課程設(shè)計(jì)報(bào)告-循環(huán)碼計(jì)數(shù)器及苯-甲苯連續(xù)篩板式精餾塔的設(shè)計(jì)

燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書題目：循環(huán)碼計(jì)數(shù)器燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書院（系）：電氣工程學(xué)院基層教學(xué)單位：電子實(shí)驗(yàn)中心學(xué)號學(xué)生姓名專業(yè)（班級）級檢測技術(shù)與儀器設(shè)計(jì)題目循環(huán)碼計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)●設(shè)計(jì)一個(gè)4位循環(huán)碼計(jì)數(shù)器●帶進(jìn)位，且進(jìn)位用指示燈表示●轉(zhuǎn)換狀態(tài)：0000-0001-0011-0010-0110-0111-0101-0100-1100-1101-1111-1110-1010-1011-1001-1000-0000，狀態(tài)是1000時(shí)，有進(jìn)位設(shè)計(jì)要求●用彩燈L9、L10、L11、L18表示各位輸出●用數(shù)碼管顯示相應(yīng)16種狀態(tài)碼●當(dāng)有進(jìn)位時(shí)，蜂鳴器蜂鳴5秒提示工作量●學(xué)會使用Max+PlusII軟件和實(shí)驗(yàn)箱；●獨(dú)立完成電路設(shè)計(jì)，編程下載、連接電路和調(diào)試；●參加答辯并書寫任務(wù)書。工作計(jì)劃了解EDA的基本知識，學(xué)習(xí)使用軟件Max+PlusII，下發(fā)任務(wù)書，開始電路設(shè)計(jì)；學(xué)習(xí)使用實(shí)驗(yàn)箱，繼續(xù)電路設(shè)計(jì)；完成電路設(shè)計(jì)；編程下載、連接電路、調(diào)試和驗(yàn)收；答辯并書寫任務(wù)書。參考資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》.主編電子工業(yè)出版社《EDA課程設(shè)計(jì)B指導(dǎo)書》指導(dǎo)教師簽字基層教學(xué)單位主任簽字說明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。目錄第1章設(shè)計(jì)說明………1.1設(shè)計(jì)思路………1.2模塊介紹………1.3真值表…………第2章原理圖……………第3章波形仿真圖……………………第4章管腳鎖定及硬件連線……………總結(jié)…………………參考文獻(xiàn)第一章設(shè)計(jì)說明1.1設(shè)計(jì)思路以格雷碼循環(huán)的四位循環(huán)碼計(jì)數(shù)器，首先就考慮到應(yīng)該用觸發(fā)器來使其實(shí)現(xiàn)，最終選定JK觸發(fā)器。通過卡諾圖計(jì)算出循環(huán)碼計(jì)數(shù)器的狀態(tài)方程，并得出相應(yīng)驅(qū)動(dòng)方程，及進(jìn)位輸出方程。進(jìn)位時(shí)用進(jìn)位指示燈表示需要用進(jìn)位輸出去控制指示燈，同時(shí)蜂鳴器蜂鳴5秒，這5秒鐘是計(jì)數(shù)器的一個(gè)時(shí)鐘周期。也就是頻率為0.2Hz，頻率組中沒有此頻率的時(shí)鐘信號，故選用2Hz的時(shí)鐘信號，用74160芯片進(jìn)行分頻。彩燈表示輸出，直接將各觸發(fā)器的輸出信號接各彩燈即可。用兩位數(shù)碼管顯示16種狀態(tài)的十進(jìn)制表示，需要提前對觸發(fā)器的輸出信號進(jìn)行處理。，需要一個(gè)比較器及一個(gè)加法器，十六進(jìn)制轉(zhuǎn)化為ＢＣＤ碼顯示：大于等于10的數(shù)得加6進(jìn)1，其他數(shù)就不改變。比較器選用74HC85，加法器選用74LS283。加以一定的邏輯代數(shù)運(yùn)算即可。