化工原理课程设计说明书学霸加强版酒精连续精馏塔的设计

设计者指导设计者指导老师专业名称所在学院提交日期UDC 密级 学 号化工原理课程设计酒精连续精馏塔的设计 酒精连续精馏板式塔的设计 目录\l“_TOC_250048“第一局部设计任务书 4\l“_TOC_250047“题目 4\l“_TOC_250046“原始数据 4\l“_TOC_250045“任务 4\l“_TOC_250044“作业份量 4\l“_TOC_250043“其次局部工艺流程图流程方案的说明与论证 5\l“_TOC_250042“工艺流程图 5\l“_TOC_250041“设计方案确实定 6\l“_TOC_250040“方案的说明 6\l“_TOC_250039“第三局部设计计算与论证 7\l“_TOC_250038“工艺条件和物性参数计算 7\l“_TOC_250037“物料衡算,求最小回流比,适宜回流比,理论塔板数 7\l“_TOC_250036“计算全塔效率并算出实际塔板数 7塔的工艺条件及物料数据计算 8\l“_TOC_250035“塔的主要工艺尺寸计算 13\l“_TOC_250034“计算塔径 13溢流装置设计 13塔板布置及浮阀数目与排列 15\l“_TOC_250033“浮阀塔板的流体力学验算 18\l“_TOC_250032“气相通过浮阀塔板的压强降 18\l“_TOC_250031“2)淹塔 18\l“_TOC_250030“3)雾沫夹带 19\l“_TOC_250029“塔板负荷性能图 20\l“_TOC_250028“雾沫夹带线 20\l“_TOC_250027“漏液线 20\l“_TOC_250026“液相负荷上限 20\l“_TOC_250025“液相负荷下限 20液泛线 21作出负荷性能图 21\l“_TOC_250024“塔的关心设备设计 22\l“_TOC_250023“预热器 22\l“_TOC_250022“冷却器 23\l“_TOC_250021“全凝器 24\l“_TOC_250020“全凝器的校核 24\l“_TOC_250019“进料泵 25\l“_TOC_250018“冷却水泵 25\l“_TOC_250017“主要接收尺寸计算 26\l“_TOC_250016“进料管 26\l“_TOC_250015“回流管 26\l“_TOC_250014“釜液出口管 26\l“_TOC_250013“塔顶蒸汽管 272 酒精连续精馏板式塔的设计 \l“_TOC_250012“塔釜蒸汽管 27\l“_TOC_250011“塔总体构造 28\l“_TOC_250010“塔封头确实定 28\l“_TOC_250009“塔壁厚 28\l“_TOC_250008“3)塔高 28\l“_TOC_250007“塔具体构造设计 29\l“_TOC_250006“鼓泡管设计 30\l“_TOC_250005“除沫器的选择 30\l“_TOC_250004“第五局部设计心得 32\l“_TOC_250003“第六局部参考资料 33\l“_TOC_250002“第七局部附录 34\l“_TOC_250001“VB程序界面及运行结果 341)界面 342)运行结果 35\l“_TOC_250000“VB程序源代码 363 酒精连续精馏板式塔的设计 题目酒精连续精馏板式塔的设计原始数据33％〔质量330C;92％〔质量350C;生产力量：日产酒精〔指馏出液〕36000kg;3.6kgf/cm2;0.2940.04％〔质量〕任务所必需的仪表和装置。〔包括塔板压降、淹塔的校核及雾沫夹带量的校核等。作出塔的操作性能图、计算其操作弹性。确定与塔身相连的各种管路的直径。选型，假设承受直接蒸汽加热，需确定蒸汽鼓泡管的形式和尺寸。其它。作业份量号及数量等。塔装配图〔1；塔板构造草图；工艺流程图4 酒精连续精馏板式塔的设计 其次局部工艺流程图流程方案的说明与论证工艺流程图5 酒精连续精馏板式塔的设计 设计方案确实定塔板类型：选用F1型重阀浮阀塔.浮阀塔兼有泡罩塔和筛板塔的优点，而且操作弹性大，操作敏捷，板间压结够简洁简洁安装，操作费用较小，又由于轻阀泄漏量大，故承受重阀。操作压力：常压精馏对于酒精－水体系，在常压下已经是液态，且不是热敏性物质，所以选用常尤其是真空操作不仅需要增加真空设备的投资和操作费用，而且由于真空下气体体积增大，需要的塔径增加，因此塔设备费用增加。综上所述，我们选择常压操作。进料状态：泡点进料和提馏段塔径一样，设计和掌握比较便利。加热方式：承受直接蒸汽加热的体系，这样就适用于酒精－水体系。直接蒸汽加热的优点是：可以利用压力较低的蒸汽加热，塔釜只需要安装鼓泡管，可以节约设备费用和操作费用，满足经济上的要求。回流方式：泡点回流泡点回流易于掌握,设计和掌握时比较便利,而且可以节约能源.热能的利用：塔釜残液作为原料预热热源。方案的说明水作为冷却剂，通入全凝器和冷却器对塔顶蒸汽进展冷凝和冷却。从预热器、全凝器、冷却器出来的液体温度分别50-60℃、3535℃左右，可以用于民用热澡水系统或输往锅炉制备热蒸汽重复利用。料液先通过离心泵送往高位槽，再通过阀门和转子流量计掌握流量使其满足工艺要求。该精馏塔利用高温的釜液与进料液作热交换，以同时完成进料液的预热和釜液的冷却，经过热量与物料衡算，设想合理。釜液完全可以把进料液加热到可用与其他用途，即使直接排放也不会造成热污染。利用；不用再沸器削减设备费用等。800mm，担忧装人孔，6 酒精连续精馏板式塔的设计 工艺条件和物性参数计算物料衡算,求最小回流比,适宜回流比,理论塔板数D=12023Kg/day=14.062kmol/h依据物料衡算D=12023Kg/day=14.062kmol/hF=93.526kmol/hW=79.464kmol/hx=0.12643Fx=0.83868Dx=0.0003915WR＝1.7min3.02217518块计算全塔效率并算出实际塔板数x=0.83868，y=0.84838D Dt＝78.34C,挥发度1

