2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  目 錄</b></p><p>  第一章 緒論……………………………………………………………………… 1</p><p>  第二章 塔板的工藝設計………………………………………………………… 3</p><p>  2.1 精餾塔全塔物料衡算………………………………………………… 3</p>

2、<p>  2.2 常壓下乙醇-水氣液平衡組成(摩爾)與溫度關系………………… 3</p><p>  2.3 理論塔板的計算……………………………………………………… 8</p><p>  2.4 塔徑的初步計算……………………………………………………… 10</p><p>  2.5 溢流裝置…………………………………………………………………11

3、</p><p>  2.6 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列……………………………………………12</p><p>  第三章 塔板的流體力學計算…………………………………………………… 14</p><p>  3.1 氣相通過浮閥塔板的壓降………………………………………………14</p><p>  3.2 淹塔…………………………………………

4、……………………………15</p><p>  3.3 液沫夾帶…………………………………………………………………15</p><p>  3.4 塔板負荷性能圖…………………………………………………………16</p><p>  第四章 附件設計………………………………………………………………… 20</p><p>  4.1 接管………

5、………………………………………………………………21</p><p>  4.2 筒體與封頭………………………………………………………………22</p><p>  4.3 除沫器……………………………………………………………………22</p><p>  4.4 裙座………………………………………………………………………22</p><p>

6、;  4.5 吊柱………………………………………………………………………22</p><p>  4.6 人孔………………………………………………………………………23</p><p>  第五章 塔總體高度的設計……………………………………………………… 23</p><p>  第六章 塔附屬設備設計………………………………………………………… 23</p

7、><p>  6.1冷凝器的選擇……………………………………………………………23</p><p>  6.2 進料的選擇……………………………………………………………‥24</p><p>  6.3 預熱器的選擇……………………………………………………………24</p><p>  參考書目……………………………………………………………………

8、………24</p><p>  主要符號說明………………………………………………………………………25</p><p>  結(jié)束語………………………………………………………………………………26</p><p> ?。ㄒ唬?設計題目 </p><p>  乙醇-水連續(xù)精餾塔的設計</p><p>  (二) 設

9、計任務及操作條件</p><p>  1) 進精餾塔的料液含乙醇30%(質(zhì)量分數(shù),下同),其余為水; </p><p>  2) 產(chǎn)品的乙醇含量不得低于93%; 3) 殘液中乙醇含量不得高于0.5%; </p><p>  4) 每年實際生產(chǎn)時間:7200小時/年,處理量:80000噸/年;</p><p><b>  5) 操作

10、條件 </b></p><p>  a) 塔頂壓力: 常壓 b) 進料熱狀態(tài): 飽和液體進料 (或自選) </p><p>  c) 回流比: R=1.55Rmin d) 加熱方式:直接蒸汽 e) 單板壓降: ≤0.7kPa</p><p><b>  (三) 板類型</b></p><p>

11、<b>  浮閥塔</b></p><p><b> ?。ㄋ模S址</b></p><p><b>  臨沂地區(qū)</b></p><p><b> ?。ㄎ澹┰O計內(nèi)容</b></p><p>  1、設計說明書的內(nèi)容 </p><p>

12、;  1) 精餾塔的物料衡算;</p><p>  2) 塔板數(shù)的確定; </p><p>  3) 精餾塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)的計算; </p><p>  4) 精餾塔的塔體工藝尺寸計算;</p><p>  5) 塔板主要工藝尺寸的計算;</p><p>  6) 塔板的流體力學驗算; </p>

13、<p>  7) 塔板負荷性能圖; </p><p>  8) 精餾塔接管尺寸計算;9)設計結(jié)果匯總</p><p>  10) 對設計過程的評述和有關問題的討論。 </p><p><b>  2、設計圖紙要求 </b></p><p>  繪制生產(chǎn)工藝流程圖(選作); </p><p&

14、gt;  注:常壓下乙醇-水氣液平衡組成與溫度的關系見課程設計教材附錄(105頁)</p><p><b>  第一章設計方案簡介</b></p><p>  本次課程設計的任務是設計分離乙醇-水的精餾塔,塔型選為浮閥塔,因為篩板塔與浮閥塔相比,浮閥塔有降液槽和溢流堰,氣體頂開浮閥上升與塔盤上液體接觸,傳質(zhì)在塔盤上進行,液體通過降液槽下降,其操作彈性較大。</p