格雷碼：００００→０００１→００１１→００１０→０１１０→０１１１→０１０１→０１００→１１００→１１０１→１１１１→１１１０→１０１０→１０１１→１００１→１０００1.2模塊介紹該設(shè)計(jì)模塊：分頻器、循環(huán)碼計(jì)數(shù)模塊、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)化ＢＣＤ碼模塊彩燈輸出模塊、進(jìn)位輸出及蜂鳴模塊、數(shù)碼管顯示模塊。前三模塊為主要模塊、分頻器74160（十分頻）：0到9計(jì)數(shù)，9之后進(jìn)位，再回到0，如此依次循環(huán)，進(jìn)位輸出將時(shí)鐘頻率進(jìn)行十分頻。循環(huán)碼計(jì)數(shù)器模塊：兩個(gè)74112芯片用來實(shí)現(xiàn)格雷碼計(jì)數(shù)，各片芯片中含有兩個(gè)JK觸發(fā)器，分頻器的進(jìn)位輸出為觸發(fā)器提供時(shí)鐘信號。十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換ＢＣＤ碼模塊123符號如下圖所示。上面電路圖中四個(gè)輸入信號分別是四個(gè)觸發(fā)器的輸出信號。通過比較器、加法器及相關(guān)運(yùn)算器使四位的十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八位的ＢＣＤ輸出。123符號彩燈輸出模塊進(jìn)位輸出及蜂鳴模塊數(shù)碼管顯示模塊：1.3真值表ＣＬＫＱ３Ｑ２Ｑ１Ｑ０ＣＤ７Ｄ６Ｄ５Ｄ４Ｄ３Ｄ２Ｄ１Ｄ０００００００００００００００１０↓０００１００００００００１２０↓００１１０００００００１１３０↓００１００００００００１０４０↓０１１０００００００１１０５０↓０１１１００００００１１１６０↓０１０１００００００１０１７０↓０１００００００００１００８０↓１１００００００１００１０９０↓１１０１００００１００１１１００↓１１１１００００１０１０１１１０↓１１１０００００１０１００１２０↓１０１０００００１００００１３０↓１０１１００００１０００１１４０↓１００１０００００１００１１５０↓１０００１００００１０００１６０↓０００００００００００００第二章原理圖111111模塊的內(nèi)部詳圖就是模塊介紹中計(jì)數(shù)器模塊圖。123部分模塊介紹中123部分。第三章波形仿真圖CLK——輸入時(shí)鐘信號speaker——蜂鳴器Ｑ３，,Ｑ２，Ｑ１，Ｑ０——分別表示彩燈Ｌ９，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１８Ｄ７，Ｄ６，Ｄ５，Ｄ４，Ｄ３，Ｄ２，Ｄ１，Ｄ０——兩個(gè)四位數(shù)碼管第四章管腳鎖定及硬件連線管腳鎖定：輸入時(shí)鐘信號ＣＬＫ鎖定６９號引腳（外接）Ｑ３、Ｑ２、Ｑ１、Ｑ０分別鎖定７４,７１,７０,６８號引腳（外接）指示燈Ｃ鎖定１２號引腳（內(nèi)鎖）蜂鳴器speaker鎖定38號引腳（內(nèi)鎖）位控位ss2鎖定97號引腳（內(nèi)鎖）位控位ss1鎖定96號引腳（內(nèi)鎖）Ｄ７、Ｄ６、Ｄ５、Ｄ４、Ｄ３、Ｄ２、Ｄ１、Ｄ０分別鎖定１４８、１４７、１４４、１４３、１４２、１４１、１４０、１３９號引腳硬件連線：將６９號引腳與２Ｈｚｃｌｋ引腳２０號用導(dǎo)線連接將７４、７１、７０、６８號引腳分別與Ｌ９、Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１８號引腳用導(dǎo)線連接總結(jié)在為期一個(gè)星期的ＥＤＡ課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多東西。前只聽說過ＥＤＡ技術(shù)到現(xiàn)在對該技術(shù)有一定了解與掌握，并且會運(yùn)用。知道如何去設(shè)計(jì)循環(huán)碼計(jì)數(shù)器，怎樣將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換ＢＣＤ碼表示。