浮阀板式精馏塔设计方案

1、浮阀板式精储塔设计方案第 1 章设计条件与任务1.1设计条件在常压操作的连续板式精储塔分离乙醇-水混合物。塔釜直接蒸汽加热，生产能力和产品的质量要求如下：生产能力：年处理乙醇-水混合液 35000 吨（300 天/年）原料：乙醇含 40%候量分数，下同）的常温液体分离要求：塔顶乙醇含量为 93%塔底乙醇含量为 0.35%操作条件：塔顶压力：4kPa（表压）；进料热状态：自选；回流比：自选；单板压降&0.7kPa。建厂地址：1.2设计任务1 全塔物料衡算、操作回流比和理论塔板数的确定。2 计算冷凝器和再沸器热负荷。3 计算精储段、提储段的塔板效率，确定实际塔板数。4 估算塔径。5 板式塔

2、的工艺尺寸计算，包括溢流装置与塔板的设计计算。6 塔板的流体力学性能校核，包括板压力降、液面落差、液沫夹带、漏液及液泛的校核。7 绘制塔板的负荷性能图。塔板的负荷性能图由液相负荷下限线、液相负荷上限线、漏液线、液沫夹带线和溢流液泛线确定。8 塔的结构确定，包括塔体结构与塔板结构。塔体结构：塔顶空间，塔底空间，人孔（手孔），支座，封头，塔高等。塔板结构：采用分块式塔板还是整块式塔板。9 塔的附属设备选型，包括塔顶冷凝器、塔底（蒸储釜的换热面积，原料预热器的换热面积与泵的选型（视情况而定）。10 精微塔各接管尺寸的确定。11 绘制精储塔系统工艺流程图。12 绘制精储塔装配图。13 编写设计说明书。

3、14 计算机要求：编写程序、CA3 图等。15 英语要求：撰写英文摘要。16 设计说明书要求：逻辑清楚，层次分明，书写工整，独立完成。第 2 章设计方案的确定图 2/板式精储塔的工艺流程简图第 3 章精储塔的工艺设计3.1全塔物料衡算3.1.1原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数wD,M；XD=dwD1wD贰MBAB934693746布0.839XF=WFMAwF1wF4046406046180.207WWx_M.A_xWAWW1WWMAMB54659546180.023.1.2 原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量MFXFMA(1-XF)MB23.79kg/kmol3.1.33.1.4MD物料衡

4、算进料处理量物料衡算XDMAXwMA(1-XD)MB(1-Xw)MBF350001000/(30024总物料衡算（直接蒸汽加热）：FSWD轻组分（乙醇）衡算：FXFWXWDXD由恒摩尔流假设得：SLD3.2实际回流比41.492kg/kmol18.56kg/kmol23.79)204.33kmol/h1.%2.%32.%2.%33.%2.%34.%2.%35.%2.%36.%2.%3由数据手册查的乙醇-水的物系汽液平衡数据如下:表 3.1 常压下的乙醇-水的气液平衡数据t/xyt/xy1000081.50.32730.582695.50.0190.1780.70.39650.6122890.0

5、7210.389179.80.50790.656486.70.09660.437579.70.51980.659985.30.12380.470479.30.57340.684184.10.16610.508978.740.67630.738582.70.23370.544578.410.74720.781582.30.26080.55878.150.89430.89423.2.1 最小回流比及实际回流比确定根据 101.325KPa 下，乙醇-水的汽液平衡组成关系绘出乙醇-水 t-x-y 和 x-y 图，因为乙醇-水相平衡线具有下凹部分，在操作线与平衡线的交点尚未落到平衡线上以前，操作线已于

6、平衡线相切，所以采用从（XD.XD）做相平衡线下凹部分做切线，切线的斜率即为 Rmin/Rmin+1,由此可求出 Rmin由程序得到（见图 3.2）:由下图可得Rmin/Rmin+1=0.618Rnin=1.62确定回流比R=（1.1-2.0）FU通过尝试比较板数初步取实际操作回流比为理论回流比的 1.7 倍：R=1.7FU=2.78Rin10.90.81*J0.70.60.5/70.40.30.20.1000.10.20.30.40.50.60.70.80.91图 3.2 最小回流比的确定求解得到：F=204.33kmol/hD=42.63kmol/hS=161.49kmol/hW=323.

