化工原理课程设计方案说明书完成

PAGE29-目录TOC\o”1—3”\h\z\u1.概述 -3—1.1前言 —3—HYPERLINK\l”_Toc208908734"1.2设计内容 —3—1。2.1确定精馏装置流程: —3-_Toc208908741”2.5塔和塔板的主要工艺尺寸的计算 -13-HYPERLINK\l”_Toc208908742"3筛板的流体力学验算 —18-3.1气体通过筛板压降相当的液柱高度 -18-HYPERLINK\l”_Toc208908744”3。2精馏段雾沫夹带量的验算 —20—3.3精馏段漏液的验算 —20-HYPERLINK\l”_Toc208908746"3.4精馏段液泛验算 —20-_Toc208908748"4.1精馏段 -21-HYPERLINK\l”_Toc208908749"4.1。1雾沫夹带线 -21-HYPERLINK\l”_Toc208908750”4。1。2液泛线 —22-HYPERLINK\l”_Toc208908751”4.1。3液相负荷上限线 -23—HYPERLINK\l”_Toc208908752”4。1。4漏液线（气相负荷下限线） -24—4.1。5液相负荷下限线 —24-HYPERLINK\l”_Toc208908754”5。精馏塔的的附属设备及接管尺寸 -25—HYPERLINK\l”_Toc208908755”5。1塔体结构 -25-_Toc208908757”6.工艺设计计算结果汇总 -26-_Toc208908759"参考文献 -28-\c"2"\z”2052"错误！未找到索引项。=0.044m（3)。降液管宽度与降液管面积有=0。66查下图得故：=0。124D=0。1241。6=0。198m（4）降液管底隙高度取液体通过降液管底隙的流速=0。08m/s依式计算降液管底隙高度,即：2。5。3塔板布置（1)、取边缘区宽度=0.035m，安定区宽度=0.065m精馏段：依下式计算开孔区面积其中2。5.4筛孔数n与开孔率取筛孔的孔径d0为5mm正三角形排列，一般碳钢的板厚为3mm，取故孔中心距t=35。0=15mm依下式计算塔板上筛孔数n,即依下式计算塔板上开孔区的开孔率,即：（在5～15％范围内）精馏段每层板上的开孔面积气孔通过筛孔的气速3筛板的流体力学验算3。1气体通过筛板压降相当的液柱高度根据干板压降相当的液柱高度根据，查干筛孔的流量系数图精馏段由下式得精馏段气流穿过板上液层压降相当的液柱高度由图充气系数与的关联图查取板上液层充气系数为0。6则==0.60。06=0。036精馏段克服液体表面张力压降相当的液柱高度由=故精馏段单板压降=(设计允许值）3。2精馏段雾沫夹带量的验算由式==kg液/kg气〈0。1kg液/kg气故在设计负荷下不会发生过量雾沫夹带提馏段雾沫夹带量的验算由式==kg液/kg气〈0。1kg液/kg气故在设计负荷下不会发生过量雾沫夹带3.3精馏段漏液的验算=筛板的稳定性系数故在设计负荷下不会产生过量漏液3。4精馏段液泛验算为防止降液管液泛的发生，应使降液管中清液层高度由计算 =0。071+0.06+0.000989=0.132m取=0.5，则=0.5(0。4+0.044)=0。222m故，在设计负荷下不会发生液泛4。塔板负荷性能图4。1精馏段4.1。1雾沫夹带线式中（a）=近似取E1.0,=0。044m，=1.06m故==0。107+0。67（b)取雾沫夹带极限值为0.1Kg液/Kg气，已知=，=0。4m，并将（a）,（b）式代入得整理得（1)在操作范围内，任取n个值，依（1）式算出相应的值列于附表1中附表1Ls.0。6x1。5x3.0x4.5xVs。2。982.932.882.844。1。2液泛线令联立得近似的取E=1.0，m故：取,近似的有故:由式将及（c)，（d）,（e)代入得整理得:此为液泛线的关系式，在操作控制范围内去几个Ls,计算出相应的Vs值。列表如下附表2Ls.0。6x1.5x3。0x4.5xVs.3.072。982.852。674。1。3液相负荷上限线以作为液体在降液管中停留时间的下限则据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限4。1.4漏液线（气相负荷下限线)由=4。43==-=得:此为液相负荷上限线的关系式，在操作控制范围内去几个Ls,计算出相应的Vs值。列表如下附表3Ls。0。6x1.5x3.0x4.5xVs.0.790。810。840。864。1。5液相负荷下限线对于平直堰，取堰上液层告诉=0.006m,化为最小液体负荷标准，取E1.0。由=即：则据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线可知设计供板上限有雾沫夹带线控制，下限由漏夜线控制精馏段操作弹性5.精馏塔的的附属设备及接管尺寸5。1塔体结构5.1。