在設(shè)計(jì)開始的時(shí)候，我都不清楚格雷碼表示的計(jì)數(shù)器該如何表示，只在腦海中有一點(diǎn)點(diǎn)印象可以用觸發(fā)器來制作；不明白十六進(jìn)制ＢＣＤ碼之間如何通過電器件去轉(zhuǎn)換。設(shè)計(jì)的過程中并不是特別順利，有一些磕磕碰碰，對軟件的不熟悉，對一些器件功能的記憶有點(diǎn)模糊，只能慢慢的去學(xué)習(xí)，去翻閱書籍加深記憶開始使用ＥＤＡ軟件時(shí)，常常一不小心就會加上額外節(jié)點(diǎn)，使不該連接的線路連接上，往往在調(diào)試時(shí)有錯(cuò)誤報(bào)出卻不明白為什么出錯(cuò)。還以為自己設(shè)計(jì)的原理圖出現(xiàn)問題，就去更改自己的電路圖，還出現(xiàn)一些無法更改的問題，提示所選芯片內(nèi)部有問題。后來跟同學(xué)討論才發(fā)現(xiàn)原來是點(diǎn)鼠標(biāo)時(shí)不小心加上的額外節(jié)點(diǎn)。設(shè)計(jì)的過程中，仔細(xì)點(diǎn)是十分必要的，可以少浪費(fèi)時(shí)間。在選擇編程器器件及管腳鎖定過程，不小心選錯(cuò)了芯片，有很多管腳號碼沒有，無法進(jìn)行鎖定，剛開始我以為軟件出問題了，后來通過請教老師才可能是芯片選差了。驗(yàn)實(shí)驗(yàn)箱時(shí)老師提醒應(yīng)該用兩位數(shù)碼管顯示，之后又開始重新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換電路。這過程確實(shí)對我來說真的十分寶貴，感謝老師們的悉心指導(dǎo)及同學(xué)們的幫助，今后我會更加努力的。參考文獻(xiàn)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》常丹華主編電子工業(yè)出版社《ＥＤＡ課程設(shè)計(jì)Ｂ指導(dǎo)書鄭兆兆周連連張強(qiáng)燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)評審意見表指導(dǎo)教師評語：①該生學(xué)習(xí)態(tài)度（認(rèn)真較認(rèn)真不認(rèn)真）②該生遲到、早退現(xiàn)象（有無）③該生依賴他人進(jìn)行設(shè)計(jì)情況（有無）平時(shí)成績：指導(dǎo)教師簽字：圖面及其它成績：答辯小組評語：①設(shè)計(jì)巧妙，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，并有所創(chuàng)新。②設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。③實(shí)現(xiàn)了大部分設(shè)計(jì)要求。④沒有完成設(shè)計(jì)要求，或者只實(shí)現(xiàn)了一小部分的設(shè)計(jì)要求。答辯成績：組長簽字：20**年3月15日課程設(shè)計(jì)綜合成績：答辯小組成員簽字：化工原理課程設(shè)計(jì)題目：苯--甲苯二元物系篩板式精餾塔的設(shè)計(jì)

化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一設(shè)計(jì)題目：苯-甲苯連續(xù)篩板式精餾塔的設(shè)計(jì)二任務(wù)要求設(shè)計(jì)一連續(xù)篩板精餾塔以分離苯和甲苯，具體工藝參數(shù)如下：

原料加料量F＝100kmol/h

進(jìn)料組成xF＝0.462

餾出液組成xD＝0.932釜液組成xw＝0.032