＝1.0756,1

0.46mPas

查《传质与分离工程》P351x=0.12643，y＝0.4711

依据x，用内F Ft＝85.38C,挥发度2

＝6.1544,2

0.42

mPas

用公式x=0.0003915，y＝0.00357W w

y(1x)x(1y)7 酒精连续精馏板式塔的设计 求算挥发度 查《流体力学t＝99.99C103C)3

与传热》P257挥发度

＝9.1831,3

0.32mPas

液体年度共线图求粘度平均相对挥发度：312312331.07566.15449.1831m平均粘度：31312330.460.420.32m计算全塔效率E=0.49(l)0.245T l计算实际塔板数

3.93200.4mPas=0.49932042454385N=〔N－1〕/E＝〔22-1〕/0.4385=47.89p T T精馏段：N=P/0.4385=17/0.4385=38.771提馏段：N=N-N2 p 1取实际总板数Np=48块板，精馏段板数取39块，进料板在第40塔的工艺条件及物料数据计算aPm承受常压精馏。P2D

101.3KPa，取每层压强降为P0.5KPaPW

P P48101.30.548125.3KPaDPF

P P39101.30.539120.8KPaD全塔平均操作压强：P P 101.3125.3P D Wm 2

2 113.3KPa精馏段平均操作压强：P P 101.3120.8P D Fm 2

2P

111.1KPa120.8125.3Pm

F W 2

2 123.1KPa温度8 酒精连续精馏板式塔的设计 tD

78.34CtF

85.38C塔釜：t 103CW

t t 78.34103全塔平均温度：t m

D2W 2 90.67Ct t 78.3485.38精馏段平均温度：tm

D F2

2 81.86C提馏段平均温度：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气相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 酒精连续精馏板式塔的设计 8.0109g/mol精馏段平均分子量：M (41.4830+31.1908)/2=36.3369g/molVMM (41.1168+21.5400)/2=31.3284g/molLM提馏段平均分子量：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