7、19kmol/h3.6.1操作线方程RXr(1)精微段操作线方程：ynxn1D-0.736xn10.2214(3.10)R1R1(2)提储段操作线方程：yn1xn-xw2.0013xn-0.0404(3.11)SS3.6.2汽、液相负荷计算(1)精微段：V(R1)D161.49kmol/h(3.12)LRD118.51kmol/h(3.13)(2)提福段：VV(1q)F(R1)D161.49kmol/h(3.14)LLqFRD+qF323.19kmol/h(3.15)理论塔板数确定通过 Excel 程序，根据相平衡线和精储段和提福段段操作线方程做 Excel 程序，直到与板块的液体组成小于 0

8、.02 为止，由此，得到理论板 16 块，加料板为第 15 块理论板。(由程序可以得到每一块理论板上乙醇汽液组成)如下：表 3.3 每块板的气液组成xy0,0.18680.1868,0.59550.5955,0.894110.82520.83870.09022.40110.825220.81200.82880.08922.24470.812030.79880.81900.08812.09970.798840.78540.80930.08711.96240.785450.77130.79940.08601.82970.771360.75610.78910.08491.69850.756170.7

9、3920.77790.08371.56580.739280.71980.76550.08241.42860.719890.69660.75120.08081.28300.6966100.66720.73410.07901.12480.6672110.62740.71240.07670.94840.6274120.56860.68320.07350.74770.5686130.46920.63990.06890.51890.4692140.27370.56670.06100.27370.2601150.08900.42280.04550.0890-0.3456160.01480.13780.01

10、480.0246-2.6519实际塔板数确定式中：一一塔顶与塔底平均温度下的相对挥发度L塔顶与塔底平均温度下的液相粘度mpas(1)精福段:ET0.49(L)0.245精微段平土温度：t1tDtF278.387.482.9C在图 3.1 中查的，该温度下乙醇在液相组成为XI0.224,汽相组成为数据手册中查的该温度下乙醇的黏度A10.402mpas,水的粘度;乙醇和水的相对挥发度yi/xi0.5440/0.224(1-y1)/(1-x1)(1-0.5440)/(1-0.224)y10.5440；B10.342mpas4.13(3.17)液相粘度:igLI0.224lg0.4020.776lg0

11、.3421L10.355mpas塔板效率:ET10.49(aL)2450.46实际塔板数:NT14Np1T31pET0.46故精储段实际塔板数为NP131块。(1)提福段:提储段平均温度：t2tWtF2965叼491.9C在图 3.1 中查的，该温度下乙醇在液相组成为X20.0484,汽相组成为数据手册中查的该温度下乙醇的黏度A20.345mpas,水的粘度y0.2913；0.302mpas；塔板效率:实际塔板数:丫2仅2a2(1-y2)/(1-X2)0.2913/0.04840”8.080.7087/0.952lgL20.0484lg0.3450.952lg0.302L2ET1NP20.30

12、2mpas0.49(a、-0.245L)0.394NT1ET21213故提福段实际塔板数为NP23块。全塔所需要的实际塔板数：NpNPINP234块，加料板位于第 32 块。NT1161全塔效率：ETNT1144.1%Np34精储塔的工艺条件及有关物性数据计算1操作压力计算塔顶操作压力：PD101.34105.3kPa；每层塔板压降：P0.7kPa;进料板的压力：pF105.30.731127kpa塔底的压力：Pw105.30.734129.1kpa(1)精微段平均压力：pm1匹_些105.3127116.15kpa22(2)提储段平均压力：pm2型_些129.1127128.05kpa221

