65m3h直接蒸氨工藝設(shè)計(jì)-大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

②→y2=0.0377→X2=0.3%→y3=0.0364→X3=0.2897%＜XF=0.298%所以精餾段理論板數(shù)為2，第3層為進(jìn)料板.提餾段y==8.33x-0.0011=3\*GB3③用=1\*GB3①=3\*GB3③方程逐板計(jì)算得X3=0.2897%→y4=0.02364→X4=0.1859%→y5=0.0144→X5=0.1127%→y6=0.00829→X7=0.064%→y8=0.00423→X8=0.0327%→y9=0.001624→X9=0.0125%＜XW=0.0136%第9塊板組成小于XW，所以提餾段的塔板數(shù)為7因此，全塔共9塊板，第3板進(jìn)料。在68℃《化學(xué)化工物化數(shù)據(jù)手冊—無機(jī)卷》[7]ρLm=958.38Kg由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算kg/m34.2精餾塔數(shù)據(jù)收集操作回流比：R=0.927理論板數(shù)：NT=9進(jìn)料版序號：NF=3塔頂溫度：TD=101塔釜溫度：TW=68℃塔頂?shù)谝粔K板參數(shù)氣相流量V1=292Kmol/h液相流量L1=97Kmol/h氣相組成y1=6.8%液相組成X1=0.3581%氣相平均摩爾質(zhì)量MV1=17.9液相平均摩爾質(zhì)量ML1=18氣相密度ρv1=0.5786Kg/m3液相密度ρL1=958.38Kg/m3,4.3塔徑的計(jì)算液相質(zhì)量流量為ωL=L1×M1=97×18=1746Kg／h氣相質(zhì)量流量為ωv=V1×MV1=292×17.9=5226.8Kg／h流動參數(shù)Ψ=查《化工原理課程設(shè)計(jì)》[8]第141頁圖5—22知Cs.max=0.17Cs=0.8Cs.max=0.8×0.17=0.136由Cs=u=D=塔徑取整為D=700mm液體噴淋密度及空塔氣速核算液體噴淋密度為U=4.736(m3/m2.h)>0.2(m3/m2.h)空塔氣速為：u=4.4填料層高度計(jì)算填料層高度的計(jì)算采用理論板當(dāng)量高度法。對于250Y金屬孔板波紋填料，查《化工原理課程設(shè)計(jì)》第220頁附錄六得，每米填料理論板數(shù)為2～3塊，取nt=2.則HETP==0.5m由Z=NT×HETP，精餾段填料層高度為Z精=2×0.5=1mZ精’=1.5×1=1.5m提餾段填料層高度為Z提=7×0.5=3.5mZ提’=1.25×3.5=4.375m設(shè)計(jì)取精餾段填料層的高度為1.5m，提餾段填料層的高度為4.4m.根據(jù)式h=（15～20）HETP取填料層分段高度為h=16×HETP所以h=16×0.5=8m.故精餾段和提餾段不需要分段。4.5填料層壓降計(jì)算對250Y金屬孔板波紋填料，查《化工原理課程設(shè)計(jì)》第220頁附錄六得，每米填料層壓降為△P∕Z=3×10—4MPa∕m精餾段填料層的壓降為△P精=1.5×3×10-4=4.5×10-4MPa，提餾段填料層的壓降為△P提=4.4×3×10-4=1.32×10-3MPa，填料層總壓降為△P=4.5×10-4+1.32×10-3=1.77×10-3Mpa.4.6接管管徑計(jì)算塔頂出料口Vv=V/ρv1=3632.5/（0.586×3600）=1.74m3查《化工原理—上冊》[9]22頁表1-1某些流體在管道中的常用流速范圍，飽和蒸汽速度范圍20—40m/s,選取管內(nèi)速度u=25m/s由Ц算得d出料=298mm查《化工原理—上冊》附錄十七輸送流體用無縫鋼管規(guī)格將其圓整后取d塔頂=299mm同法計(jì)算得回流液進(jìn)口d回流=28mm進(jìn)料口d進(jìn)料=34mm蒸汽進(jìn)口d蒸汽=299mm釜底出料d釜底=36mm4.7液體分布器的簡要設(shè)計(jì)（1）液體分布器確定液體分布器有噴灑型，溢流型，沖擊型。