液体密度 (液)＝0.754g/cm3乙醇 0.83868×0.754＋〔1－0.83868〕×0.9728＝L10.7893g/cm3=789.3kg/m3进料：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

上册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气相：

《化工原理》上册P337查饱和水蒸汽密度《化工原理实塔顶： V1

MVDmVDm

41.483 27378.34 1.439022.4 273

查乙醇蒸汽的密度10 酒精连续精馏板式塔的设计 M进料板： 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外表张力t1

＝78.34C查得

＝62.90mN/m水＝17.3mN/m

《化工原理》上册P335查水的外表张力乙醇 1

P355外表张力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精馏段平均外表张力：)=(24.656+55.708)/2=40.18mN/m提馏段平均外表张力：)=(55.708+58.213)/2=56.96mN/m精馏段：V (R1)D(31)14.062 56.248kmol /hVMV 精 Vm

56.24836.33691.24993600

0.45423m3/sLRD314.06242.186kmol/h11 酒精连续精馏板式塔的设计 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综合数据：相关参数塔顶进料板塔釜0.838680.126430.0003915率)率)0.84830.47110.0035778.3485.38103t℃)m3〕1.43901.06070.5914液相密度〔Kg/789.3941958m3〕外表张力〔mN/m〕24.65655.70858.2130.460.420.32a1.07566.15449.1831气相平均分子量41.483031.190818.1000Mv液相平均分子量41.116821.540018.0109Ml相关参数精馏段提馏段〔Kg/m3〕865.2949.5〔Kg/m3〕1.24990.8261液相平均流量〔m3/s〕0.000428770.000978气相平均流量〔m3/s〕0.454230.37402平均外表张力〔mN/m〕40.18平均外表张力〔mN/m〕40.1856.96 酒精连续精馏板式塔的设计 塔的主要工艺尺寸计算计算塔径1u1

《化工过程及L

0.00042877865.222

P131 式4－11

L

0.024835 23VV V

0.45423

1.2499初选板间距H=0.35m，板上液层厚度h=0.06mT LH-h=0.35-0.06=0.29mT L查Smith图,得C 0.06020CC 0.2

0.06040.180.2

0.0690 2020 20 865.2865.21.24991.2499LmLmVmVmmax

0.0690

1.814m/su=(安全系数)×umax

安全系数为0.6～0.8，

则u0.61.8141.088m/sD

，440.454231.088sDs

0.729m

册P157圆整：取D=0.8m; AT

40.820.5027m2Vsus

0.45423

0.9037m/s主要符号说明

D2 0.82符号l符号l堰长m符号hw lh堰高，mhn意义与单位mmmwh堰上液体高度，m阀孔直径，mowd013 酒精连续精馏板式塔的设计 符号符号W意义与单位符号意义与单位Ad塔截面积,m2H塔板间距,mTD塔径,mTWW塔板上人口安定区宽度,m塔板上边缘区宽度,mW降液管宽度,msdU阀孔气速,m/sc 0气体的阀孔动能因F0 Vs气体体积流率,m3/s子,kg0.5/〔s*m0.5〕t阀孔中心距，mAf开孔鼓泡区面积,m2A0阀孔总面积,m2选用单溢流,弓形降液管,不设进口堰,平形受液盘以及平形溢流堰。堰长lw堰长l =(0.6~0.8)Dw取堰长lw

=0.6D=0.6×0.8=0.48m出口堰高hw液流收缩系数E：取E=1堰上液层高度：22.842

2.84

233h 1000Elh

1

ow

1000 0.48 whw

h hL

0.060.006190.054m0.1how

≧h≧0.05－hw

，验算：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 酒精连续精馏板式塔的设计 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验算液体在降液管中停留时间AH 0.027650.35 f TLs