塔頂壓力p＝100kpa單板壓降≤0.7kPa2工藝操作條件：常壓精餾，塔頂全凝器，塔底間接加熱，泡點(diǎn)進(jìn)料，泡點(diǎn)回流。三主要設(shè)計(jì)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)方案的選擇及流程說明2、工藝計(jì)算3、主要設(shè)備工藝尺寸設(shè)計(jì)（1）塔徑及精或提餾段塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定（2）塔板的流體力學(xué)校核（3）塔板的負(fù)荷性能圖（4）總塔高4、輔助設(shè)備選型與計(jì)算5、設(shè)計(jì)結(jié)果匯總6、工藝流程圖及精餾塔設(shè)備條件圖目錄摘要化工生產(chǎn)常需要進(jìn)行液體混合物的分離以達(dá)到提純或回收有用組分的目的，精餾是利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝達(dá)到輕重組分分離的方法。精餾操作在化工、石油化工、輕工等工業(yè)生產(chǎn)中中占有重要的地位。為此，掌握氣液相平衡關(guān)系，熟悉各種塔型的操作特性，對選擇、設(shè)計(jì)和分析分離過程中的各種參數(shù)是非常重要的。塔設(shè)備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備類型之一。本次設(shè)計(jì)的篩板塔是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備。此設(shè)計(jì)針對二元物系的精餾問題進(jìn)行分析、選取、計(jì)算、核算、繪圖等，是較完整的精餾設(shè)計(jì)過程，該設(shè)計(jì)方法被工程技術(shù)人員廣泛的采用。精餾設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)方案的選取，主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算——物料衡算、熱量衡算、工藝參數(shù)的選定、設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算，輔助設(shè)備的選型，工藝流程圖，主要設(shè)備的工藝條件圖等內(nèi)容。通過對精餾塔的運(yùn)算，可以得出精餾塔的各種設(shè)計(jì)如塔的工藝流程、生產(chǎn)操作條件及物性參數(shù)是合理的，換熱器和泵及各種接管尺寸是合理的，以保證精餾過程的順利進(jìn)行并使效率盡可能的提高。關(guān)鍵詞：苯、甲苯、精餾段、提餾段、篩板塔。第一章緒論§1.1設(shè)計(jì)方案苯和甲苯的混合液是使用機(jī)泵經(jīng)原料預(yù)熱器加熱后，送入精餾塔。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝后，冷凝液部分利用重力泡點(diǎn)回流；部分連續(xù)采出經(jīng)冷卻器冷卻后送至產(chǎn)品罐。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。具體連續(xù)精餾流程參見下圖（圖1-2-1）： 全凝器回流出料乙胺二乙胺溶液 塔釜全塔物料衡算§1.2設(shè)計(jì)全塔物料衡算板數(shù)的確定板數(shù)的確定篩板塔的設(shè)計(jì)篩板塔的設(shè)計(jì)畫篩板負(fù)荷性能圖畫篩板負(fù)荷性能圖熱量衡算熱量衡算附屬設(shè)備及主要附件的設(shè)計(jì)附屬設(shè)備及主要附件的設(shè)計(jì)§1.3選塔依據(jù)篩板塔是現(xiàn)今應(yīng)用最廣泛的一種塔型，設(shè)計(jì)比較成熟，具體優(yōu)點(diǎn)如下：結(jié)構(gòu)簡單、金屬耗量少、造價(jià)低廉.氣體壓降小、板上液面落差也較小.塔板效率較高.改進(jìn)的大孔篩板能提高氣速和生產(chǎn)能力，且不易堵塞塞孔.