15、><p>  本設計任務為分離乙醇-水混合物,進料為飽和液體進料,操作壓力是一個大氣壓。對于二元混合物的分離,應采用連續(xù)精餾流程。設計中采用泡點進料,將原料液通過預熱器加熱至泡點后送人精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝,冷凝液在泡點下一部分回流至塔內(nèi),其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲罐。該物系屬易分離物系,最小回流比較小,故操作回流比取最小回流比的1.5倍。塔釜采用直接蒸汽加熱,塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。</

16、p><p>  第二章 塔板的工藝設計</p><p>  2.1 精餾塔全塔物料衡算</p><p>  F:原料液流量(kmol/h) xF:原料組成(摩爾分數(shù),下同)</p><p>  D:塔頂產(chǎn)品流量(kmol/h) xD:塔頂組成</p><p>  W:

17、塔底殘液流量(kmol/h) xW:塔底組成</p><p><b>  原料乙醇組成:</b></p><p><b>  塔頂組成:</b></p><p><b>  塔底組成:</b></p><p>  進料平均分子量:=46.07×

18、;0.144+18.02×0.856=22.06kg/kmol</p><p>  進料量:kmol/h</p><p>  物料衡算式為: (1)</p><p>  聯(lián)立代入求解:D=85.471 kmol/h W=418.206 kmol/h</p>

19、<p>  2.2 常壓下乙醇-水氣液平衡組成(摩爾)與溫度關系</p><p><b>  2.2.1 溫度</b></p><p>  利用表中數(shù)據(jù)由插值法可求得tF、tD、tW。</p><p>  tF:,tF=84.73℃</p><p>  tD:,tD=78.25℃</p>&l

20、t;p>  tW:,tW=99.536℃</p><p> ?、芫s段平均溫度:℃</p><p>  ⑤提餾段平均溫度:℃</p><p><b>  2.2.2 密度</b></p><p>  已知:混合液密度 (2)</p>&l

21、t;p>  混合氣密度(a為質(zhì)量分率,為平均分子量) (3)</p><p>  塔頂溫度: tD =78.25℃</p><p>  氣相組成:, =85.09%</p><p>  進料溫度:tF=84.73℃</p><p>  氣相組成:, =48.87%</p><p>  塔底溫度:tW=99.5

22、36℃</p><p>  氣相組成:, =1.75%</p><p><b>  精餾段</b></p><p>  液相組成x1:,x1=49.15%</p><p>  氣相組成y1:,y1=66.98%</p><p>  所以 =31.81kg/kmol</p>&l

23、t;p>  =36.81kg/kmol</p><p><b> ?。?)提餾段</b></p><p>  液相組成x2:,x2=7.30%</p><p>  氣相組成y2:,y2=25.31%</p><p>  所以 =20.07kg/kmol</p><p>  =25.12k

24、g/kmol</p><p>  由不同溫度下乙醇和水的密度</p><p>  求得在與下乙醇和水的密度(單位:)</p><p><b>  ℃,, kg/m³</b></p><p><b>  , kg/m³</b></p><p>  同理:℃,

25、 kg/m³, kg/m³</p><p><b>  在精餾段</b></p><p>  液相密度: kg/m³</p><p>  氣相密度: =1.2657kg/m³</p><p><b>  在提餾段</b></p><p>

26、;  液相密度: kg/m³</p><p>  氣相密度: kg/m³</p><p>  2.2.3 混合液體表面張力</p><p>  二元有機物-水溶液表面張力可用下列各式計算</p><p>  公式: (4)</p><

27、;p>  注: (5) (6)</p><p>  (7) (8)</p><p> ?。?) (10)</p><p>  (11) (12) (13)</p><p>  式中下角標w、o、s分別代表水、有機物及表面部分,

28、Xw、Xo指主體部分的分子數(shù),、指主體部分的分子體積,、為水、有機物的表面張力,對乙醇q=2。</p><p><b>  精餾段:℃</b></p><p><b>  cm3/mol</b></p><p><b>  dm3/mol</b></p><p><b&g

29、t;  乙醇表面張力:,</b></p><p><b>  水表面張力:,</b></p><p><b>  塔頂表面張力:</b></p><p>  因為 , 所以 </p><p>  聯(lián)立方程組 </p><p>  代