0.00042877

22.57s保存时间θ>(3-5)s，故降液管适用。降液管底隙高度ho取液体通过降液管底隙的高度uo

0.13m/s。h ho

0.0060.0540.0060.048m满足不少于20～25mm，符合要求。塔板布置及浮阀数目与排列a.塔板布置由于塔径D=800mm，可以承受整块板式塔板D<1.5mWS

=60～75mm溢流堰入口安定区：WS

=60mm=0.06m入口堰后的安定区：W”`=60mm=0.06mS小塔的Wc

30～50mm,50～75mm边缘区宽度(无效区)Wc

=40mm＝0.04m降液管宽度：Wd

=88mm=0.088mb.浮阀孔的数目及孔间距F1〔重阀，当板上浮阀刚刚全开时，动能因数F9—12F=100 015 酒精连续精馏板式塔的设计 F 10v1.2499阀孔气速：u =O v1.2499o

8.945m/s每层塔板浮阀数：VN

40.454230.03928.945

42.51d2u4 0 0计算鼓泡区面积：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浮阀排列方式承受正三角形叉型排列,如图：验算：Vu s 0 d2N

40.45423450.0392

8.45m/s4 016 酒精连续精馏板式塔的设计 0

=9.45阀孔能动系数仍在9—121.2499u 0.90371.2499开孔率： u0

开孔率在4%~15%之间17 酒精连续精馏板式塔的设计 浮阀塔板的流体力学验算气相通过浮阀塔板的压强降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板上充气液层阻力取 0.50h hl 0

0.50.060.03m所以hp

hhl

0.030.033750.0638m单板压强降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液体通过塔板的压降所相当的液拄高度hp=0.0638m l 2 0.000428772h 0.153 s 0.153

0.00005299md lhw 0

0.480.048板上液层高度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 酒精连续精馏板式塔的设计 由于Hd=0.1239<0.202,所以设计结果符合要求。雾沫夹带C=0.101F由于酒精——水系统为无泡沫系统，K=1板上液流面积：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，故雾沫夹带e<0.1Kg〔液〕/Kg〔气〕v19 酒精连续精馏板式塔的设计 塔板负荷性能图vsvslv1.36lZs lv

《化工原理》P166按泛点率=

KC AF b

，对于肯定的物系及肯定的p,pv l

,A,Cb

ZF,

K均为值。相应于ev

0.1的泛点率上限值亦可确定，将各数据代入上式，使得出V—L的关系式，依据此可做出负荷性能图中s s的雾沫夹带线。VVslv1.36lZs lvkc AF b

=70%又由于板上液体流经长度：Z D2WL

0.80-20.0880.624m将各数据代入得雾沫夹带线：V＝0.5868－17.5203Ls s漏液线对于F1型重阀，取F UO O

5则PVP

《化工原理》下 o4o4OVsmin

d2NF

0.2404m3/s

P167,171,1724 1.24994 1.2499最大流量应保证降液管中液体停留时间不少于3-5秒AH /Lf T

3~5s

P172L 0.034650.35/50.0024255m3/ssmax液相负荷下限h=0.006moWw该线为与气相流量无关的竖直线。22.84 3600(L) 321000E

s maxlw

0.00620 酒精连续精馏板式塔的设计 E=1，则(L ) 0.00426 m3/ss max《化工原理》液泛线 下册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将各数代入整理得：V20.88911951.690L2s

11.6708L2 3s如以下图：1s 0.9sV

雾沫夹带线0.8 液泛线0.70.6 液相负荷上限线0.50.40.30.20.1000.00050.0010.00150.0020.00250.003塔板负荷性能图

液相负荷下限线漏液线操作线Ls(m^3/s)由塔板的负荷性能图可以看出：稳定性不是很好。荷下限掌握。依据给定的液气比，查出塔板的气相负荷上限V=0.58m3/sV=0.43m3/s，所以操作弹性smax为0.58/0.43=1.35。

smin21 酒精连续精馏板式塔的设计 塔的关心设备设计预热器一个，用于预热进料；冷却器一个，将产品冷却到要求温度后排出；进料泵一个；预热器设计流程要求泡点进料，进料浓度下的泡点温度为85.38103℃，其主要成分是水，比热比原料液大，所以完全可以利用釜液对进料液进展预热，使其到达泡点，只要掌握好釜残液的流量，由于釜残液能供给的热量足够，因而可以稳定掌握进料温度为泡点。拟定将釜液降至35℃排出，以用于他途。F=0.5596kg/s,W=0.3995kg/st tt 进料 m 2

