毕业论文：7000吨乙醇-水精馏塔设计

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1、计算表明管程和壳程压强降都能满足题设要求核算总传热系数管程对流传热系数湍流壳程对流传热系数去换热器列管中心距离流体通过管间最大截面积为。

2、结构，式中均为已知值，相应于的泛点率上限值亦可确定，将已知数代入上式，便得出的关系式，据此式可作出负荷性能图中的雾沫夹带线。按泛点率计算如下整理得由式知，雾沫夹带线为直线，则在操作范围内任取两个值，依据计算出相应的值列于附表中附表液泛线联立式及式得由上式确定液泛线，忽略式中项，将式代入上式，得到因物系定塔板结构尺寸定，则等均为定值，而与又有如下关系即式中阀孔数与孔径为定值，因此可将上式简化得在操作范围内任取若干个值，依据式算出相应的值列于附表中附表液相负荷上限线液体的最大流量应保证在降液管中停留时间不低于，依据式知液体在降液管内停留时间求出上限液体流量值常数在图上，液相负荷上限线。

3、化机课程设计之后又次感到作为名工程设计者得不容易。在这次课程设计中，首先感谢王忠德老师的辅导，是他及时给我们解答疑问使我们在设计过程中成功地突破个又个难题，再就是感谢同学们的帮助，感谢本组同学在这次设计中的合作，最主要是体现在试差法算温度时，若个人计算需上午，而个人同时则需要个多小时就可以解决问题，同时又让我体会到团结的力量，真是众人拾柴火焰高啊,目录设计任务书二设计计算设计方案的确立及论证二工艺计算三精馏塔的工艺条件及相关物性数据的计算四精馏塔的塔径塔体工艺尺寸计算五塔板主要工艺尺寸的计算六塔板流体力学验算七塔板符合性能图八附属设备参考文献感想年产量为吨设计任务书设计题目乙醇水精馏塔设计二设计任务和条件原料液含乙醇质量分数下同，其余为水产品乙醇含量不低于残液乙醇含量不低于生产能力为年产吨。

4、乙醇产品操作条件精馏塔的塔顶压强表压进料状态泡点进料回流比加热蒸汽压强表压单板压降不大于表压设备形式浮阀塔厂址太原设备工作日每年天，小时连续运行太原地区夏天水温三设计题目设计方案的确定及论证塔板数的计算塔径踏板结构的设计。包括结构尺寸流体力学验算负荷性能图其它包括加热蒸汽冷凝器的选择冷却水消耗量传热面积等流程图及主要设备图。分别用号图纸二设计计算设计方案的确立及论证本设计任务为分离乙醇和水的混合物。对于二元混合物的分离应采用常压下的连续精馏装置。本设计采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝。冷凝液在泡点下部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送入储罐，该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的倍，塔釜采用直接蒸汽加热，塔。

5、选择计算换热面积为,换热管长度,管子根数，管程数，实际传热面积若采用此传热面积的换热器，则要求过程的总传热系数为核算压强降管程压降其中管程流通面积湍流设管壁粗糙度，由关系图中查所以壳程压降,其中管子为转角正方形，取折流挡板间距壳程流通面积取顶。

6、计算四精馏塔的塔径塔体工艺尺寸计算塔径的计算精馏段的气液相体积流率为由由图查取，图的横坐标为取板间距,板上液层高度,则查图得取安全系数为，则空塔气速为按标准塔径圆整后为提馏段的气液相体积流率为由图的横坐标为查图得取安全系数为，则空塔气速为则取塔截面积为实际空塔气速为精馏塔有效高度的计算精馏塔有效高度为精精提馏段有效高度为精提在进料板上方开人孔，其高度为故精馏塔的有效高度为精精五塔板。

7、与气体流量无关的竖直线，以作为液体在降液管中停留时间的下限，则漏液线对于型重阀，依据计算则又知即式中均为已知数，故可由此式求出气相负荷的下限值，据此作出与液相流量无关的水平漏液线以作为规定气体最小负荷的标准，则液相负荷下限线取堰上液层高度作为液相负荷下限条件，依下列的计算式计算出的下限值，依此作出液相负荷下限线，该线为与气相流量无关的竖直直线，取则根据本题附表及式可分别作出塔板负荷性能图上的共五条线由塔板负荷性能图可看出在任务规定的气液负荷下的操作点设计点处在适宜操作区域内的适中位置塔板的气相负荷上限完全由雾沫夹带控制按照固定的液气比，由图乙查出塔板的气相负荷上限,气相负荷上限,所以操作弹性现将计算结果汇总列于附表中附。

