化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書（化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書怎么寫）

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本文目錄:

• 1、有關(guān)用清水吸收CO2氣體填料吸收塔的設(shè)計(jì)，水洗塔底壓強(qiáng)為 1.8MPa（絕壓），操作壓強(qiáng)為101.325kPa（常壓）

• 2、化工原理課程設(shè)計(jì)如果生產(chǎn)量，料液組成不同，主要影響的是什么數(shù)據(jù)

• 3、求化工原理課程設(shè)計(jì) 題目：乙醇—水連續(xù)精餾塔(浮閥塔或篩板塔)的設(shè)計(jì) 會(huì)的留言

• 4、化工原理課程設(shè)計(jì)

一、有關(guān)用清水吸收CO2氣體填料吸收塔的設(shè)計(jì)，水洗塔底壓強(qiáng)為 1.8MPa（絕壓），操作壓強(qiáng)為101.325kPa（常壓）

1 

化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 

(吸收裝置設(shè)計(jì)) 

（一） 設(shè)計(jì)題目：水吸收變換氣中CO2的填料塔設(shè)計(jì) （二） 設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件 

1. 氣體處理量（1300+20X）m3/h〖注：X代表學(xué)號(hào)最后兩位數(shù)〗。 2. 進(jìn)塔氣體組成 組成 CO2 CO H2 N2 CH4 合計(jì) Vol% 

28.842 

2.51 

58.78 

5.17 

4.7 

100.0 

3. 出塔氣體中CO2含量1%（vol%）。 4. 水洗塔底壓強(qiáng)1.8Mpa（絕）。 5. 吸收溫度30℃。 

6. 進(jìn)塔水中含CO2量25ml/l. 7. 水洗飽和度70%。 

（三） 設(shè)計(jì)內(nèi)容 

1． 設(shè)計(jì)方案的確定及流程說明。 

2． 填料吸收塔的塔徑、填料層高度或塔斯社高及填料層壓降計(jì)算。 3． 填料塔附屬結(jié)構(gòu)的選型與設(shè)計(jì)。 4． 吸收塔工藝流程圖。 

5． 填料吸收塔與液體分布器工藝條件圖。 

（四） 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 

1． 各種氣體的溶解度 

（1m3水在總壓為101.3kPa(絕壓)下溶解的氣體量，Nm3） 

溫度，℃ CO2 CO H2 N2 CH4 25 0.759 0.02142 0.01750 0.01410 0.03006 26 0.738 0.02110 0.01742  0.02052 27 0.718 0.02080 0.01731  0.02901 28 0.699 0.02051 0.01720  0.02852 29 0.682 0.02024 0.01709  0.02806 30 0.665 0.01998 0.01699 0.01319 

0.02762 

     2.不同分壓、溫度時(shí)CO2在水中的深解度，Nm3/m3水 

分壓 

P×101.3kpa-1（絕） 

℃ 10 20 30 0.5 0.61 0.44 0.33 1.0 1.20 0.88 0.65 3.0 3.53 2.58 1.91 5.0 5.71 4.16 3.10 10.0 

10.71 

7.8 

5.81 

 2 

(五) 參考資料 

1．大連理工大學(xué)化工原理教研室《化工原理》。 2．天津大學(xué)化工原理教研室《化工原理》。 

3．國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》。 4．化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編輯委員會(huì)《塔設(shè)備設(shè)計(jì)》。 5．賀匡國主編《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》。 6．華東化工學(xué)院，浙江大學(xué)合編《化工容器設(shè)計(jì)》。 7．茅曉東，李建偉編《典型化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)》。 8．蘭州石油機(jī)械研究所主編《現(xiàn)代塔器技術(shù)》

二、化工原理課程設(shè)計(jì)如果生產(chǎn)量，料液組成不同，主要影響的是什么數(shù)據(jù)

化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

苯——甲苯混合液篩板(浮閥)精餾塔設(shè)計(jì)

二.