第二章精餾塔的工藝設(shè)計(jì)2.1精餾塔的物料衡算2.1.1原料液及塔頂塔底產(chǎn)品的摩爾分率：進(jìn)料組成：=0.45+0.001×(20-8)=0.462溜出液組成：=0.92+0.001×(20-8)=0.932釜液組成：=0.02+0.001×(20-8)=0.032進(jìn)料量F=100kmol/h總物料衡算：即：易揮發(fā)組分物料衡算：即：聯(lián)立解得：D=47.78kmol/h，W=52.22kmol/h2.1.2原料液及塔頂塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量：苯的摩爾質(zhì)量：kg/mol甲苯的摩爾質(zhì)量：kg/mol=O.462×78.11+(1-0.462)×92.14=85.66kg/mol=0.932×78.11+(1-0.932)×92.14=79.06kg/mol=0.032×78.11+(1-0.032)×92.14=91.69kg/mol2.2物性參數(shù)的計(jì)算2.2.1操作溫度的計(jì)算由苯---甲苯的氣液平衡關(guān)系表2-1知：（101.3kPa)表2-1溫度t/℃苯的摩爾分?jǐn)?shù)溫度t/℃苯的摩爾分?jǐn)?shù)液相x/％氣相y/％液相x/％氣相y/％110.40.00.090.058.477.8106.010.823.286.073.887.6102.021.039.984.082.492.198.032.254.382.091.596.494.044.666.881.096.398.592.051.272.580.2100.0100.0下面用內(nèi)插法分別求塔頂，進(jìn)料，塔釜的溫度，分別用，，表示：對于塔頂：=0.93，由氣液平衡關(guān)系表用內(nèi)插法求，即：塔頂溫度：=解得：=81.65℃進(jìn)料溫度：=解得：=93.52℃塔底溫度：=解得：=109.10℃精餾段平均溫度：t===87.585℃提溜段平均溫度：t===101.31℃2.2.2相對揮發(fā)度α的計(jì)算苯—甲苯的飽和蒸汽壓可用安托因方程求解，即：Lg=A-式中：t：物系溫度，單位：℃.：飽和蒸汽壓，A,B,C,—Antoine常數(shù)，見如下表2-2表2-2組分ABC苯(A)6.0231206.35220.24甲苯(B)6.0781342.94219.58即：苯-甲苯的安托因方程分別為：對于塔頂：=81.65℃，則=6.023-=106.42Kpa=6.078-=41.35Kpaα===2.574同理，塔底：=109.10℃則=6.023-=229.12Kpa=6.078-=97.52Kpa解得：p=229.308kPa,p=97.230kPaα===2.349相對揮發(fā)度為：===2.459從而得到相平衡方程:y==泡點(diǎn)進(jìn)料：q=1，X=X=0.462，代入相平衡方程，得y==0.68最小回流比為：R===1.16R=（1.1~2.0）R，取R=1.8R=1.81.16=2.092.3精餾塔汽液相負(fù)荷精餾段：L=RD=2.0947.78=99.86kmol/hV=(R+1)D=(2.09+1)47.78=147.64kmol/h提餾段：=L+qF=99.86+1100=199.86kmol/hkmol/h2.4操作線方程的確定精餾段操作線方程的確定：=提餾段操作線方程的確定聯(lián)立以上兩式得：，2.5精餾塔理論塔板數(shù)的計(jì)算對于苯-甲苯物系，我采用了相平衡方程與操作線方程式逐板計(jì)算法求理論板數(shù)：精餾段操作線方程：（1）提溜段操作線方程：（2）平衡線方程：（3）由于是全凝器：從第一塊塔板下降的液體組成由式（3）求得：第二塊板上升的氣相組成用式（1）求得：第二塊板下降的液相組成由（3）式求得：用此法依次計(jì)算得:，，，<因?yàn)?所以第6塊板上升的氣相組成由提餾段操作線方程(2)求得:以此計(jì)算得：，，，，，根據(jù)以上求解結(jié)果可得：總理論板數(shù)為，第6塊板為進(jìn)料板，精餾段理論板數(shù)為5塊，提餾段理論板數(shù)為6塊。2.6板效率的計(jì)算對于進(jìn)料：=93.52℃得：又精餾段平均相對揮發(fā)度：提餾段平均相對揮發(fā)度：由液體平均粘度公式：可求得不同溫度下苯和甲苯的粘度對于苯(A)，其中，即：當(dāng)℃時(shí)，當(dāng)℃時(shí)，對于甲苯(B)，其中，即：當(dāng)℃時(shí)，當(dāng)℃時(shí)又精餾段的液相組成：提餾段的液相組成：精餾段平均液相粘度：提餾段的平均液相粘度:精餾段的板效率：提餾段的板效率：2.7實(shí)際板數(shù)的計(jì)算及全塔效率的計(jì)算其中第11塊為加料版。