13、操作温度计算塔顶温度：tD78.3C进料板的温度：tF87.4C塔底的温度：tW96.5C(1)精微段平均温度：tm1-DF-78.387.482.9C22(2)提储段平均温度：tm2tWF96.587.4919C223.5.3 平均摩尔质量计算塔顶平均摩尔质量：MLDmXDMA(1XD)MBMLDm0.8252460.174818MLDm41.11kg/kmolMVDmyDMA(1yD)MBMVDm0.8387460.161318MVDm41.48kg/kmol(3.21)进料板平均摩尔质量:MLFmxFMA(1XF)MB(3.23)MLFm0.089460.91118MLFm20.49kg

14、/kmolMvFmYFMA(1YF)MBMVFm0.4228460.577218MVFm29.84kg/kmol塔底平均摩尔质量：MLWmxWMA(1xW)MBMLWm0.0148460.985218MLWm18.41kg/kmolMVWmYWMA(1YW)MB(3.24)(3.25)(3.26)MVWm0.1378460.862218MVwm21.86kg/kmolMLm1MLDmMLFm41.1120.4922MVm1MVDmMVFm41.4829.8422(2)提福段平均摩尔质量:MLm2MLWmMLFm18.4120.4922MVm2MVWmMVFm21.8629.84223.5.4

15、平均密度计算气相平均密度计算：由理想气体状态方程， 即(1)精微段平均摩尔质量:PmMVm30.80kg/kmol35.66kg/kmol19.45kg/kmol25.85kg/kmolVmRTm液相平均密度计算:Lmi为该物质的质量分数aD0.9230.825246(10.8252)18(2)提储段平均密度:LwmLFm(949.2908.1)Lm2928.65kg/m22Vm2Pm2MVm2/(RTm2)a(3.32)塔顶平均密度计算：由tD78.3C,查手册得A740.0kg/m3,972.92kg/m30.825246aD/A(1aD)1B750.4kg/m3进料板平均密度计算：由tF

16、87.4C,查手册得A730.5kg/m3B966.9kg/m3质量分数:aF0.08946八”0.200.08946(10.089)18LFmaF/A(1aF)/B3908.1kg/m塔底平均密度计算：由tw96.5C,查手册得A721.5kg/m3,B960.8kg/m3(1)精微段平均密度:awLWmLm1Vm10.0148460.0370.014846(10.0148)181aW/A(1LDmLFm2Pm1Mvm1/(RTm1)3949.2kg/maW)/B(750.4908.1)3829.25kg/m2(3.34)Vm1(116.1530.8)/8.314356.05Vm11.209

17、kg/m3(3.36)(128.0525,85)/8.314365.053Vm21.091kg/m3.5.5 液体平均表面力计算对于二元有机物-水溶液表面力可用下试计算:式中：下标 W 表小水，O 表布有机物;1/4msW1/4W1/4sOO(3.37)并用下列关联式求出sW,s,sOig(sWsO10.441(q.T)(OV13xWVW/(xWVWXOVO.(xWVWqxOVO)XOVO)WVVT)(3.38)Vm2表示水的摩尔体积;VO有机物的摩尔体积。(1)精福段平均表面力：由tm182.917.0mN/m；w61.6mN/mq2x10.224y10.54401000Mo10004673

18、4.853.62.6cm/mol1000Mw100018969.1518.6cm3/molxwVw0.77618.6XwVwXoVo0.77618.60,22462.60.507XoVoXwVwXoVo0.22462.60.4930.77618.60,22462.62-ig(w/o)ig0.521-0.283V2/30.441(q/T)(ooqwVw2/3)0.441(2/356.05)(2/32/3、61.618.6)Q0.407BQlg(，/SO)-0.283-0.407lg(：w/SO)Sw/SO0.20416.2mN/m；w59.6mN/mq2-0.703SO)0.695-0.703l