原始數(shù)據(jù)

年處理量：60000

噸

料液初溫：20℃

料液濃度：

44%

（苯質(zhì)量分率）

塔頂產(chǎn)品濃度：

98.5%（苯質(zhì)量分率）

塔底釜液含甲苯量不低于

98%(以質(zhì)量計(jì))

每年實(shí)際生產(chǎn)天數(shù)：330天（一年中有一個(gè)月檢修）

精餾塔塔頂壓強(qiáng)：4

kpa（表壓）

單板壓降不超過0.7kpa

冷卻水溫度：20℃

飽和水蒸汽壓力：0.25mpa(表壓)

設(shè)備型式：篩板(浮閥)塔

建廠地區(qū)壓力：1atm

三、求化工原理課程設(shè)計(jì) 題目：乙醇—水連續(xù)精餾塔(浮閥塔或篩板塔)的設(shè)計(jì) 會(huì)的留言

思路如下;目 錄化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書... Ⅰ摘 要... Ⅱ第一章 前言.... 第二章 緒論.... §2.1 設(shè)計(jì)方案.. §2.2 選塔依據(jù).. §2.3 設(shè)計(jì)思路.... 第三章 塔板的工藝設(shè)計(jì).... §3.1 精餾塔全塔物料衡算.. §3.2 常壓下乙醇-水氣液平衡組成與溫度關(guān)系.. §3.3理論塔的計(jì)算.. §3.4 塔徑的初步設(shè)計(jì).. §3.5溢流裝置.. §3.6塔板的分布、浮閥數(shù)目及排列.... 第四章 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算.... §4.1氣相通過浮閥塔板的壓降.. §4.2淹塔.. §4.3 物沫夾帶.. §4.4塔板負(fù)荷性能圖.. 第五章 塔附件設(shè)計(jì).... §5.1接管.... §5.2筒體與封頭.. §5.3除沫器.... §5.4裙座.... §5.5吊柱.... §5.6人孔.... 第六章 塔總體高度的設(shè)計(jì).. §6.1塔的頂部空間高度§6.2塔的底部空間高度§6.3塔總體高度第七章 附屬設(shè)備設(shè)計(jì)§7.1 冷凝器的選擇§7.2再沸器的選擇第八章 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總結(jié)束語參考文獻(xiàn)主要符號(hào)說明

四、化工原理課程設(shè)計(jì)

化工原理課程設(shè)計(jì)

題 目 乙醇-水溶液連續(xù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)

目 錄

設(shè)計(jì)任務(wù)書………………………………………………………………3

英文摘要前言……………………………………………………………4

前言………………………………………………………………………4

精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)…………………………………………………………5

精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………5

設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果總表………………………………………………………22

參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………23

課程設(shè)計(jì)心得……………………………………………………………23

精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)任務(wù)書

一、設(shè)計(jì)題目

乙醇—水溶液連續(xù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)

二、設(shè)計(jì)條件

1．處理量： 15000 （噸/年）

2．料液濃度： 35 （wt%）

3．產(chǎn)品濃度： 93 （wt%）

4．易揮發(fā)組分回收率： 99%

5．每年實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間：7200小時(shí)/年

6. 操作條件：①間接蒸汽加熱；

②塔頂壓強(qiáng)：1.03 atm（絕對(duì)壓強(qiáng)）③進(jìn)料熱狀況：泡點(diǎn)進(jìn)料；

三、設(shè)計(jì)任務(wù)

a) 流程的確定與說明；

b) 塔板和塔徑計(jì)算；

c) 塔盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

i. 浮閥塔盤工藝尺寸及布置簡圖；

ii. 流體力學(xué)驗(yàn)算；

iii. 塔板負(fù)荷性能圖。 d) 其它

i. 加熱蒸汽消耗量；

ii. 冷凝器的傳熱面積及冷卻水的消耗量e) 有關(guān)附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型，繪制精餾塔系統(tǒng)工藝流程圖和精餾塔裝配 圖，編寫設(shè)計(jì)說明書。

乙醇——水溶液連續(xù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)

（南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南衡陽 421001）

摘要：設(shè)計(jì)一座連續(xù)浮閥塔，通過對(duì)原料，產(chǎn)品的要求和物性參數(shù)的確定及對(duì)主要尺寸的計(jì)算，工藝設(shè)計(jì)和附屬設(shè)備結(jié)果選型設(shè)計(jì)，完成對(duì)乙醇-水精餾工藝流程和主題設(shè)備設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：精餾塔，浮閥塔，精餾塔的附屬設(shè)備。

（Department of Chemistry,University of South China,Hengyang 421001）

Abstract: The design of a continuous distillation valve column, in the material, product requirements and the main physical parameters and to determine the size, process design and selection of equipment and design results, completion of the ethanol-water distillation process and equipment design theme.

