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课程设计 浮阀塔 共21页，5774字
前言
浮阀塔结构简单，有两种结构型式，即条状浮阀和盘式浮阀，它们的操作和性能基本是一致的，只是结构上有区别，其中以盘式浮阀应用最为普遍。盘式浮阀塔板结构，是在带降液装置的塔板上开有许多升气孔，每个孔的上方装有可浮动的盘式阀片。为了控制阀片的浮动范围，在阀片的上方有一个十字型或依靠阀片的三条支腿。前者称十字架型，后者称V型。目前因V型结构简单，因而被广泛使用，当上升蒸汽量变化时，阀片随之升降，使阀片的开度不同，所以塔的工作弹性较大。
塔内的溶液以两种物质状态运动着，气态穿过塔板升气孔上升，液态横过塔板进入降液管流至下层塔板上，气液两相在每层塔板上接触，进行传热传质，使得乙醇由液态→气态→液态，逐层上升，最后在塔顶部得到浓缩的乙醇，如果使这分子运动速度提高，即强化这一过程，塔的效率就高。气液两相接触有一界面，界面越大即传热传质过程便得到强化，效率就高。过去用筛板 塔、泡罩塔，气体在液体中几乎是垂直上升，鼓泡而出。阀片使上升气体呈水平方向喷射而出，而且采用的汽速较泡罩塔高得多，使气体高度分散，气泡很小，因此气液接触面大。在气体负荷较大时产生雾沫夹带也小，在液流量小时也不会发生不与液层接触而垂直上升的不良现象，随着气体上升量的变化，相应的变化浮阀的流量面积，维持着较高的速，因此气-液始终接触良好。
浮阀精馏塔总的原则是尽可能多地采用先进的技术，使生产达到技术先进、经济合理的要求，符合优质、高产、安全、低能耗的原则，具体考虑以下几点。
⑴ 满足工艺和操作的要求 所设计出来的流程和设备能保证得到质量稳定的产品。设计的流程与设备需要一定的操作弹性，可方便地进行流量和传热量的调节。设置必需的仪表并安装在适宜部位，以便能通过这些仪表来观测和控制生产过程。
⑵ 满足经济上的要求 要节省热能和电能的消耗，减少设备与基建的费用，回流比对操作费用和设备费用均有很大的影响，因此必须选择合适的回流比。设计时应全面考虑，力求总费用尽可能低一些。
⑶ 保证生产安全 生产中应防止物料的泄露，生产和使用易燃物料车间的电器均应为防爆产品。塔体大都安装在室外，为能抵抗大自然的破坏，塔设备应具有一定刚度和强度。
目 录
(一) 设计方案的确定………………………………………………………………………4
(二) 精馏塔的物料衡算……………………………………………………………………4
1. 原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分率………………………………………………4
2. 原料液及塔顶，塔底产品的平均摩尔分率…………………………………………4
3. 物料衡算………………………………………………………………………………4
(三) 塔板数的确定…………………………………………………………………………5
1. 理论层数NT的求取………………………………………………………………….5
2. 实际板数Np的求取…………………………………………………………………7
(四) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算…………………………………………7
1. 操作压力的计算………………………………………………………………………7
2. 操作温度的计算………………………………………………………………………7
3. 平均摩尔质量的计算…………………………………………………………………8
4. 平均密度的计算………………………………………………………………………8
(五) 精馏塔的工艺工艺尺寸的计算………………………………………………………9
1. 塔径的计算……………………………………………………………………………9
2. 精馏塔有效高度的计算……………………………………………………………10
(六) 塔板主要工艺尺寸的计算…………………………………………………………10
1. 降液管的选择与计算………………………………………………………………10
2. 溢流堰的选择与计算………………………………………………………………10
3. 受液盘和底隙………………………………………………………………………11
4. 塔盘及其布置………………………………………………………………………11
5. 浮阀数及其排列……………………………………………………………………11
(七) 塔板流动性能校核…………………………………………………………………13
1. 液沫夹带量校核……………………………………………………………………13
2. 塔板阻力hf的计算…………………………………………………………………13
3. 降液管液泛校核……………………………………………………………………14
4. 液体在降液管内的停留时间………………………………………………………14
5. 严重漏夜校核………………………………………………………………………15
6. 塔板负荷性能图……………………………………………………………………15
1) 过量液沫夹带线关系式………………………………………………………15
2) 液相下限线关系式……………………………………………………………15
3) 严重漏夜线关系式……………………………………………………………16
4) 液相上限线关系式……………………………………………………………16
5) 降液管液泛线关系式…………………………………………………………16
(八) 辅助设备的设计……………………………………………………………………17
(九) 浮阀塔设计计算结果汇总…………………………………………………………19
(十) 参考文献……………………………………………………………………………20