30、入解得: </p><p><b>  , </b></p><p><b> ?、谔狃s段:℃</b></p><p><b>  cm3/mol</b></p><p><b>  dm3/mol</b></p><

31、;p><b>  乙醇表面張力:, </b></p><p><b>  水表面張力:, ,</b></p><p>  因為 , 所以 </p><p>  聯(lián)立方程組 </p><p><b>  代入解得: </b><

32、;/p><p><b>  故</b></p><p>  2.2.4 混合物的粘度</p><p>  不同溫度下乙醇和水的粘度如下表:</p><p>  ℃,利用插值法得: mPa·s, mPa·s</p><p>  ℃,查表得: mPa·s, mPa·

33、s</p><p><b>  精餾段粘度</b></p><p><b>  mPa·s</b></p><p><b>  提餾段粘度</b></p><p><b>  mPa·s</b></p><p>

34、  2.2.5.相對揮發(fā)度</p><p>  ①精餾段揮發(fā)度:由,得,</p><p>  所以 (14)</p><p>  提餾段揮發(fā)度:由,得,</p><p>  所以 (15)</p><p>  2.2

35、.6.氣液相體積流量計算</p><p>  根據(jù)x-y圖得: 所以 </p><p><b>  取</b></p><p> ?。?)精餾段: kmol/s (16)</p><p>  kmol/s (17)</p><p>  已知: kg/kmol,

36、 kg/kmol</p><p>  kg/m³, kg/m³</p><p>  質(zhì)量流量: kg/s (18)</p><p>  kg/s (19)</p><p>  體積流量: m³/s (20)<

37、/p><p>  m³/s (21)</p><p> ?。?)提餾段:因本設計為飽和液體進料,所以q=1</p><p>  kmol/s (22)</p><p>  kmol/s (23)</p>

38、<p>  已知: kg/kmol, kg/kmol</p><p>  kg/m³, kg/m³</p><p>  質(zhì)量流量: kg/s (24)</p><p>  kg/s (25)</p><p>  體積流量: m³/s

39、 (26)</p><p>  m³/s (27)</p><p>  2.3 理論塔板的計算</p><p>  理論板:指離開這種板的氣液兩相互成平衡,而且塔板上液相組成均勻。</p><p>  理論板的計算方法:可采用逐板計算法、圖解法,本次實

40、驗采用圖解法。</p><p>  根據(jù)1.103×105Pa下,乙醇-水的氣液平衡組成關系可繪出平衡曲線即x-y曲線圖,泡點進料,所以q=1,即q為一直線,本平衡具有下凹部分,操作線尚未落到平衡線前,已與平衡線相切。,操作回流比</p><p>  已知:精餾段操作線方程:</p><p><b>  精餾段操作線方程:</b>&l

41、t;/p><p>  在圖上作操作線,由點(0.839,0.839)起在平衡線與操作線間畫階梯,過精餾段操作線與q線交點,直到階梯與平衡線交點小于0.000196為止,由此得到理論板NT=18塊,加料板為第15塊理論板。</p><p>  板效率與塔板結(jié)構(gòu)、操作條件、物質(zhì)的物理性質(zhì)及流體性質(zhì)有關,它反映了實際塔板上傳質(zhì)過程進行的程度。板效率可用奧康奈爾公式計算。

42、 (29)</p><p>  注:——塔頂與塔底平均溫度下的相對揮發(fā)度</p><p>  ——塔頂與塔底平均溫度下的液體粘度mPa·s</p><p><b> ?。?)精餾段</b></p><p><b>  已知:

43、,mPa·s</b></p><p><b>  所以:</b></p><p><b>  故塊</b></p><p><b>  (2)提餾段</b></p><p>  已知:, mPa·s</p><p><

44、;b>  所以:</b></p><p><b>  故塊</b></p><p>  全塔所需實際塔板數(shù):塊</p><p>  全塔效率加料板位置在第30塊板。</p><p>  2.4 塔徑的初步計算</p><p><b>  2.4.1精餾段</b&g

45、t;</p><p>  由=(安全系數(shù))×,安全系數(shù)=0.6-0.8,式中C可由史密斯關聯(lián)圖查出: (30)</p><p><b>  橫坐標數(shù)值:</b></p><p>  取板間距: m, m,則 m</p><p>&l

46、t;b>  查圖可知: </b></p><p><b>  m/s</b></p><p><b>  m/s</b></p><p>  m 圓整: m</p><p><b>  橫截面積: m2</b></p><p&