Keywords: rectification column, valve tower, accessory equipment of the rectification column.

前 言

乙醇在工業(yè)、醫(yī)藥、民用等方面，都有很廣泛的應(yīng)用，是很重要的一種原料。在很多方面，要求乙醇有不同的純度，有時(shí)要求純度很高，甚至是無水乙醇，這是很有困難的，因?yàn)橐掖紭O具揮發(fā)性，也極具溶解性，所以，想要得到高純度的乙醇很困難。

要想把低純度的乙醇水溶液提升到高純度，要用連續(xù)精餾的方法，因?yàn)橐掖己退膿]發(fā)度相差不大。精餾是多數(shù)分離過程，即同時(shí)進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝的過程，因此可使混合液得到幾乎完全的分離?；S中精餾操作是在直立圓形的精餾塔內(nèi)進(jìn)行的，塔內(nèi)裝有若干層塔板或充填一定高度的填料。為實(shí)現(xiàn)精餾分離操作，除精餾塔外，還必須從塔底引入上升蒸汽流和從塔頂引入下降液。可知，單有精餾塔還不能完成精餾操作，還必須有塔底再沸器和塔頂冷凝器，有時(shí)還要配原料液預(yù)熱器、回流液泵等附屬設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)操作。

浮閥塔與20世紀(jì)50年代初期在工業(yè)上開始推廣使用，由于它兼有泡罩塔和篩板塔的優(yōu)點(diǎn)，已成為國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的塔型，特別是在石油、化學(xué)工業(yè)中使用最普遍。浮閥有很多種形式，但最常用的形式是F1型和V-4型。F1型浮閥的結(jié)果簡單、制造方便、節(jié)省材料、性能良好，廣泛應(yīng)用在化工及煉油生產(chǎn)中，現(xiàn)已列入部頒標(biāo)準(zhǔn)（JB168-68）內(nèi)，F(xiàn)1型浮閥又分輕閥和重閥兩種，但一般情況下都采用重閥，只有處理量大且要求壓強(qiáng)降很低的系統(tǒng)中，才用輕閥。浮閥塔具有下列優(yōu)點(diǎn)：1、生產(chǎn)能力大。2、操作彈性大。3、塔板效率高。4、氣體壓強(qiáng)降及液面落差較小。5、塔的造價(jià)低。浮閥塔不宜處理易結(jié)焦或黏度大的系統(tǒng)，但對(duì)于黏度稍大及有一般聚合現(xiàn)象的系統(tǒng)，浮閥塔也能正常操作。

精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算

在常壓連續(xù)浮閥精餾塔中精餾乙醇——水溶液，要求料液濃度為35%，產(chǎn)品濃度為93%，易揮發(fā)組分回收率99%。年生產(chǎn)能力15000噸/年

操作條件：①間接蒸汽加熱

②塔頂壓強(qiáng)：1.03atm（絕對(duì)壓強(qiáng)）

③進(jìn)料熱狀況：泡點(diǎn)進(jìn)料

一 精餾流程的確定

乙醇——水溶液經(jīng)預(yù)熱至泡點(diǎn)后，用泵送入精餾塔。塔頂上升蒸氣采用全冷凝后，部分回流，其余作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻器冷卻后送至貯槽。塔釜采用間接蒸汽再沸器供熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。工藝流程圖見圖

二 塔的物料衡算

查閱文獻(xiàn)，整理有關(guān)物性數(shù)據(jù)

⑴水和乙醇的物理性質(zhì)

名稱

分子式

相對(duì)分子質(zhì)量

密度　

20℃

沸 點(diǎn)

101.33kPa

℃

比熱容

(20℃)

Kg/(kg.℃)

黏度

(20℃)

mPa.s

導(dǎo)熱系數(shù)

(20℃)

/(m.℃) 表面

張力

(20℃)