管式噴灑器適用于小直徑填料塔（塔直徑300mm以下）優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，缺點(diǎn)是噴淋面積小。對于大直徑填料塔課采用環(huán)管多空噴灑器，其機(jī)構(gòu)簡單，制造方便但對液體要求清潔，否則小孔易堵塞?？紤]到進(jìn)料含有少量藥物殘?jiān)菀锥氯】?，所以不宜采用噴灑型，可使用溢流型分布器，因?yàn)椴捎弥虚g進(jìn)料，安裝槽式分布器復(fù)雜，而盤式分布器是常用的一種溢流型分布器，盤式分布器結(jié)構(gòu)簡單，流體阻力小，液體分布均勻。在此采用中央進(jìn)料的盤式分布器能較好的滿足要求。（2）孔徑計(jì)算根據(jù)《化工原理課程設(shè)計(jì)》148頁表5-19Eckert的波紋填料塔分布點(diǎn)密度推薦值和塔直徑700mm查得分布點(diǎn)密度去90點(diǎn)/m2.則開孔數(shù)目n=（πD2／4）×90=0.785×0.72×90=34.65≈35點(diǎn)。布液計(jì)算：用《化工原理課程設(shè)計(jì)》148頁液體分布器布液能力計(jì)算公式由d02n取=0.60,=160mmωL=L1×M1=97×18=1746Kg／hρL1=958.38Kg/m3,Ls=ωL／ρL1=1746／958.38=1.822m3所以：d0=（4Ls／πn）1／2代入數(shù)據(jù)得d0=0.004m。設(shè)計(jì)取d0=4mm。（3）盤徑計(jì)算液體分布器的自由截面積是指氣體通道占塔截面積的比值。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)性能優(yōu)良的分布器其自由截面積為50%~70%，設(shè)計(jì)中自由截面積最小值應(yīng)在35%以上。知自由截面積計(jì)算公式為取自由截面積為50%計(jì)算得D1=494.97mm,取D1=500mm.。再分布器設(shè)定液體再分布錐皆有簡單，安裝方便，工業(yè)上較為常用。在此選分布錐做再分布器。根據(jù)≤化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)≥276頁錐頭小頭直徑為（0.7~0.8）D，選取0.8D=800mm。直徑1m下的分布錐見距離H≤6D。直徑1m上的H≤（2～3）D，考慮到精餾段分段高度4m，所以可以在每段后加一分布錐。查《化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊-下卷》1118頁，錐體與塔壁夾角35°到45°間，在此取45°寧夏大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第五章其他設(shè)備選型第五章其它設(shè)備選型5.1泵的選型原則和依據(jù)泵選型原則：（1）使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚(yáng)程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數(shù)的要求。（2）機(jī)械方面可靠性高、噪聲低、振動小

（3）經(jīng)濟(jì)上要綜合考慮到設(shè)備費(fèi)、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、維修費(fèi)和管理費(fèi)的總成本最低。（4）離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結(jié)構(gòu)簡單、輸液無脈動、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點(diǎn)。因此除以下情況外，應(yīng)盡可能選用離心泵：有計(jì)量要求時(shí)，選用計(jì)量泵揚(yáng)程要求很高，流量很小且無合適小流量高揚(yáng)程離心泵可選用時(shí)，可選用往復(fù)泵，如汽蝕要求不高時(shí)也可選用旋渦泵。