2585.382

55.19C依据温度，查相关表得：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 取总传热系数K=1600=1.600KJ/m2℃AQ/(Ktm

取安全系数1.1，则实际传热面积A=6.6624m2。选取换热器：G—273—7—25—23.0m；32；管子〔炭钢〕尺寸252.522 酒精连续精馏板式塔的设计 核算：A=7m2Q71.6013.45 150.64KJ/sQ150.64130.3420.3 KJ/s所以传热足够，设计满足要求。冷却器25℃，35℃；塔顶全凝〔93%〕78.34℃，30℃(设计任务书规定)。按产品冷却前后的平均温度查算比热：t ＝78.3430

54.17℃平Cpm产

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取总传热系数K=450=0.450KJ/m2℃t m 3025 m

29.02/0.45020.423.158m21.1，A=3.474m2选取换热器：G—273—4—25—22.0m；32；管子〔炭钢〕尺寸252.5；管子按正三角形排列。核算：A=4m2

五23 酒精连续精馏板式塔的设计 Q40.4520.4236.756KJ/sQ36.75629.027.736 KJ/s所以传热足够，设计满足要求。全凝器25℃35℃V78.34℃，在此温度下：r 0.93955(10.93)24121056.99KJ/Kgmt mK=900W/m3K

78.3425m

736.468/0.945.4317.816m21.1A=19.598m2选取换热器：G—400—26—25—13.0m；113；管子〔碳钢〕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.计算管程传热系数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.计算壳程传热系数：24 酒精连续精馏板式塔的设计 32gr14oa 0.725dtoo10.2053746.8529.81958.810340.725 0.0250.45810343.34

2239.73

《化工原理》壁面污垢系数：Rso=Rsi=0.00017197m2℃/w总传热系数：

上册P357附录二十 d

11oKo

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

20 KK K设计

754.87

＝0.192在要求的0.15~0.25范围之内，换热器满足要求进料泵=〔4+1.4+7*0.35+0.5〕+1.6+0.4=10.35m所以泵的扬程不能小于11m，2B19B13m，10m3/h冷却水泵=0.7619kg/s=12.899kg/s总耗水量=13.6609kg/s=49.33m3/h，扬程取略高于全塔高〔23.794m〕4B35A水泵，扬程28.6m，85m3/h

P279《化工原理》上册P360附录二十三25 酒精连续精馏板式塔的设计 主要接收尺寸计算进料管由前面物料衡算得：F=0.5596Kg/s料平均温度85.38℃， =941Kg/m3LU=0.5m/s，则：4F4FuL40.55960.5941F

0.038915m依据计算结果可选取钢管：455.0mm校核设计流速：

件》P1321－1－92u F 0.5596 0.6181m/sd2 (0.0450.0052)29414 F 4设备适用。回流管实行重力回流，适宜速度为0.2-0.5m/sU=0.5m/s，则：4L4Lu40.000471650.5l

0.034656m选取钢管：453.5mm验算得实际流速

件》P132U4L设备适用

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

0.02576m

《材料与零部选取323.5mm

件》P132校核实际流速26 酒精连续精馏板式塔的设计 u Wd2

0.3995(0.0320.00352)2958

4 W 4设备适用。塔顶蒸汽管U=20m/s，4V4VuS选取1946mm验算得实际流速4V

40.488340.488320

0.1763m

件》P132U= sd2

3.14(0.19420.006)2

设备适用塔釜蒸汽管由前面物料衡算得：s

0.4021m3/s，蒸汽管一般适宜流速为15～25m/s.取蒸汽管流速为u=20m/s，则塔釜蒸汽管管口内径为：su4su40.402120校核设计流速：u 0.4021 22.7542m/s(0.1590.0062)24设备适用。27 酒精连续精馏板式塔的设计 塔总体构造塔封头确实定hl=200mm，h2=40mm取壁厚s=6mm塔壁厚同塔封头壁厚，取s=6mm塔高10~15min，720s，则有：0.4021

