3/29/2013 化工原理课程设计
则?tm??t2??t1?81.63?25???81.63?45???45.910C因为K?750J/s.(m2.K)
?t81.63?25lnln281.63?45?t1所以A?Q1120.392 ??32.54m?3K?tm750?10?45.91Qc，Cp,c?4.17kJ/(kg.0C)
Cp,c?t2?t1?冷却水的消耗量qm,c?所以qm,c?Qc1120.39?3600??4836.22kg/h Cp,c?t2?t1?4.17??45?25?4.2 再沸器热负荷 采用饱和水蒸汽间接加热，逆流操作，则Q?Wr2r2 查的塔釜温度104.55C下， 乙醇气化潜热：rA?775KJ/kg 水气化潜热：rB?2225KJ/kg 0r2??rixi?775?0.0000396?46??1?0.0000396??2225?18?40049.83kJ/kmol
'故Q?L?WMf1r??155.7654?55.4634??40049.83/3600?1115.86kJ/s ??因为设备蒸汽热损失为加热蒸汽供热量的5%，所以所需蒸汽的质量流量为： qm,hQ1115.86?3600?1?0.05????1895.69kg/h r2225r_加热蒸汽的冷凝潜热，kJ/kg 五、浮阀塔工艺设计结果
项目 塔径D/m 板间距HT/m 数值 0.9 0.35 25
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板上液层高度hL/m 空塔气速 精馏塔u/(m.s?1) 提馏塔u/(m.s?1) 溢流堰长度 lw/m 溢流堰高度 精馏段hw/m 提馏段hw/m 降液管截面积Af/m 降液管高度Wd/m 降液管底隙高度 精馏段h0/m 提馏段h0/m 浮阀数N/个（等边三角形叉排） 开孔率% 实际动能因数F0 阀孔气速 精馏段 提馏段 精馏段u0/(m.s?1) 提馏段u0/(m.s?1) 孔阀中心距t/m 塔板压降 精馏段hp/m 提馏段hp/m 液体在降液管内的停留时间 降液管内的清液高度 精馏段?/s 提馏段?/s 精馏段Hd/m 提馏段Hd/m 气相负荷下限 精馏段Vs/m3/s 提馏段Vs/m3/s 0.05 1.233 1.19 0.54 0.03995 0.0396 0.035 0.1035 0.025 0.0262 74 13.14 10.78 8.75 9.38 9.06 0.0644 0.0574 13.09 12.35 0.115135 0.108152 0.364 0.433 26
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液相负荷下限 精馏段Ls/m3/s 提馏段Ls/m3/s 0.000436 0.000434 0.00245 液相负荷上限Ls/m3/s 操作弹性 精馏段 提馏段 3.986 4.24 六、精馏塔设备设计
6.1精馏塔塔体材料、内径、壁厚和强度校核 6.1.1精馏塔塔体材料的选择
精馏塔塔体材料：16MnR
依据：我们的操作压力是1.03atm，最大的操作温度为104.55℃，并且所要分离的物质是乙醇和水，对材料的腐蚀性不大，在满足条件的材料中16MnR的价格相对便宜，所以选择
16MnR。
6.1.2精馏塔的内径
Di?900mm
6.1.3壁厚的计算
16MnR当?在6~16mm的范围内时????170MPa，操作压力pc?119.049kpa，设计压
力为：p?1.1pc?130.9539kpa?0.131MPa， 选取双面焊无损检测的比例为全部，所以
t??1
计算壁厚：?d?pDi2?????pt?C1?C2?0.131?900?C1?C2 ，取C1=0.6 ，C2=2
2?170?0.13127
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所以?d?0.347?2?0.6?2.947mm 圆整后取?n?6mm（因为选用16MnR材料的设备最小的壁厚为6mm，即?min?6mm
6.1.4强度校核
(1)求水压试验时的应力。因为16MnR得屈服极限
?s?345Mpa，所以
0.??9s?'pT?1.25P，?T?0?.9?1?350Mp3a1pT?Di??e? 又因为pT为pT?p?1，
2?e???中较大者，计算比较得：p?p?1?0.131?0.1?0.231Mp Tat????e??n?C?6??2?0.6??3.4mm 代入得：?T?0.231??900?3.4??30.689Mpa 2?3.4?T?0.9??s，水压试验满足要求。 6.2封头的选型依据，材料及尺寸规格 6.2.1封头的选型依据 封头的选型：标准的椭圆封头 选型依据：从工艺操作 考虑，对封头形状无特殊要求。球冠形封头、平板封头都存在较大的边缘应力，且采用平板封头厚度较大，故不宜采用。理论上应对各种凸形封头进行计算、比较后，再确定封头形状。但由定性分析可知：半球形封头受力最好，壁厚最薄，但深度大，制造较难，中、低压小设备不宜采用；碟形封头的深度可通过过渡半径r加以调节，但由于碟形封头母线曲率不连续，存在局部应力，故受力不如椭圆形封头；标准椭圆形封头制造比较容易，受力状况比碟形封头好，故可采用标准椭圆形封头。
6.2.2封头材料的选择
封头材料：16MnR
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