N/m

水 18.02 998 100 4.183 1.005 0.599 72.8

乙醇 46.07 789 78.3 2.39 1.15 0.172 22.8

⑵常壓下乙醇和水的氣液平衡數(shù)據(jù)，見表

常壓下乙醇—水系統(tǒng)t—x—y數(shù)據(jù)如表1—6所示。

表1—6 乙醇—水系統(tǒng)t—x—y數(shù)據(jù)

沸點(diǎn)t/℃ 乙醇摩爾數(shù)/% 沸點(diǎn)t/℃ 乙醇摩爾數(shù)/%

氣相 液相 氣相 液相

99.9 0.004 0.053 82 27.3 56.44

99.8 0.04 0.51 81.3 33.24 58.78

99.7 0.05 0.77 80.6 42.09 62.22

99.5 0.12 1.57 80.1 48.92 64.70

99.2 0.23 2.90 79.85 52.68 66.28

99.0 0.31 3.725 79.5 61.02 70.29

98.75 0.39 4.51 79.2 65.64 72.71

97.65 0.79 8.76 78.95 68.92 74.69

95.8 1.61 16.34 78.75 72.36 76.93

91.3 4.16 29.92 78.6 75.99 79.26

87.9 7.41 39.16 78.4 79.82 81.83

85.2 12.64 47.49 78.27 83.87 84.91

83.75 17.41 51.67 78.2 85.97 86.40

82.3 25.75 55.74 78.15 89.41 89.41

乙醇相對(duì)分子質(zhì)量：46；水相對(duì)分子質(zhì)量：18

25℃時(shí)的乙醇和水的混合液的表面張力與乙醇濃度之間的關(guān)系為：

式中 σ——25℃時(shí)的乙醇和水的混合液的表面張力，N／m；

x——乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％。

其他溫度下的表面張力可利用下式求得

式中 σ1——溫度為T1時(shí)的表面張力；N／m；

σ2——溫度為T2時(shí)的表面張力；N／m；

TC——混合物的臨界溫度，TC＝∑xiTci ，K；

xi——組分i的摩爾分?jǐn)?shù)；

TCi——組分i的臨界溫度， K。

料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù)

X==0.174

X==0.838

X==0.0039

平均摩爾質(zhì)量

M=0.17446.07+（1-0.174）18.02=22.9 kg/kmol

M= 0.83846.07+ (1-0.838) 18.02=41.52kg/kmol

M=0.003946.07+（1-0.0039）18.02=18.12kg/kmol

物料衡算

已知：F==74.83

總物料衡算 F=D+W=74.83

易揮發(fā)組分物料衡算 0.838D+0.0039W=74.830.174

聯(lián)立以上二式得：

D=15.25kg/kmol

W=59.57kg/kmol

三 塔板數(shù)的確定

理論塔板數(shù)的求取

⑴根據(jù)乙醇——水氣液平衡表1-6，作圖

⑵求最小回流比Rmin和操作回流比

因?yàn)橐掖?水物系的曲線是不正常的平衡曲線,當(dāng)操作線與q線的交點(diǎn)尚未落到平衡線上之前,操作線已經(jīng)與平衡線相切,如圖g點(diǎn)所示. 此時(shí)恒濃區(qū)出現(xiàn)在g點(diǎn)附近, 對(duì)應(yīng)的回流比為最小的回流比. 最小回流比的求法是由點(diǎn)a(,)向平衡線作切線，再由切線的斜率或截距求

作圖可知 b=0.342 b==0.342 Rmin =1.45

由工藝條件決定 R=1.6R

故取操作回流比 R=2.32

⑶求理論板數(shù)

塔頂，進(jìn)料，塔底條件下純組分的飽和蒸氣壓

組分 飽和蒸氣壓/kpa

塔頂 進(jìn)料 塔底

水 44.2 86.1 101.33

乙醇 101.3 188.5 220.0

①求平均相對(duì)揮發(fā)度

塔頂 ===2.29

進(jìn)料 ==2.189

塔底 ==2.17

全塔平均相對(duì)揮發(fā)度為

===2.23

===2.17

②理論板數(shù)