全塔效率：第三章板式塔主要工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1塔的工藝條件及物性的數(shù)據(jù)計(jì)算3.1.1操作壓力的計(jì)算塔頂操作壓力假設(shè)每層塔板壓降進(jìn)料板壓力精餾段平均壓力塔釜壓力進(jìn)料板壓力提餾段平均壓力3.1.2操作溫度計(jì)算=81.65t=93.52t=109.10精餾段平均溫度℃提餾段平均溫度℃3.1.3平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算塔頂平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算由,。可知：進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算由，塔釜平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算·由，精餾段平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算提餾段平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算3.1.4平均密度氣相平均密度計(jì)算由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算,即精餾段提餾段液相平均密度計(jì)算液相平均密度依下式計(jì)算，即塔頂液相平均密度的計(jì)算℃，得： 質(zhì)量分率為則進(jìn)料板液相平均密度的計(jì)算℃，得： 質(zhì)量分率為則塔底液相平均密度的計(jì)算，得： 質(zhì)量分率為則精餾段平均液相密度：提餾段平均液相密度：3.1.5液體平均表面張力液相平均表面張力依下式計(jì)算，即塔頂液相平均表面張力的計(jì)算：℃得進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算：℃得塔釜液相平均表面張力的計(jì)算：℃得則:精餾段液相表面張力：提餾段液相表面張力：3.1.5液體粘度計(jì)算塔頂液相平均粘度計(jì)算由℃得進(jìn)料板液相平均粘度計(jì)算由℃得塔釜液相平均粘度計(jì)算由℃得則：3.2精餾塔的主要工藝尺寸計(jì)算3.2.1塔徑D的計(jì)算(1)精餾段精餾段的氣液相體積流率：式中C由：求得由史密斯關(guān)聯(lián)圖得，圖的橫坐標(biāo)參數(shù)為：取板間距，板上液層高度，則：可得到：校正表面張力為：液泛速度：取安全系數(shù)為0.70則空塔速度為：塔徑：按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為：塔截面積為：精餾實(shí)際空塔氣速為：(2)提餾段提餾段的氣液相體積流率：式中C由：求得由史密斯關(guān)聯(lián)圖查得，圖的橫坐標(biāo)參數(shù)為：取板間距，板上液層高度，則：校正表面張力為：液泛速度：取安全系數(shù)為0.70則空塔速度為：塔徑：按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為：塔截面積為：提餾實(shí)際空塔氣速為:3.2.2精餾塔有效高度的計(jì)算精餾段的有效高度為：提餾段的有效高度為：在進(jìn)料板上方開一人孔，其高度為0.8m，故精餾塔的有效高度為：3.3塔板主要工藝尺寸的計(jì)算3.3.1溢流裝置因塔徑，可選用單溢流，弓型降液管，凹行受液盤，不設(shè)進(jìn)口堰。溢流堰長堰流堰高度選用平直堰，堰上液高度由計(jì)算近似取，則：精餾段：取板上清液層高度故：提餾段：取板上清液層高度故：弓形降液管的寬度與降液管的面積由查圖5-7得，故：液體在降液管中停留時(shí)間：精餾段，提餾段，故降液管設(shè)計(jì)合理。3.3.2降液管底隙高度(1)精餾段取液體通過降液管底隙的流速，依下式計(jì)算降液管底隙高度（2）提餾段取液體通過降液管底隙的流速，則：故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。