47、gt;<b>  空塔氣速: m/s</b></p><p><b>  2.4.2 提餾段</b></p><p><b>  橫坐標數(shù)值:</b></p><p>  取板間距: m, m,則 m</p><p><b>  查圖可知: </b>&

48、lt;/p><p><b>  m/s</b></p><p><b>  m/s</b></p><p>  m 圓整: m</p><p><b>  橫截面積: m2</b></p><p><b>  空塔氣速: m/s</

49、b></p><p><b>  2.5 溢流裝置</b></p><p><b>  2.5.1 堰長</b></p><p><b>  取 m</b></p><p>  出口堰高:本設計采用平直堰,堰上液高度按下式計算</p><p>  

50、(近似取E=1) (30)</p><p> ?。?)精餾段 m</p><p><b>  m</b></p><p>  (2)提餾段 m</p><p><b>  m</b></p><p>  2.5.2 弓

51、形降液管寬度和橫截面積</p><p><b>  查圖得:,</b></p><p><b>  則 m2, m</b></p><p>  驗算降液管內(nèi)停留時間:</p><p>  精餾段: s (31)</p><p> 

52、 提餾段: s (32)</p><p>  停留時間>5s,故降液管可用。</p><p>  2.5.3 降液管底隙高度</p><p><b> ?。?)精餾段</b></p><p>  取降液管底隙的流速 m/s,則 m</p><p&

53、gt;<b>  (2)提餾段</b></p><p>  取降液管底隙的流速 m/s,則 m</p><p>  因為不小于20mm,故滿足要求。</p><p>  2.6 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列</p><p>  2.6.1 塔板分布</p><p>  本設計塔徑D=2m,采用分塊

54、式塔板,以便通過人孔裝拆塔板。</p><p>  2.6.2 浮閥數(shù)目與排列</p><p><b> ?。?)精餾段</b></p><p>  取閥孔動能因子,則孔速為 m/s(33)</p><p>  每層塔板上浮閥數(shù)目為 個 (34)</p><p>  取邊緣區(qū)寬度 m,破沫

55、區(qū)寬度 m</p><p>  計算塔板上的鼓泡區(qū)面積,即 (35)</p><p>  其中 m (36)</p><p>  m (37)</p><p><b>  所以 m2</b></p><

56、;p>  浮閥排列方式采用等腰三角形叉排,取同一個橫排的孔心距t=75mm</p><p>  則排間距: m=103mm (38)</p><p>  考慮到塔的直徑較大,必須采用分塊式塔板,二各分塊的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡區(qū)面積,因此排間距不宜采用103mm,而應小些。故取mm=0.065m,按t=75mm,mm,以等腰三角形叉排作圖,

57、排的浮閥數(shù)290個。</p><p>  按N=290重新核算孔速及閥孔動能因子:</p><p><b>  m/s,</b></p><p>  閥孔動能因子變化不大,仍在9-13范圍內(nèi),塔板開孔率= (39)</p><p><b> 

58、?。?)提餾段</b></p><p>  取閥孔動能因子,則 m/s (40)</p><p>  每層塔板上浮閥數(shù)目為個 (41)</p><p>  按t=75mm,估算排間距:m=123mm (42)</p><p>  取mm,以等腰三角形叉排作圖,排的浮閥數(shù)240個。</p>

59、;<p>  按N=240重新核算孔速及閥孔動能因子:</p><p><b>  m/s,</b></p><p>  閥孔動能因子變化不大,仍在9-13范圍內(nèi),塔板開孔率= (43)</p><p>  第三章 塔板的流體力學計算</p>&

60、lt;p>  3.1 氣相通過浮閥塔板的壓降</p><p>  可根據(jù)計算 (44)</p><p><b>  1.精餾段</b></p><p> ?、?干板阻力 m/s (45)</p>&

61、lt;p>  因故 (46)</p><p><b> ?、?板上氣液層阻力</b></p><p>  取, (47)</p><p> ?、?液體表面張力所造成的阻力</p><p>  此阻力很小,可忽略不計,因

62、此與氣體流經(jīng)塔板的壓降相當?shù)母叨葹?lt;/p><p><b>  (48)</b></p><p><b> ?。?9)</b></p><p><b>  2.提留段</b></p><p>  ⑴ 干板阻力 m/s (50)<