由芬斯克方程式可知

N===7.96

且

由吉利蘭圖查的 即

解得 =14.2 （不包括再沸器）

③進(jìn)料板

前已經(jīng)查出 即

解得 N=6.42

故進(jìn)料板為從塔頂往下的第7層理論板 即=7

總理論板層數(shù) =14.2 （不包括再沸器）

進(jìn)料板位置 =7

2、全塔效率

因?yàn)?0.17-0.616lg

根據(jù)塔頂、塔釜液組成，求塔的平均溫度為，在該溫度下進(jìn)料液相平均粘計(jì)劃經(jīng)濟(jì)為

=0.1740.41+（1-0.174）0.3206=0.336

=0.17-0.616lg0.336=0.462

3、實(shí)際塔板數(shù)

精餾段塔板數(shù)：

提餾段塔板數(shù)：

四、塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計(jì)算

以精餾段為例：

操作壓力為

塔頂壓力： =1.04+103.3=104.34

若取每層塔板壓強(qiáng) =0.7

則進(jìn)料板壓力： =104.34+130.7=113.4kpa

精餾段平均操作壓力 =kpa

2、溫度

根據(jù)操作壓力，通過泡點(diǎn)方程及安托因方程可得

塔頂 =78.36

進(jìn)料板=95.5

=

3、平均摩爾質(zhì)量

⑴ 塔頂==0.838 =0.825

= 0.83846.07+（1-0.838）18.02=41.52 kg/kmol

=0.82546.07+（1-0.825）18.02=41.15 kg/kmol

⑵ 進(jìn)料板： = 0.445 =0.102

= 0.44546.07+（1-0.445）18.02=30.50 kg/kmol

=0.10246.07+（1-0.102）18.02=20.88 kg/kmol

精餾段的平均摩爾質(zhì)量

= kg/kmol

= kg/kmol

4、平均密度

⑴液相密度

=

塔頂： = =796.7

進(jìn)料板上 由進(jìn)料板液相組成 =0.102

=

=

=924.2

故精餾段平均液相密度=

⑵氣相密度

=

5、液體表面張力

=

=0.83817.8+(1-0.838)0.63=15.0

=0.10216.0+(1-0.102)0.62=2.20

=

6、液體粘度

=

=0.8380.55+(1-0.838)0.37=0.521

=0.1020.34+(1-0.102)0.29=0.295

=

以提餾段為例

平均摩爾質(zhì)量

塔釜 = 0.050 =0.0039

=0.05046.07+(1-0.050)18.02=19.42 kg/kmol

=0.003946.07+(1-0.0039)18.02=18.12 kg/kmol

提餾段的平均摩爾質(zhì)量

= kg/kmol

= kg/kmol

平均密度

塔釜，由塔釜液相組成 =0.0039

=0.01

=

∴ =961.5

故提餾段平均液相密度

=

⑵氣相密度

==

五 精餾段氣液負(fù)荷計(jì)算

V=（R+1）D=(2.32+1)15.25=50.63

== m

L=RD=2.3215.25=35.38

= m

六 提餾段氣液負(fù)荷計(jì)算

V’=V=50.63

=0.382 m

L’=L+F=35.38+74.83=110.2

=0.0006 m

七 塔和塔板主要工藝尺寸計(jì)算

1塔徑

首先考慮精餾段：

參考有關(guān)資料，初選板音距=0.45m

取板上液層高度=0.07m

故 -=0.45-0.07=0.38m

==0.0239

查圖可得 =0.075

校核至物系表面張力為9.0mN/m時(shí)的C，即

C==0.075=0.064

=C=0.064=1.64 m/s

可取安全系數(shù)0.70，則

u=0.70=0.71.64=1.148 m/s

故 D==0.645 m

按標(biāo)準(zhǔn)，塔徑圓整為0.7m，則空塔氣速為0.975 m/s

2 精餾塔有效高度的計(jì)算

精餾段有效高度為

=(13-1)0.45=5.4m

提餾段有效高度為

=(20-1)0.45=8.55m

在進(jìn)料孔上方在設(shè)一人孔，高為0.6m

故精餾塔有效高度為:5.4+8.55+0.6=14.55m

3 溢流裝置

采用單溢流、弓形降液管

⑴ 堰長

取堰長 =0.75D

=0.750.7=0.525m

⑵ 出口堰高

=

選用平直堰，堰上液層高度由下式計(jì)算

=

近似取E=1.03,則

=0.017

故 =0.07-0.017=0.053m

⑶ 降液管的寬度與降液管的面積

由查《化工設(shè)計(jì)手冊(cè)》

得 =0.17,=0.08

故 =0.17D=0.12 =0.08=0.031

停留時(shí)間 =39.9s (>5s符合要求)