8、要工艺尺寸的计算溢流装置计算因塔径可选用单溢流弓形降液管采用凹型受液盘，各项计算如下堰长取溢流堰高度选用平直堰，堰上液层高度，依下式计算，即近似取，则取板上液层高度故弓形降液管高度和截面积由查图，得故依据式验算液体在降液管中停留时间，即故降液管设计合理降液管底隙高度取则故降液管底隙高度设计合理选用凹形受液盘，深度塔板布置及浮阀数目与排列取阀孔功能因子，用式求孔速即依据式，求每层塔板上的浮阀数，即取边缘宽度泡沫区宽度依据计算塔板上的鼓泡区面积，即浮阀排列方式采用等腰三角形叉排，取同横排的孔心距,则对于定的物系及定的塔。

9、浮阀塔板工艺设计结果项目数值及说明备注塔径板间距塔板形式单溢流弓形降液管分块式塔板空塔气速堰长堰高板上液层高度降液管底隙高度浮阀数个等腰三角形叉排阀孔气速阀孔动能因数临界阀孔气速孔心距指同横排的孔心距排间距指相邻两横排的中心线距离单板压降液体在降液管停留时间降液管内清液层高度泛点率气相负荷上限雾沫夹带控制气相负荷下限漏液控制操作弹性八附属设备塔顶全冷凝器核算试算和初选换热器型号时，水的汽化潜热为,乙醇的汽化潜热为设冷却水进口温度为摄氏度，出口温度为摄氏度，计算两流体的平均温差，暂按单壳程多管程进行计算，逆流时平均温度差为所以初选换热器型号根据两流体的情况，假设故。

10、取所以污垢热阻总传热系数，管壁内阻可以忽略计算所以选择合适，型号为设计结果为选用固定管板式换热器二产品冷凝器进料预热器选型产品冷凝器型号为进料预热器型号为三接管塔顶蒸汽出口管所以选择的无缝钢管回流液管径所以选择的无缝钢管进料管径所以选择的无缝钢管釜液排除管径。

11、液相平均密度计算液相平均密度依据下式计算，即塔顶液相平均密度的计算由查手册得水乙醇进料板液相平均密度计算由查手册得水乙醇进料板液相的质量分率所以塔板液相平均密度计算查手册得水乙醇精馏段液相平均密度为提馏段液相平均密度为液相平均表面张力计算塔顶液相平均表面张力的计算当乙醇的质量分率为时，查手册得解得进料板液相平均表面张力的计算由乙醇的质量分率为时，查手册得解得塔底液相平均表面张力的计算由乙醇的质量分率为时，查手册得解得精馏段液相平均表面张力的计算提馏段液相平均表面张力的。

12、所以选择的无缝钢管饱和蒸汽管所以选择的无缝钢管四离心泵的选择离心泵的选择般可按以下方法确定输送系统的流量与压头选择泵的类型与型号核算泵的轴功率参考文献华南理工大学化工原理教研组化工过程与设备设计华南理工大学出版社化工与材料学院化工原理教研组化工原理课程设计北京理工大学柴诚敬刘国维李阿娜化工原理课程设计天津科学技术出版社梁日忠化工原理课程设计华北工学院化工原理教研组浮阀式精馏塔设计大连轻业学院天津大学化工原理教研室化工原理天津科学技术出版社感想历时两周的课程设计终于结束了，应该是在计算的反复重复因为有试差法及查阅各种工具书主要是我们的课本及课程设计课本路艰辛走过来，还有画图的持续让我在继去。

参考资料：

[1]开题报告：食品搅拌机结构设计（第5页，发表于2022-06-24 19:09）

[2]开题报告：食品提升皮带机设计（第6页，发表于2022-06-24 19:09）

[3]开题报告：飞行模拟转台设计（第5页，发表于2022-06-24 19:09）

[4]开题报告：风笼式选粉机总体及其传动设计（第7页，发表于2022-06-24 19:09）

[5]开题报告：风扇轴套环零部件拉伸级进模具设计（第6页，发表于2022-06-24 19:09）

[6]开题报告：颗粒包装机自动供料系统的设计（第7页，发表于2022-06-24 19:09）

[7]开题报告：颗粒包装机封口系统的设计（第5页，发表于2022-06-24 19:09）

[8]开题报告：预压式垃圾压缩机的设计（第5页，发表于2022-06-24 19:09）

[9]开题报告：顺流式谷物干燥机设计（第6页，发表于2022-06-24 19:09）

[10]开题报告：音箱旋钮注塑模的设计（第6页，发表于2022-06-24 19:09）

[11]开题报告：雪碧瓶盖注塑模的设计（第4页，发表于2022-06-24 19:09）