63、/p><p>  因,故 (51)</p><p> ?、?板上充氣液層阻力。取, (52)</p><p> ?、?表面張力所造成的阻力</p><p>  此阻力很小,可忽略不計,因此與氣體流經(jīng)塔板的壓降相當?shù)母叨葹椋?(53

64、)</p><p><b>  3.2 淹塔</b></p><p>  為防止發(fā)生淹塔現(xiàn)象,要求控制降液管中清液高度 (54)</p><p><b>  1、精餾段</b></p><p> ?、?單層氣體通過塔板壓降所相當?shù)囊褐叨?lt;/p><p>  ⑵ 液體通過降

65、液管的壓頭損失:</p><p><b> ?。?5)</b></p><p> ?、?板上液層高度:,則,(56)</p><p><b>  取,已選定, </b></p><p><b>  則</b></p><p>  可見,所以符合防止淹塔的

66、要求</p><p><b>  2、提留段</b></p><p> ?、?單板壓降所相當?shù)囊褐叨?lt;/p><p> ?、?液體通過降液管的壓頭損失</p><p><b> ?。?7)</b></p><p> ?、?板上液層高度:,則(58)</p>&

67、lt;p>  取,則 (59)</p><p>  可見,所以符合防止淹塔的要求</p><p><b>  3.3 霧沫夾帶</b></p><p><b>  1、精餾段</b></p><p>  泛點率= (60)&l

68、t;/p><p>  板上液體流經(jīng)長度: </p><p><b>  板上液流面積: </b></p><p>  查物性系數(shù) K=1.0,泛點負荷系數(shù)圖</p><p><b>  泛點率=</b></p><p>  對于大塔,為了避免過量物沫夾帶,應控制泛點率不超過80%

69、,由以上計算可知,無沫夾帶能夠滿足的要求。</p><p><b>  2.提留段</b></p><p>  取物性系數(shù)K=1.0,泛點負荷系數(shù)圖</p><p><b>  泛點率=</b></p><p>  由計算可知符合要求。</p><p>  3.4 塔板負荷性

70、能圖</p><p><b>  1、霧沫夾帶線</b></p><p>  泛點率= (62)</p><p>  據(jù)此可作出負荷性能圖中的物沫夾帶線,按泛點率80%計算</p><p><b> ?、?精餾段</b></p>

71、;<p>  整理得: (63)</p><p>  由上可知物沫夾帶線為直線,則在操作范圍內(nèi)任取兩個值,算出</p><p><b> ?、?提留段</b></p><p>  整理得: (64)</p>

72、<p><b>  2、液泛線</b></p><p><b> ?。?5)</b></p><p>  由此確定液泛線,忽略式中的,</p><p><b> ?。?6)</b></p><p>  而

73、 (67)</p><p>  精餾段0.52=2.67</p><p> ?、?提留段0.251=5.34</p><p>  整理得: (68)</p><p><b>  3、液相負荷上限</b></p><p>  

74、液體的最大流量應保證降液管中停留時間不低于35s</p><p>  液體降液管內(nèi)停留時間 (70)</p><p>  以Q=5s作為液體在降液管內(nèi)停留時間的下限,則</p><p>  m3/s (71)</p><p><b>  

75、4、漏液線</b></p><p>  對于型重閥,依作為規(guī)定氣體最小負荷的標準,則(72)</p><p> ?、?精餾段 m3/s</p><p>  ⑵ 提留段 m3/s</p><p><b>  5、液相負荷下限</b></p><p>  取堰上液層高度作為液相負荷下限條件

76、作出液相負荷下限線,該線為與氣相流量無關的豎直線。</p><p>  ,取E=1.0 (73)</p><p><b>  則 m3/s</b></p><p>  由以上15作出塔板負荷性能圖。可以看出</p><p> ?、?在任務規(guī)定的氣液負荷下的操作點p(設

77、計點)處在適宜操作區(qū)內(nèi)的位置;</p><p> ?、?塔板的氣相負荷上限完全由物沫夾帶控制操作下限由漏液控制;</p><p> ?、?按固定的液氣比,由圖可查出塔板的氣相負荷上限 m3/s,氣相負荷下限m3/s</p><p>  所以精餾段操做彈性=,提餾段操做彈性=</p><p>  浮閥塔工藝設計計算結(jié)果</p>&