19、g(SW/SO)x20.0484y20.2913Vo1000Mo100046725.863.63.4cm/molVw1000Mw100018963.993,.18.7cm/molXwVwXwVwXoVoXoVoXwVwXoVo0.951618.70.951618.70.048463.40.048463.40.951618.70.048463.4lg(w2/o)lg4.950.6950.8530.1470.441(q/T)(V2/3ooV2/3)wVw)联立式(1)(2)得:sWsO1(1)SO0.982SW0.615SO0.385SW1SO1(1)联立式(1)(2)得：SW0.361SO0.6

20、391/4m0.36161.60.250.639170.25得：m28.42mN/m(2)提福段平均表面力：由tm291.9C,查表得:lg(，/0.61559.60.250.38516.20.25m37.90mN/m3.5.6 液体平均黏度计算液体平均黏度计算公式：igLmxigi(3.39)塔顶平均黏度计算：由tD78.3C,查手册得A0.435mpas,B0.369mpas得到：LD0.423mpas进料板平均黏度计算：由tF87.4C,查手册得A0.381mpas,B0.301mpas得到：LF0.307mpas塔底平均黏度计算：由tW96.5C,杳手册得A0.328mpasB0.26

21、9mpas得到：LW0.270mpas(1)精储段液体平均黏度：Lm1(LDLF)/20.365mpas(2)提储段液体平均黏度：Lm2(LWLF)/20.289mpas3.6精储塔的塔体工艺尺寸计算1.4塔径计算(1)精福段LMLm13LSI1Lm10.00123m/s3600Lm1、，VIMVm13,VS11.324m/s3600Vm1查史密斯关联图，横坐标为：LS1(Lm1)1/20.00123(829.25)-0.50.0243VSIVm11.3241.209取板间距HT0.4m,板上液层高度hL0.05m则：HThL0.35m查图得：C200.072CC2O(m1)0.20.072(

22、28.42严0.07720201/4m(2)提福段提储段的气、液相体积流率为:L2MLm230.00188m/s3600Lm2V2MVm2321.063m3/s3600Vm2u0.7u0.99m/smax截塔面积为:AT-D21.13m24maxCjE-入0.077、829.25-1.209，2.02m/sVm11.209取安全系数为 0.7,则空塔气速为:u0.7umax1.41m/sD41.324u.3.141.411.09m按标准塔径圆整后为:D1.2m截塔面积为:AT4D21.13m2实际空塔气速：uVs1AT1.3241.17m/s1.13查史密斯关联图，横坐标为:LS2VS2(Lm

23、2)1/2Vm20.001881.063(928.65)-0.50.0521.091取板间距HT0.3m,板上液层高度hL0.05m则：HThL0.25m查图得：C200.043m20237.9002CC20()0.043()20200.049取安全系数为Lm2-Vm2umaxC.Vm2928.65-1.0910.0491.43m/s1.0910.7,则空塔气速为:LS2VS2按标准塔径圆整后为:41.0631.17m3.140.99实际空塔气速：uVs21.0630.94m/sAT1.133.6.2 精储塔有效高度计算(1)精微段有效高度Zi(Np1-1)HT300.412m(2)提储段有效

24、高度Z2(NP2-1)HT20.30.6m在进料板上方开一个人孔，其高度为 0.5m,故精储塔有效高度ZZ1Z20.513.1m第 4 章塔板工艺尺寸的计算4.3 精微段塔板工艺尺寸的计算4.3.1 溢流装置计算因塔径 D=0.9m,可选用单溢流弓形降液管，采用凹型受液盘。各项计算如下:4.3.1.1堰长lw取lw0.60D0.72m4.3.1.2溢流堰高度how由hwhLhow,堰上液层高度:所以选用平直堰，取板上清液层高度hL50mm，故hwhw0.0405m4.3.1.3弓形降液管宽度Wd和截面积Af由lw/D0.60查弓形降液管参数图得：A0.055;Wd0.12ATD2Af0.055