1塔高根据实际的工作经验，及相似条件下的精馏塔的相关参数的选择。已知全塔板间距，可选择塔顶空间。塔底空间全塔共有23块塔板,考虑清理和维修的需要，选择全塔的人孔数为个，在进料板上方开一人孔，人孔的直径选择为500mm,其伸出劳动塔体的长度为220mm。塔高5.1。2塔板结构出于对劳动塔安装、维修、刚度等方面的考虑，将塔板分成多块。由[1］表塔板分块数表查得，塔径为1。6m时，塔板分为4块。6.工艺设计计算结果汇总项目符号单位计算数据精馏段提馏段各段平均压强104。8112.8各段平均温度86。55101.44平均流量气相1.461.41液相0.00390.0045实际塔板数Ｎ块1013板间距0.40.4塔的有效高度3.64。8塔径1.51。6空塔气速0.80.7塔板溢流形式溢流装置溢流管型式堰长1。06堰高0.044溢流堰宽度0.186管底与受液盘距离0.049板上清液层高度0。06孔径5。0孔间距15孔数个6588开孔面积0。129筛孔气速1。41.塔板压降0.56液体在降液管中停留时间13.02降液管内清液层高度0.132雾沫夹带0.016负荷上限Ls，max0。0183负荷下限0.00107气相最大负荷2.94气相最小负荷0。76操作弹性3.84总结两个星期的设计使我对化工原理知识有了更加深刻的认识，通过设计，感到有许多要学习，其中包括一些物料的计算,各种参数的选取，查阅各种资料，然后根据自己所处理的量,选取适宜的参数，由于后面出现了压差大于所要求的压差，又回去改了一次,知道了应该从哪里改变参数。通过设计对精馏塔有了更加深刻的认识,丰富了理论知识，提高了对实际问题的处理能力.参考文献1汪恺·《机械设计标准应用手册》·第1版·机械工业出版社·19972夏清·陈常贵·《化工原理》（修订版）·天津大学出版社·20053《化工原理课程设计》·化工原理教研室4姚玉英·《化工原理》(上册）·新版.天津·天津大学出版社·1999.85《化工设计设计基础》·上海科学技术出版社6《化工设备设计基础》·编写组编·1987年6月版7《换热器设计》·工设备设计全书编辑委员会·上海科学技术出版社化·1988年4月版8《材料与零部件》（上）·上海人民出版社主要符号说明主要符号说明——塔板开孔（鼓泡）面积,；—-筛孔气速,;—-降液管面积，;--—-溢流堰高度,；--筛孔面积；—-筛板的稳定性系数，无因次；--塔截面积，；—-塔内下降液体的流量，；-—计算时的负荷系数，无因次；--塔内下降液体的流量，;--流量系数，无因次；-—溢流堰长度，；--塔顶馏出液流量，；-—塔板数；理论板数；塔径，；-—实际塔板数；--筛孔直径,；-—理论塔板数;——液流收缩系数，无因次；——筛孔数；--全塔效率(总板效率），无因次；——操作压强,或;-—雾沫夹带量，（液）/（气）；△-—压强降，或;—--进料流量，;——进料热状态参数;——气相动能因数，；—-回流比；开孔区半径，；——重力加速度，；--直接蒸汽量,；—--板间距，；塔高，；-—筛孔中心距，；--与干板压降相当的液柱高度，；-—空塔气速，；——板上鼓泡层高度,；—-漏液点气速，;--进口堰与降液管间的水平距离；,--塔内上升蒸气流量,；——塔内上升蒸气流量，;ψ-—液体密度校正系数—-板上液层高度，；-—釜残液（塔底产品）流量，；-—降液管底隙高度，；Wd-—弓形降液管宽度,；—-堰上液层高度，；-—无效区宽度，；—-气相中易挥发组分的摩尔分率；——液相中易挥发组分的摩尔分率；--塔有效高度,；φ——开孔率；ψ-—液体密度校正系数。——降液管底隙处液体流速，；--与克服液体表面张力的压降所当的液柱高度，；-—与液体流经降液管的压降相当的液柱高度，；--按开孔区流通面积计算的气速，;—-与气流穿过板上液层的压降相当的液柱高度，；—-与单板压降相当的液层高度,；—-安定区宽度，；-—热阻,m2.℃/W；--流通面积，；--因数；--厚度，；——雷诺准数；-—润湿周边，;S—-传热面积，m2；——定压比热容，kJ/kg。℃；--冷流体温度，℃；D--管径,；t—-管心距，m；—-换热器壳径，；--热流体温度,℃；F-—摩擦系数；u--流速，；F--温差校正系数；W--质量流量，kg/s。F-—系数；G-—重力加速度，m/s2H——挡板间距,m；K-—总传热系数,W/m2.℃L-—长度，m；m—-程数；M-—冷凝负荷，kg/m。s；ρ—-密度,kg/m3；N-—指数；ψ—-校正系数.N-—管数;下标N—-程数；c——冷流体;e--当量；Nu-—努塞尔特准数;h——热流体；P-—压强，Pai--管内；P—-因数;m--平均;Pr--普兰德准数;o--管外；Q——热通量，W/m2;s-—污垢；Q—-传热速率，W；s—-饱和;R——半径，m；w——壁面；R-—气化潜热，kJ/kg；Δt-—温度差。希腊字母α——对流传热系数，W/m2。℃；δ--相邻板间的间距,m；Δ--有限差值；λ-—导热系数，W/m.℃；