78、lt;p><b>  第四章 塔附件設計</b></p><p><b>  4.1 接管</b></p><p><b>  1、進料管</b></p><p>  進料管的結(jié)構(gòu)類型很多,有直管進料管,彎管進料管,本設計采用直管進料管。</p><p><b>

79、;  管徑計算:</b></p><p>  ,取=1.6m/s,kg/m3 (74)</p><p><b>  m3/s</b></p><p><b>  查表取</b></p><p><b>  2、回流管</b>&

80、lt;/p><p>  采用直管回流管,取 m/s (75)</p><p><b>  m3/s</b></p><p><b>  查表取</b></p><p><b>  3、塔釜出料管</b></p><p&

81、gt;  取m/s,直管出料,m3/s </p><p><b>  查表取</b></p><p><b>  4、塔頂蒸汽出料管</b></p><p>  取直管出氣,取出口管速 ,則</p><p><b>  查表取</b></p><p>&

82、lt;b>  5、法蘭</b></p><p>  由于常壓操作,所有法蘭均采用標準管法蘭,由不同的公稱直徑選用相應的法蘭</p><p><b>  ⑴ 進料管法蘭: </b></p><p><b> ?、?回流管法蘭: </b></p><p> ?、?塔釜出料管法蘭: &l

83、t;/p><p> ?、?塔頂蒸汽管法蘭:</p><p>  ⑸ 塔釜蒸汽進氣法蘭: </p><p><b>  4.2 簡體與封頭</b></p><p>  1、簡體 (76)</p><p>  壁厚選6mm,所用材質(zhì)為</p>

84、<p><b>  2、封頭</b></p><p>  封頭分為橢圓形封頭、碟形封頭等幾種,本設計采用橢圓形封頭,由公稱直徑,查得曲面高度,直邊高度,內(nèi)表面積,容積,選用封頭, </p><p><b>  4.3 除沫器</b></p><p>  當空塔氣速較大,塔頂帶液現(xiàn)象嚴重,以及工藝過程中不許出現(xiàn)氣

85、速夾帶霧滴的情況下,設置除沫器,以減少液體夾帶損失,確保氣體純度,保證后續(xù)設備的正常操作。常用除沫器有折流式除沫器,絲網(wǎng)除沫器以及程流除沫器。本設計采用絲網(wǎng)除沫器,其具有比表面積大,重量輕、空隙大及使用方便等優(yōu)點。</p><p>  設計全速,選取,系數(shù)=0.107 (77)</p><p><b>  m/s</b></p

86、><p><b>  除沫器直徑</b></p><p>  選取不銹鋼除沫器:類型:標準型,規(guī)格:10-100,材料:不銹鋼絲網(wǎng)()</p><p><b>  4.4 裙座</b></p><p>  塔底常用裙座的結(jié)構(gòu)性能好,連接處產(chǎn)生的局部阻力小,所以它是塔設備的主要支座形式,為了制作方便,一般

87、采用圓筒形。由于群座內(nèi)徑>800mm,故群座壁厚取16mm。</p><p><b>  基礎環(huán)內(nèi)經(jīng): </b></p><p><b>  基礎環(huán)外經(jīng): </b></p><p>  圓整:=1800mm,=2400mm.基礎環(huán)厚度,考慮到腐蝕余量,腐蝕余量取18mm,考慮到再沸器,群座高度取2.5m,地角螺栓直徑

88、取M30.</p><p><b>  4.5 吊柱</b></p><p>  對于較高的室外無框架的整體塔,在塔頂設置吊柱,對于補充和更換填料、安裝和拆卸內(nèi)件,既經(jīng)濟又方便的一項措施,一般取15m以上的塔物設吊柱,本設計中高度大,因此設吊柱。因設計塔徑D=2000mm,可選用吊柱600kg,s=1000mm,l=3500mm,H=1000mm,材料為。</p

89、><p><b>  4.6 人孔</b></p><p>  人孔是安裝和檢修人員進出塔的惟一通道,人空的設置應便于人進入任一層塔板,由于設置人孔處塔間距離大,且人孔設備過多會使制造時塔體的彎曲度難以達到要求,一般每隔10-20塊塔板才設一個人孔,本塔總共37塊板,需設置3個人孔,每個孔直徑為450mm,在設置人孔處,板間距為600mm,裙座上應開設2個人孔,直徑450

