/46+(Val(Text2.Text)/24)*(1-moltokg)/18f=d*(xd-xw)/(xf-xw)v0=(1+R)*db=f-d+v0Picture1.Line(100*xd,100*xd)-(100*xd,0),&H808080Picture1.Line(100*xw,100*xw)-(100*xw,0),&H808080Picture1.Line(100*xf,100*xf)-(100*xf,0),&H808080Forx=xd-0.0002To0.0001Step-1/10000k1=(pingheng(x+0.0001)-xd)/(x+0.0001-xd)k2=(pingheng(x)-xd)/(x-xd)k3=(pingheng(x-0.0001)-xd)/(x-0.0001-xd)If(k1<k2Andk2>k3)Or(k1>k2Andk2<k3)ThenExitForEndIfNextxrmin=k2/(1-k2)Forx=0.001To100Step1/1000y=100*pingheng(0.01*x)Picture1.PSet(x,y),RGB(255,0,0)Nextx37 酒精連續(xù)精餾板式塔的設計 Forx=100*xdTo0Step-1/1000y=((x-100*xd)*rmin)/(rmin+1)+100*xdPicture1.PSet(x,y),RGB(0,255,0)Nextxchangeline=Chr(13)+Chr(10)Text4.Text=““Text4.Text=“F＝“&Format(f,“##########.#####“)&“(kmol/h)“Text4.Text=Text4.Text&changeline&“D＝“&Format(d,“##########.#####“)&“(kmol/h)“Text4.Text=Text4.Text&changeline&““&Format(b,“###########.#####“)“(kmol/h)“Text4.Text=Text4.Text&changeline&changeline&“xf＝“&Format(xf,“0.#####“)Text4.Text=Text4.Text&changeline&“xd＝“&Format(xd,“0.#####“)Text4.Text=Text4.Text&changeline&“xw＝“&Format(xw,“0.#######“)Text4.Text=Text4.Text&changeline&changeline&“q＝“&Format(1,“#.#####“)Text4.Text=Text4.Text&changeline&changeline&“Rmin=“&Format(rmin,“#.##“)Command2.Enabled=TrueCommand1.Enabled=FalseEndSubPrivateSubCommand2_ClickDimN,nj,ntAsDoubleDimyyfAsDoubleDimx,yAsDoubleDims,uAsDoubleDimyoAsDoubleDimxxbAsDoublelj=R*dvj=lj+dlt=lj+q*fvt=vj+(q-1)