25、AT0.0551.130.0622m2验算液体在降液管中停留时间，即:故降液管设计合理。4.3.1.4降液管底隙高度h0LS1.lwu0故降液管底隙高度设计合理，选用凹形受液盘，深度hw80mm。4.3.2 塔板设计4.3.2.1塔板分块因为D1200mm,故塔板采用分块式且分为三块。4.3.2.2边缘区宽度确定how2.84L2/3E(一)1000lw2.844.43:1()30.0095m0.006m10000.72(4.1)Wd0.12D0.121.20.144mAffLSI0.06220.40.0012320.2s5sh0(4.2)取u00.07m/s,则h0.001230.720.0

26、70.0244m(0.02:0.025)m取WSWs0.06m,Wc0.05m4.1.2.3 鼓泡区面积的计算鼓泡区面积Aa计算:D-(Wd+Ws)=0.6-0.06+0.144=0.396mD-Wc=0.6-0.05=0.55mAa22(x.r2x2arcsin180X)r(4.3)(4.4)Aa2(0.396.0.5520.3962邛0.552arcsin咏1800.55Aa0.7883m2所以，Aa0.7883m24.1.2.4 阀孔计算及其排列浮阀的形式有很多种，采用Fi型重阀,直径均d00.039m阀孔数目U0011F0111.20910.004m/s浮阀按等腰三角形排列取孔中心距：

27、取整 t=0.09m作图得实际阀孔数为Uo4Vs3.14d02Aa0.075N114 个,4VSU041.3241113.140.039210.0040.78830.0947m0.075111重新核算以下参数:41.32422don3.140.039=9.722m/s114动能因数：FO9.722J1.20910.69动能因数在 9-12 之间，合适。开孔率为:20.0392111()11.7%1.2(4.7)4.2提储段塔板工艺尺寸设计(4.54.2.1.1 溢流堰高度how由hwhLhow,选用平直堰，堰上液层高度:取板上清液层高度hL50mm，故hwhLhow0.0374m1.3弓形降液

28、管宽度Wd和截面积Af由lw/D0.60查弓形降液管参数图得：A0.055;Wd0.12ATDAf0.055AT0.0551.13=0.0622m2Wd0.12D0.144m验算液体在降液管中停留时间，即:故降液管设计合理。1.3降液管底隙高度h0取u00.07m/s,则h00.0373m故降液管底隙高度设计合理，选用凹形受液盘，深度hw80mm。4.2.2 塔板设计边缘区宽度确定取双W0.06m,Wc0.05m鼓泡区面积的计算鼓泡区面积Aa计算：Dx-(Wd+Ws)=0.6-0.06+0.144=0.396mDr-Wc=0.6-0.05=0.55m2222r_.X、Aa2(xrxarcsin

29、)180r2.84(L2)2/31000(4.8)AfHT0.06220.39.9s5sLS10.00188(4.9)(0.02:0.025)m(4.3)(4.4)2.84d110000.0126mlwu0(2)气体通过液层的阻力(00.45)(4.13)4.3塔板的流体力学性能的验算37-Numbered_ed355d03-6be3-4ce1-9a91-2b7fa8f4%51476-Numbe 精微段愀 一甀洀戀攀爀攀搀开攀搀戀 愀攀愀 搀搀 愀搀昀昀挀挀挀 一甀洀戀攀爀攀搀开戀挀挀搀 搀 搀 昀攀愀愀愀 01521 一甀洀戀攀爀攀搀开昀戀戀攀搀 戀 戀 愀挀攀 愀愀攀愀戀 一甀洀戀攀爀攀搀

30、开挀板压降核算(1)干板阻力hc计算阀片Aa2(0.3960.5520.39623.141800.552arcsin睫)0.55Aa20.7883m所以，Aa0.7883m24.1.2.4 阀孔计算及其排列浮阀的形式有很多种，采用Fi型重阀, 直径均 do=0.039mF011UOF01110.531m/s1.091阀孔数目4vs23.14do2Uo41.0633.140.039210.53185(4.14浮阀按正三角形排列取孔中心距:,0.907Aad00.1239m,AO(4.15取整 t=0.1m作图得实际阀孔数为83 个，重新核算以下参数:4VS41.063Uo=2d：n3.140.0