90、mm,人孔慎入塔內(nèi)部應與他內(nèi)壁修平,其邊緣需倒裝和磨圓,人孔法蘭的密封形狀及墊片用材,一般與塔的接管法蘭相同,本設計也是如此。</p><p>  第五章 塔總體高度的設計</p><p>  一、塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)谝粚铀P到塔頂封頭的直線距離,取除沫器到第一板的間距為600mm,頂部空間高度為1200mm</p><p>  二、塔的底部空間高度是指塔底最

91、末一層塔盤到塔底封頭的直線距離,釜液停留時間取5s。 </p><p><b> ?。?8)</b></p><p><b> ?。?9)</b></p><p>  塔立體高度 (80)</p><p><b>  (81)</b></p><p&

92、gt;<b>  塔附屬設備設計</b></p><p>  6.1 冷凝器的選擇</p><p>  6.1.1 確定冷凝器的熱負荷 </p><p><b>  (82)</b></p><p>  上式中的,為塔頂混合物的汽化潛熱。</p><p><b> 

93、 kJ/h</b></p><p><b>  kJ/h</b></p><p>  6.1.2 冷凝器的選擇</p><p>  有機物蒸汽冷凝器的設計選用的總體傳熱系數(shù)一般范圍為5001500kcal/(㎡h℃)</p><p>  本設計取 K=700 kcal/(㎡h℃)=2926J/(㎡h℃)

94、 </p><p>  出料液溫度:78.237℃(飽和氣)→78.273℃(飽和液)</p><p>  冷卻水溫度:20℃→35℃</p><p>  逆流操作:=58.273℃,=43.237℃</p><p><b>  ℃</b></p><p>  傳熱

95、面積: (84)</p><p><b>  6.2泵的計算</b></p><p>  6.2.1 確定輸送系統(tǒng)的流量與壓頭</p><p>  以進料泵為例,由以上可知,,</p><p>  設料液面至加料孔為10m,標準彎頭兩個,回彎頭一個,球心閥(全開)一個,則有關管件的

96、局部阻力系數(shù)分別是: 進口突然收縮:,標準彎頭:,</p><p>  回彎頭:,球心閥(全開):</p><p>  則總的局部阻力系數(shù)為:</p><p>  有進料液:,根據(jù), ,</p><p><b>  ,</b></p><p><b>  則 </b>&l

97、t;/p><p>  對于水力光滑管,當時,摩擦系數(shù)可由下式計算:</p><p><b>  ,</b></p><p><b>  則</b></p><p>  兩截面之間列柏努力方程求泵的揚程:</p><p><b>  流量 </b></p

98、><p>  6.2.2 選擇泵的類型與型號</p><p>  根據(jù)輸送液體的性質(zhì)和操作條件選IS型泵,文獻[4]所選進料泵的型號為:IS 50-32-125,</p><p>  表5-5 進料泵的性能參數(shù)</p><p>  6.3.原料預熱器的設計</p><p>  管層走物料,殼層走水,選取K=300 w/m

99、2·K,選用1200C飽和水蒸氣加熱</p><p>  進料液:200C950C</p><p>  水:1200C1200C</p><p><b>  ,</b></p><p>  因為QF=2.09×106kJ/h=5.806×105J/s</p><p>

100、<b>  所以A=</b></p><p><b>  參考書目</b></p><p><b>  教材:</b></p><p>  1.《化工原理》(上,下冊)譚天恩 竇梅 周明華 編著?;瘜W工業(yè)出版社(第三版) 2009年4月第21次印刷</p><p>  2.《化

101、工原理》王志魁編著 化學工業(yè)出版社(第二版)2002年2月第9次印刷</p><p><b>  主要參考文獻:</b></p><p>  1.《化工原理》(新版)上下冊 姚玉英主編天津大學出版社1999年8月第1版</p><p>  2.《化工原理》上、下冊 蔣維鈞主編 清華大學出版社 2003年2月第二版</p>&l

102、t;p>  3.《化工原理課程設計指導》 任曉光主編 化學工業(yè)出版社2009年1月</p><p>  4.《化工原理課程設計》 王國勝主編 大連理工大學出版社 2005年2月</p><p>  5.《化工容器及設備簡明設計手冊》 賀匡國主編 化學工業(yè)出版社 2002年8月</p><p>  6.《化學工程手冊》.北京:化學業(yè)出版社,1991<