⑷ 降液管底隙高度

=-0.006=0.053-0.006=0.047m

塔板布置及浮閥數(shù)目擊者及排列

取閥孔動(dòng)能因子 =9

孔速 ===8.07m

浮閥數(shù) n===39(個(gè))

取無效區(qū)寬度 =0.06m

安定區(qū)寬度 =0.07m

開孔區(qū)面積

R==0.29m

x==0.16m

故 ==0.175m

浮閥排列方式采用等腰三角形叉排

取同一磺排的孔心距 a=75mm=0.075m

估算排間距h

h===0.06m

八 塔板流體力學(xué)校核

1、氣相通過浮塔板的壓力降，由下式

⑴ 干板阻力 ==0.027

⑵ 液層阻力 取充氣系數(shù)數(shù) =0.5,有

==0.50.07=0.035

⑶ 液體表面張力所造成阻力此項(xiàng)可以忽略不計(jì)。

故氣體流經(jīng)一層浮閥塔塔板的壓力降的液柱高度為：

=0.027+0.035=0.062m

常板壓降

=0.062860.59.81=523.4(<0.7K,符合設(shè)計(jì)要求)。

淹塔

為了防止淹塔現(xiàn)象了生，要求控制降液管中清液層高度符合，其中

由前計(jì)算知 =0.061m,按下式計(jì)算

=0.153=0.153=0.00002m

板上液層高度 =0.07m,得：

=0.062+0.07+0.00002=0.132m

取=0.5,板間距今為0.45m,=0.053m,有

=0.5(0.45+0.053)=0.252m

由此可見：<，符合要求。

霧沫夾帶

由下式可知 <0.1kg液/kg氣

===0.069

浮閥塔也可以考慮泛點(diǎn)率，參考化學(xué)工程手冊(cè)。

泛點(diǎn)率=100%

=D-2=0.7-20.12=0.46

=-2=0.3875-20.031=0.325

式中——板上液體流經(jīng)長度，m;

——板上液流面積，；

——泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)，取0.126;

K——特性系數(shù)，取1.0.

泛點(diǎn)率=

=36.2% (<80%,符合要求)

九 塔板負(fù)荷性能圖

1、霧沫夾帶線

按泛點(diǎn)率=80%計(jì)

100%=80%

將上式整理得

0.039+0.626=0.0328

與分別取值獲得一條直線，數(shù)據(jù)如下表。

0.00035 0.00085

0.835 0.827

2、泛液線

通過式以及式得

=

由此確定液泛線方程。

=

簡化上式得關(guān)系如下

計(jì)算數(shù)據(jù)如下表。

0.00035 0.00055 0.00065 0.00085

0.8215 0.8139 0.8105 0.8040

3、液相負(fù)荷上限線

求出上限液體流量值（常數(shù)）

以降液管內(nèi)停留時(shí)間=5s

則

4、漏夜線

對(duì)于型重閥，由，計(jì)算得

則

5、液相負(fù)荷下限線

去堰上液層高度=0.006m

根據(jù)計(jì)算式求的下限值

取E=1.03

經(jīng)過以上流體力學(xué)性能的校核可以將精餾段塔板負(fù)荷性能圖劃出。如圖

由塔板負(fù)荷性能圖可以看出：

① 在任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷下的操作點(diǎn)

P（0.00083，0.630）（設(shè)計(jì)點(diǎn)），處在適宜的操作區(qū)內(nèi)。

② 塔板的氣相負(fù)荷上限完全有霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制。

③ 按固定的液氣比，即氣相上限=0.630 ，氣相下限=0.209 ，求出操作彈性K，即

K==3.01

十 精餾塔的主要附屬設(shè)備

1 冷凝器

（1）冷凝器的選擇：強(qiáng)制循環(huán)式冷凝器

冷凝器置于塔下部適當(dāng)位置，用泵向塔頂送回流冷凝水，在冷凝器和泵之間需設(shè)回流罐，這樣可以減少臺(tái)架，且便于維修、安裝，造價(jià)不高。