31、392一二10.726m/s动能因数：FO10.726J1.06311.05动能因数在 9-12 之间，合适。开孔率：(4.16)UOUOCU010.726m/s9.47m/s(4.17)2hc5.34见2g,10.0041.2095.340.03975r柱29.8829.25(4.18)859%1.u0c73.11.2091.825U。10.531m/s故本设计合理。过量雾沫夹带核算ZL=D-2Wd=0.912mAbA2Af1.0056m查泛点负荷因数cf0.1k=1Vs;v1.36LSZLFLv0.5180.8严重漏液核算FOuo二二9.722120910.695不会发生严重漏液现象4.3

32、.2 提福段塔板压降核算(1)干板阻力hc计算阀片(3)液体表面力阻力计算气体克服表面力照成的阻力很小可以忽略不计气体通过每层塔板的液柱高度：hphchl0.0623m气体通过每层的压力降为：PhpLm1g507PaUochc5.34-u0-5.3410.5311.0910.0355ng柱（4.18）2gL29.8928.65（2）气体通过液层的阻力（00.45）h1=0hwh=0.450.05=0.0225 液柱（3）液体表面力阻力计算气体克服表面力照成的阻力很小可以忽略不计所以气体通过每层塔板的液柱高度：hphc。0.058m气体通过每层的压力降为：PhpLm1g527Pa5不会发生严重漏

33、液现象4.4塔板的负荷性能图精微段4.4.1.1 漏液线:VSmin-C02N5=0.0391145=0.619的4v4.1.2092d1E0.667lw31.204222/3Vsmin27.16821933.7LS253.27LS2/3=6.5234s,iminss精微段负荷性能图:(4.31)4.4.1.2 液沫夹带线:(F=0.8m)Vs1.209829.251.2091.36Ls0.9120.111.00560.8Vs2.11032.461Ls(4.32)液相负荷下限：(hw0.006m)2.84Ls,min2/3howE()=0.0061000lwLs,min0.0006133m7s

34、液相负荷上限：(5s)AfHT0.06220.4Ls,max53.Lmax0.0049m/ss,max4.4.1.5 液泛线(4.33)(4.34)1.91105一0.0226LN2bT1hw0.1620.15322lwh0495.74.4.2 提福段漏液线:液沫夹带线：(F=0.8m)Vs2.34636.16Ls液相负荷下限：(h0w0.006m)3由图得到Raxs,iIiax2.0113/8,乂,min0.6191/s操作弹性为:Vs,max3.25s,min284E(J2/3=0.0061000M,min(4.31)Vs1.091928.651.0911.36Ls0.912s0.111.

35、00560.8(4.32)-ct2N5=-0.039=0.4763/81Ls,min0.0006133川为4.4.1.4 液相负荷上限：（5s）Ls,maxAM0.06220.3,max0.0037m3/s(4.34)4.4.1.5 液泛线一一51.911050.0326V.2s,min提福段负荷性能图:0.153iWh?1hw212.1E0.667-l0.1151F1.204w22/33.6986819.9Ls238.7Ls图 4.1 提微段负荷性能图3m3由图得到“max1.654m3/s,Vs,min0.476ni/s操作弹性为:(4.35)第 5 章板式塔的结构塔体结构筒体壁厚选 6m

36、m 所用材质为A封头本设计采用标准椭圆封头，由公称直径 D=1200M 值标准得其厚度为 6mm5.1.3 塔顶空间塔的顶部空间高度是指塔顶第一层塔盘到塔顶封头的直线距离，塔顶部空间高度为(1.5:2.0)HT,即：H顶2HT0.8m5.1.4 塔底空间塔的底部空间高度是指塔底最末一层塔盘到塔底下封头切线的距离，釜液停留时间取 8min,釜液上方的气液分离空间高度取 1.5m。Ls0.00188m3/sH底1.50.7992.299m5.1.5 人孔由于 D=1200mm1000mm 所以每 6-8 层塔板设一个人孔。本塔一共有 34 块塔板，可设 5 个人孔，每个直径为 450mm 其中取人