件》P336《化工过程及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进料板层高度=0.60m=0.2+0.04=0.24m=1m装有视镜板层高度=2*0.50=1.0m〔48－4〕*0.35=15.4m群座高度=4m塔顶气管长度=0.15m=23.794m28 酒精连续精馏板式塔的设计 塔具体构造设计离管式塔板构造。因共需48350mm，350*6=2100mm2500mm，满足要求；含2250mm，装有视镜的塔节也2250mm，也满足要求。7和定距管紧固杂塔节内。定距管起着支撑塔板和保持塔间距的作用。塔板与塔壁的间隙，一软填料密封后，用压板和压圈压紧。塔节两端均有法兰，两个塔节间用螺栓螺母连接。29 酒精连续精馏板式塔的设计 鼓泡管设计饱和水蒸气压强为3.6kgf/cm2，在此条件下： 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选取凹凸面平焊法兰：Dg=125mmS=3.14D240.01227m2设全部吹气管面积S吹=1.25*S=0.01534m2取孔径do

吹气孔数=4S /吹

选取空间距为50mm，孔分布与鼓泡管上下端和两端，管长L=0.05*195/4=2.44m设 150 个 孔 排 在 圆 周 上 ， 则D’=150/4*0.05/3.14=0.597m<0.7m余下的45个排在中间直管上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

《金属设备》P546v1.0~3.0m/s4Q4QuD 2.813 0.453m549Ι，不锈钢1G18Ni9型r30 酒精连续精馏板式塔的设计 wwhw〔m〕浮阀孔数N〔个〕u〔m/s〕o0.0540.06458.45工程数值N48塔径D〔m〕0.800塔高Et〔m〕23.794塔板距Ht〔m〕0.35R3.0操作压强常压空塔气速u〔m/s〕0.9037l〔m〕0.48阀孔动能因数9.45〔m〕0.095降液管内清夜高度〔m〕0.088单板压降〔Pa〕541.51液体停留时间〔s〕22.57〔%〕43.62Lsmi〔m3/s〕0.00426Lsma〔m3/s〕0.0024255漏夜线Vsmin〔m3/s〕0.2404雾沫夹带线Vsmax〔m3/s〕0.5868操作弹性1.35〔Kg/s〕0.7619附属设备型号的选择预热器型号G—273—7—25—21全凝器型号G—400—26—25—11冷却器型号G—273—4—25—21进料泵型号2B19B1冷却水泵型号4B35A131 酒精连续精馏板式塔的设计 化工原理课程设计是化工原理课程的一个总结性和综合性教学环节。通过这段时间的课程设计，我们进一步加深了对化工原理这门课程学问的理解和掌设计思想的力量。技巧，真的是获益匪浅。设计产生深远的影响。Excel成塔板负荷性能图，大局部由在ExcelVB小回流比，理论塔板数；AutoCAD充分的应用。使我对各种学问的生疏提到了理性的高度。32 酒精连续精馏板式塔的设计 化工设备设计手册1——《材料与零部件》上、中、下册——人民出版社，197382——《金属设备》——人民出版社，19737潘国昌、郭庆丰《化工设备设计》——清华大学出版社，1996124崔献英等编《物理化学试验》——中国科学技术大学出版社，20234伍钦等编《化工原理试验》——华南理工大学出版社，20236涂伟萍等编《化工过程及设备设计》——化学工业出版社，20238邹华生、钟理、伍钦主编——《流体力学与传热》——华南理工大出版社，20238学出版社，2023233 酒精连续精馏板式塔的设计 VB界面34 酒精连续精馏板式塔的设计 运行结果35 酒精连续精馏板式塔的设计 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 酒精连续精馏板式塔的设计 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 酒精连续精馏板式塔的设计 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)