選選凹形受液盤，深度3.4塔板布置3.4.1塔板的分塊因D=1400mm>800mm,故塔板采用分塊式：表2-1塔徑mm800塔板分塊數(shù)3456因此,塔板分為4塊.邊緣區(qū)寬度確定:精餾段:取提餾段:取開孔區(qū)面積計(jì)算開孔區(qū)面積精餾段:提餾段:篩孔計(jì)算及其排列因?yàn)樗幚淼奈锵禑o腐蝕性,可選用碳鋼板,取篩孔直徑,篩孔按正三角排列,取孔中心距：精餾段:篩孔數(shù)目為提餾段:篩孔數(shù)目為開孔率為精餾段氣體通過閥孔的氣速為提餾段氣體通過閥孔的氣速為3.5篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算3.5.1塔板壓降干板阻力計(jì)算由,精餾段:提餾段:氣體通過液層的阻力計(jì)算氣體通過液層的阻力精餾段:提餾段:液體表面張力的阻力計(jì)算精餾段:氣體通過每層塔板的液柱高度按下式計(jì)算氣體通過每層塔板的壓降為：(設(shè)計(jì)允許值)提餾段:氣體通過每層塔板的液柱高度按下式計(jì)算氣體通過每層塔板的壓降為：<0.7Kpa(設(shè)計(jì)允許值)3.5.2液面落差對于篩板塔,液面落差很小且本例的塔徑和液流量均不大,故可忽略液面落差的影響.3.5.3液沫夾帶液面夾帶量:其中:精餾段:提餾段:故在本設(shè)計(jì)中液沫夾帶量在允許范圍內(nèi).3.5.4漏液對篩板塔,漏液點(diǎn)氣速精餾段:實(shí)際孔速穩(wěn)定系數(shù)提餾段:實(shí)際孔速穩(wěn)定系數(shù)故在本設(shè)計(jì)中無明顯漏液3.6液泛為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛,降液管內(nèi)液層高度應(yīng)服從甲苯-對二甲苯屬一般物系,取,則精餾段:板上不設(shè)進(jìn)口堰，提餾段:板上不設(shè)進(jìn)口堰，故在本設(shè)計(jì)中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象3.6.1漏液線由,得精餾段:=在操作線范圍內(nèi),任取幾個(gè)值,依上式計(jì)算出表2-20.00060.00150.00300.00450.5640.5790.5980.613提餾段:=4.870操作線范圍內(nèi),任取幾個(gè)值,依上式計(jì)算出表2-30.00060.00150.00300.00450.4580.4720.4890.503由上表數(shù)據(jù)可作出漏液線13.6.2液沫夾帶線以為限,求出關(guān)系如下:由精餾段:,整理得:在操作范圍內(nèi),任取幾個(gè)值,依上式計(jì)算出值表2-40.00060.00150.00300.00452.4572.3622.242.138提餾段:,,整理得:在操作范圍內(nèi),任取幾個(gè)值,依上式計(jì)算出值表2-50.00060.00150.00300.00452.632.532.422.32由上表數(shù)據(jù)可作出液沫夾帶線2.3.6.3液相負(fù)荷下限線對于平直堰,取堰上液層高度作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)取E=1,則據(jù)此可作為與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3.3.6.4液相負(fù)荷上限線以作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線4.3.6.5液泛線令,由,,,聯(lián)立得:忽略,將與,與,的關(guān)系代入上式,并整理得:式中:將相關(guān)數(shù)據(jù)代入上式,得:精餾段:故繼續(xù)整理得:在操作范圍內(nèi).任取幾個(gè)值,依上式計(jì)算出值表2-60.00060.00150.00300.00452.232.0551.981.90提餾段:故繼續(xù)整理得在操作范圍內(nèi).