37、孔的板间距增至 600mm 裙座上设置 2 个人孔，每个直径为 450mm5.1.6 支座直径为 50mm 的排气孔，2 个直径为 450mm1 勺人孔。5.1.7 塔高Hn精微段HT1n提储段HT2nFHFnpHpHDHBH1H2,max3.74s,min4Lstd20.001888604_23.141.20.799m由于本塔为直接蒸汽加热，无再沸器，所以支座高度取2nl 又因为 D=1200mm 所以支座开 4 个第 6 章精微装置的附属设备6.1回流冷凝器出料液温度：78.3C(饱和蒸汽)一一 78.3C(饱和液体)塔顶气体：冷凝水 20C-36CMDxAMA(1xA)MB41.11kg

38、/kmol汽化热：rA969.57kJ/kgrB2450kJ/kgXA0.8252rXAA(1XA)B1228.35kJ/kg传热量：qmVMDR1DMD6638.85kg/hQrqm8.15106kJ/h平均温度 28c 下水的比热CD4.176KJ/KgK于是冷凝水用量:pc(6.1)(6.2)(6.3)qmQCpc(t2-t1)8.151064.203(36-20)360033.66kg/st83.32063.30CqFCPtKAtm解得换热面积A21.53m26.3原料泵列出液体进口和出口两截面的机械能衡算方程，以求所需压头取H=(1.051.2)He 计2(1.051.2)(zp/(

39、g)u2/(2g)Hf12)据操作条件，p0,u0,z1.2H1.21.31.56m温度推动力:tm二tit258.3-42.31nsln=49.87C58.3(6.4)42.3-2_KAtmK 取700Wm/C所以传热面积:8.151063.670049.8764.8m26.2原料预热器原料预热温度：20C83.3C（泡点温度）采用 120C 过热饱和蒸汽加热平均温度：t2083.350.150C2平均温度下查表得CPA2.8kJ/kggK;CPB4.2kJ/kggK;XF0.207则：CPxFCPA(1xF)CPB3.91kJ/k/(6.6取总传热系数：K700w/m2gcqFVMF384

40、1.85kg/htm=10036.7ln336.763.10CH。由于存在误差,(6.7)1.2z1.87m,u=2m/s,d=0,029m,p=50,7=3.5kPa初步设计输送管路上安装有 90标准弯头 3 个，闸阀 2 个，则Redu/0.0292869.6/(0.69103)1.37105(湍流)取管壁绝对粗糙度0.25mm/d0.25/0.0290.006查表：摩擦系数入与雷诺数 Re及相对粗糙度 E/d 的关系图知：入=0.032 查表得有关管件的局部阻力系数分别是：90标准弯头 E=0.75,闸阀(全开)七二 0.17,进口突然收缩 E=0.5,贝U：Hf12(1/d)u2/(2

41、g)(6.8)2(0.0327.8/0.0290.7530.1720.5)22/(29.81)2.29mHe计(zp/(g)u2/(2g)七一)(6.9)1.560.38702.294.237m取H1.2He计贝U：H1.24.2375.0844m液体流量：qv(1.11.2)qv#qv计1.2360018/869.55.7m3/h依此查文献7,可选型号为 IS50-32-125 的离心泵6.4蒸储釜选用 120c 饱和水蒸气加热，传热系数 K 取查塔釜温度下:rA949.57kJ/kgrB2437.5kJ/kg料液温度：96.5C100C,水蒸气温度:120c.120C逆流操作：则QWr2r