（2）冷凝器的傳熱面積和冷卻水的消耗量

熱流體為78.36℃的93%的乙醇蒸汽，冷流體為20℃的水

Q=qm1r1 Q=qm2r2

Q—單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量，J/s或W；

qm1, qm2—熱、冷流體的質(zhì)量流量，kg/s;

r1 ,r2—熱，冷流體的汽化潛熱，J/kg

r1=600 kJ/㎏ r2=775 kJ/㎏ qm1=0.153kg/s

Q=qm1r1=0.153×600000=91800J/s

Q=qm2r2=775000 qm2=91800

∴ qm2=0.12 kg/s

傳熱面積：

A=

==21.2

K取700W·m-2/℃

∴ A=

2 再沸器

（1）再沸器的選擇：釜式再沸器

對(duì)直徑較大的塔，一般將再沸器置于踏外。其管束可抽出，為保證管束浸于沸騰器液中，管束末端設(shè)溢流堰，堰外空間為出料液的緩沖區(qū)。其液面以上空間為氣液分離空間。釜式再沸器的優(yōu)點(diǎn)是氣化率高，可大80%以上。

（2）加熱蒸汽消耗量

Q=qm1r1 Q=qm2r2

Q—單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量，J/s或W；

qm1, qm2—熱、冷流體的質(zhì)量流量，kg/s;

r1 ,r2—熱，冷流體的汽化潛熱，J/kg

∵ r1=2257 kJ/㎏ r2=1333 kJ/㎏ qm2=0.43kg/s

∴ Q=qm2r1=0.43×1333=573.2 kJ/s=2257 qm1

∴ 蒸汽消耗量qm1為0.254 kg/s

表 浮閥塔板工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果

序號(hào) 項(xiàng)目 數(shù)值

1 平均溫度tm，℃ 86.93

2 平均壓力Pm，kPa 108.89

3 液相流量LS，m3/s 0.00035

4 氣相流量VS，m3/s 0.375

5 實(shí)際塔板數(shù) 33

6 塔徑，m 0.70

7 板間距,m 0.45

8 溢流形式 單溢流

9 堰長，m 0.525

10 堰高，m 0.053

11 板上液層高度，m 0.07

12 堰上液層高度，m 0.047

13 安定區(qū)寬度，m 0.07

14 無效區(qū)寬度，m 0.06

15 開孔區(qū)面積，m2 0.175

16 閥孔直徑，m 0.039

17 浮閥數(shù) 39

18 孔中心距，m 0.075

19 開孔率 0.147

20 空塔氣速，m/s 0.8

21 閥孔氣速，m/s 8.07

22 每層塔板壓降，Pa 700

23 液沫夾帶，（kg液/kg氣） 0.069

24 氣相負(fù)荷上限，m3/s 0.00356

25 液相負(fù)荷上限，m3/s 0.00028

26 操作彈性 3.01

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課程設(shè)計(jì)心得

通過這次課程設(shè)計(jì)使我充分理解到化工原理課程的重要性和實(shí)用性，更特別是對(duì)精餾原理及其操作各方面的了解和設(shè)計(jì)，對(duì)實(shí)際單元操作設(shè)計(jì)中所涉及的個(gè)方面要注意問題都有所了解。通過這次對(duì)精餾塔的設(shè)計(jì)，不僅讓我將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中，而且對(duì)知識(shí)也是一種鞏固和提升充實(shí)。在老師和同學(xué)的幫助下，及時(shí)的按要求完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，通過這次課程設(shè)計(jì)，使我獲得了很多重要的知識(shí)，同時(shí)也提高了自己的實(shí)際動(dòng)手和知識(shí)的靈活運(yùn)用能力。

以上就是關(guān)于化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書相關(guān)問題的回答。希望能幫到你，如有更多相關(guān)問題，您也可以聯(lián)系我們的客服進(jìn)行咨詢，客服也會(huì)為您講解更多精彩的知識(shí)和內(nèi)容。

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