103、/p><p>  7.《化工單元過程及設備課程教材》 匡國柱,史啟才主編 化學工業(yè)出版社,2005年1月</p><p><b>  主要符號說明</b></p><p>  F:原料液流量(kmol/h) :原料組成(摩爾分數(shù))</p><p> ?。哼M料溫度(℃)

104、 D :塔頂產(chǎn)品流量(kmol/h) </p><p> ?。核斀M成(摩爾分數(shù)) :塔頂溫度(℃)</p><p>  W:塔底殘液流量(kmol/h) :塔底組成(摩爾分數(shù))</p><p> ?。核诇囟龋ā妫?:密度(kg/m³)&

105、lt;/p><p> ?。浩骄栙|(zhì)量(kg/kmol) :表面張力(N/m2)</p><p>  :粘度(mPa·s) R:回流比</p><p> ?。合鄬]發(fā)度 :塔板效率</p><p>  :浮閥數(shù)

106、 :理論板數(shù)(塊)</p><p>  :實際板數(shù)(塊) :流速(m/s)</p><p> ?。洪y孔氣速(m/s) :臨界閥孔氣速(m/s)</p><p>  :液體質(zhì)量流量(kg/s) :氣體質(zhì)量流量(kg/s)</p><p>  

107、:液體體積流量(m³/s) :氣體體積流量(m³/s)</p><p>  :堰長(m) :降液管底隙高(m)</p><p>  :堰高(m) :堰上液高度(m)</p><p> ?。喊迳弦簩痈叨龋╩) :板間距(m

108、)</p><p>  :降液管內(nèi)清液層高度(m) :降液管寬度(m)</p><p> ?。航狄汗軝M截面積(m2) :塔截面積(m2)</p><p> ?。洪y孔動能因子 :邊緣區(qū)寬度(m)</p><p> ?。浩颇瓍^(qū)寬度(m) :孔心距(m)&l

109、t;/p><p> ?。号砰g距(m) :單板壓降(Pa)</p><p> ?。阂后w在降液管內(nèi)停留時間(s) Q:熱量(kJ/h)</p><p>  r:汽化潛熱(kJ/kg) H:全塔高度(m)</p><p><b>  D:塔徑(m)</b><

110、/p><p>  下標說明:L:液相 V:氣相</p><p>  1:精餾段 2:提留段</p><p><b>  結(jié)束語</b></p><p>  本次課程設計經(jīng)過兩周的時間得以完成,主要包括目錄、緒論、設計方案、浮閥塔的工藝計算等內(nèi)容,主要通過上網(wǎng)搜集資料、查找統(tǒng)計文獻、數(shù)據(jù)的整合計算、文字的篩

111、選以及上機調(diào)試等部分組成,在此基礎上形成了該課程設計的基礎框架,最后由本人加以總結(jié)整合,提出了相關設計方案,具體內(nèi)容在課程設計各章節(jié)均有所體現(xiàn)。本次課程設計讓我取得了很多收獲。</p><p>  首先,通過課程設計資料的搜索以及對數(shù)據(jù)的計算,讓我對化工原理有了更加清晰、更加深刻的認識,課程設計本身的完成過程,其實也是自己對化工原理輪廓的理解,對內(nèi)容的把握的過程,這樣可以更加豐富的了解了化工原理的全貌,對自己的專

112、業(yè)知識學習也更加深刻,不在浮于表面。</p><p>  其次,通過本次課程設計,提高了我的邏輯思維能力以及對材料的整合和篩選能力,這對于我今后的研究和學習有很大的幫助,通過了整個課程設計方案的描述,讓我更加全面的拓寬自己的思考能力。</p><p>  最后,課程設計讓我更加重視實踐,重視對實際工作的關注,有利于提高我理論聯(lián)系實際的能力。通過這次學習,我知道了如何去自覺學習,如何去體驗實

113、踐的成果,如何在實踐中后享受勝利的喜悅。</p><p>  但是,課程設計的完成并不代表我自身學習的終止,在完成過程中我發(fā)現(xiàn)自己有很多缺點不足。另外,大量的內(nèi)容也暴露出自己知識面窄,對實踐活動的能力不強等諸多問題,我想困難和挑戰(zhàn)才是激發(fā)自己前進的動力,自己也將會在今后的學習和生活中,劈荊斬浪,挑戰(zhàn)自我。</p><p>  化工原理課程設計的完成對我來說有深刻的意義,我衷心感謝張杰老師的

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