42、2t120Ct223.5Ctmt2In4L22023.5,20In23.521.70C6.3塔釜釜液体积流量为Ls0.00188m3/s,取釜液在釜的停留时间 8min,装填系数取 0.5,h/塔釜直径 D=2:1。塔釜液量LWLst=0.00188860=0.9024m3塔釜体积VWLW/0.5=0.90240.5=1.8048m3D(2VW/)1/3=(21.8048)1/3=1.0476m第 7 章接管尺寸的确定蒸汽接管塔顶蒸汽出料管31.209kg/mxA0.0148ArxArA(1xA)rB2415.48kJ/kg(6.2)QLMlwr323.1918.412415.481.4410

43、7KJ/h因为设备蒸汽热损失为加热蒸汽供热量的 5%所以所需蒸汽的质量流量为:Qqmhrr-加热蒸汽的冷凝潜热，KJ/kg5949.93(10.05)2263.086668.14kg/htm1.441073.670021.72263.3m2塔釜高VWd242dd32塔釜高度h2d=21.0476=2.0952m塔顶的蒸汽出料体积流量为VMSD1.324m/s采用直管，取出口气速161.4935.66VS1.20920m/s,则：41,324.0.290m290mm;3,1420查表取325mm8mm,管实际气体流速ufV218.74m/s。D27.1.2 加热蒸气鼓泡管取适当流速u19m/s则

44、管径:7.2液流管7.2.1 进料管0.2071-0.207735.2970.23f909.9kg/m取管流速UF2.0m/s则进料管管径:C4VLF40.0015DLF0.031m31mm,UF3.142.0查表取32mm3mm,管实际气体流速口=/咚1.99m/sD27.2.2 回流管回流液体积流量为VSlWMLW进入塔的水蒸气体积流量为VsoSM水PMRT129.1188.314(273.1596.5)0.7561Vso161.491836000.75611.0679m3/s查表取273mm0.2675m267.5mm8mm,管实际气体流速u=4V118.24m/s。加塔原料的体积流量为

45、VLFFMLFLF进料温度tf83.3C,在此温度下33A735.2kg/mB970.2kg/m贝UVLF204.3323.793600909.90.0015m/sDd41,0679-193d750.4kg/m3118.5141.113,VSl0.0018m/s3600750.4取回流液流速为ul2.0m/s则回流管管径：c4VT40.0018DL.0.034m34mmUI.3.142.0查表取38mm3mm,管实际气体流速u1.59m/sD27.2.3 塔釜出料管w928.65kg/m3VLw323.1918.410.0018m/s3600928.65取釜液出口管管速为Uw1.5m/s则釜液

46、出口管管径:4VLT4-0.0018Dw0.039m39mmUw-3.141.5查表取45mm3.5mm,管实际气体流速u1.13m/sD2塔釜出料的体积流量为VLwWMLWw第 9 章设计结果汇总表 9.1 精储塔工艺设计计算结果表项目符号单位精福段提福段平均温度tmC82.991.9平均压力PmKPa116.15128.05自相流里Vsm3/s1.3241.063液相流量Lsm3/s0.001230.00188实际塔板数313有效段高度Zm塔径Dm1.21.2板间距HTm0.40.3溢流形式单溢流降液管形式弓形堰长Iwm0.720.72堰局hwm0.04050.0374板上液层局度hLm0

47、.050.05堰上液层高度howm0.00950.0126降液管底隙高度h0m0.02440.0373安定区宽度Wsm0.0060.006边缘区宽度Wcm0.0050.005开孔区面积Aam20.78830.7883浮阀直径dm0.0390.039孔数目n个11185孔中心距rm0.10.1开孔率%11.79阀孔临界气速um/s9.4710.01阀孔气速U0m/s10.00410.531泛点率F%1111每层塔板压降PKPa0.5070.527降液管停留时间S20.29.9液相负荷上限Ls,maxm3/s0.00490.0037液相负荷卜限Ls,minm3/s0.00061330.0006133气相负荷上限Vs,maxm3/s2.1102.346气相负荷卜限Vs,mi