任取幾個(gè)值,依上式計(jì)算出值表2-70.00060.00150.00300.00452.041.9961.9331.875由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線5第四章熱量衡算4.1熱量衡算示意圖4.2加熱介質(zhì)和冷凝劑的選擇4.2.1加熱介質(zhì)的選擇選擇飽和水蒸氣，溫度133.3，工程大氣壓為300KPa原因：水蒸氣清潔易得，不易結(jié)垢，不腐蝕管道，飽和水蒸氣冷凝放熱值大，而水蒸氣壓力越高，冷凝溫差越大，管程數(shù)相應(yīng)越小，但水蒸氣不宜太高。4.2.2冷卻劑的選擇常用的冷卻劑是水和空氣。故選用25的冷卻水，溫升10，即冷卻水的出口溫度為35。4.3熱量衡算4.3.1比熱容及汽化潛熱的計(jì)算塔頂溫度下的比熱容=81.69℃下，苯和甲苯的比熱容分別為（2）進(jìn)料板溫度=93.55℃時(shí)，塔釜溫度=109.18℃（4）汽化潛熱(1)=81.69℃下,4.3.2熱量衡算：（1）0℃時(shí)塔頂上升的熱量,塔頂以0℃為基準(zhǔn)。（2）回流液的熱量與塔頂組成相同。(3)塔頂流出液的熱量：（4）進(jìn)料的熱量：（5）塔底殘夜的熱量：（6）冷凝器消耗的熱量：項(xiàng)目進(jìn)料塔頂溜出液塔底殘液平均比熱容169.88153.22185.36熱量第五章附屬設(shè)備及主要附件的設(shè)計(jì)5.1塔附件的設(shè)計(jì)5.1.1接管管徑的設(shè)計(jì)塔頂蒸汽出料管操作壓力為常壓，蒸汽速度可取，本設(shè)計(jì)取16m/s.整圓后：表4-1塔頂蒸汽管參數(shù)表熱軋無縫鋼管外徑內(nèi)徑壁厚重量標(biāo)準(zhǔn)號325mm309mm8mm62.54kg/mYB231-70塔釜出料管取整圓后：表4-2塔釜出料管參數(shù)表熱軋無縫鋼管外徑內(nèi)徑壁厚重量標(biāo)準(zhǔn)號108mm100mm4mm10.26kg/mYB231-70回流管取整圓后：

表4-3回流管參數(shù)表熱軋無縫鋼管外徑內(nèi)徑壁厚重量標(biāo)準(zhǔn)號133mm125mm4mm12.72kg/mYB231-70進(jìn)料管整圓后：表4-4進(jìn)料管參數(shù)表熱軋無縫鋼管外徑內(nèi)徑壁厚重量標(biāo)準(zhǔn)號45mm40mm2.5mm3.58kg/mYB231-705.1.2法蘭的選擇由于常壓操作，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，平焊法蘭，根據(jù)不同的公稱直徑選用相應(yīng)的法蘭，據(jù)材料與零部件可得:表4-5法蘭型號進(jìn)料管Pg10Dg40Hg5010-58回流管Pg10Dg125Hg5010-59塔底出料管Pg10Dg100Hg5010-60塔頂進(jìn)氣管Pg10Dg300Hg5010-61塔釜進(jìn)氣管Pg10Dg300Hg5010-625.1.3除沫器氣速:除沫器直徑:5.1.4塔底設(shè)計(jì)料液在釜內(nèi)停留15min，裝料系統(tǒng)取0.5.塔底高h(yuǎn)：塔徑d=2:1塔底料液量:塔底體積:5.1.5筒體操作壓力P=1atm,公稱直徑dg=1600mm查得筒體壁厚為5mm，所用材質(zhì)為.5.1.6封頭封頭分為橢圓形封頭，蝶形封頭幾種，本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱直徑Dg=1600mm查得:5.2冷凝器的設(shè)計(jì)取冷凝器傳熱系數(shù)假如該地區(qū)平均水溫25℃，升溫15℃.對于逆流:℃冷凝器冷凝面積:5.3塔頂封頭本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，公稱直徑：內(nèi)表面積，容積則封頭高度：5.3.1塔頂空間取塔頂間距考慮到需裝除沫器，選他頂空間5.3.2塔底空間取釜液停留時(shí)間為5mim,取塔底液面至最下一層塔板之劍距離為1.5m，則5.3.3裙座塔底常用裙