揚(yáng)程很低，流量很大時(shí)，可選用軸流泵和混流泵。介質(zhì)粘度較大（大于650~1000mm2/s）時(shí)，可考慮選用轉(zhuǎn)子泵或往復(fù)泵介質(zhì)含氣量75%，流量較小且粘度小于37。4mm2/s時(shí)，可選用旋渦泵。對啟動頻繁或灌泵不便的場合，應(yīng)選用具有自吸性能的泵，如自吸式離心泵自吸式旋渦泵、氣動（電動）隔膜泵。泵選型依據(jù)，應(yīng)根據(jù)工藝流程，給排水要求，從五個(gè)方面加以考慮，既液體輸送量、裝置揚(yáng)程、液體性質(zhì)、管路布置以及操作運(yùn)轉(zhuǎn)條件等（1）流量是選泵的重要性能數(shù)據(jù)之一，它直接關(guān)系到整個(gè)裝置的的生產(chǎn)能力和輸送能力。如設(shè)計(jì)院工藝設(shè)計(jì)中能算出泵正常、最小、最大三種流量。選擇泵時(shí)，以最大流量為依據(jù)，兼顧正常流量，在沒有最大流量時(shí)，通?？扇≌Ａ髁康?倍作為最大流量。（2）裝置系統(tǒng)所需的揚(yáng)程是選泵的又一重要性能數(shù)據(jù)，一般要用放大5%—10%余量后揚(yáng)程來選型。（3）液體性質(zhì)，包括液體介質(zhì)名稱，物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)和其它性質(zhì)，物理性質(zhì)有溫度c密度d，粘度u，介質(zhì)中固體顆粒直徑和氣體的含量等，這涉及到系統(tǒng)的揚(yáng)程，有效氣蝕余量計(jì)算和合適泵的類型：化學(xué)性質(zhì)，主要指液體介質(zhì)的化學(xué)腐蝕性和毒性，是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據(jù)。（4）裝置系統(tǒng)的管路布置條件指的是送液高度送液距離送液走向，吸如側(cè)最低液面，排出側(cè)最高液面等一些數(shù)據(jù)和管道規(guī)格及其長度、材料、管件規(guī)格、數(shù)量等，以便進(jìn)行系梳揚(yáng)程計(jì)算和汽蝕余量的校核。（5）操作條件的內(nèi)容很多，如液體的操作T飽和蒸汽力P、吸入側(cè)壓力PS（絕對）、排出側(cè)容器壓力PZ、海拔高度、環(huán)境溫度操作是間隙的還是連續(xù)的、泵的位置是固定的還是可移的。5.2板式換熱器本設(shè)計(jì)采用平板式換熱器。平板式換熱器主要由傳熱板、墊片和壓緊裝置三部分組成。板片一般是薄金屬板并沖壓成各種形式的規(guī)則波紋。每兩塊板的周邊上安上墊片，通過壓緊裝置壓緊后可達(dá)密封的目的，并使兩塊板面之間形成流體通道。采用不同厚度的墊片，可以調(diào)節(jié)流體通道（板間距離）的大小。每塊板的四個(gè)角上各開有一個(gè)孔道，借助于墊片的配合使兩個(gè)對角方向的孔與板面上的流道接通。而另外的兩個(gè)孔靠墊片與板面的流道隔開。這樣，冷熱兩流體分別在同一塊的兩側(cè)流過。除了兩端的板外，每個(gè)板面就是一個(gè)換熱面。波紋板是板式換熱器的關(guān)鍵部件，一般由不銹鋼、鋁、鈦、普通碳鋼等薄板沖壓而成。波紋板根據(jù)波紋型式的不同，有水平波紋板、人字波紋板、半球開（瘤形）波紋板、梯形斷面平直波紋板、“S”形波紋板階梯形波紋板等近百種。主要優(yōu)點(diǎn)：（1）傳熱效率高。由于平板式換熱器流道小及板面的特殊形狀，造成了板間流體通道方向和截面的不斷改變，流體流經(jīng)通道時(shí)，就遇到了多次流向和流速的改變，從而使緊貼板面的滯流層受到破壞，增加了流體的湍動程度和對流傳熱系數(shù)，同時(shí)，這種湍動還能使流體在換熱器中均勻分布，更有利于熱交換，因而使傳熱效率大提高。其傳熱效率比列管式高2~4倍，特別適用于迅速加熱和迅速冷卻的換熱過程。（2）適應(yīng)性強(qiáng)。平板式換熱器可以通過增減板片來達(dá)到所需要的換熱面積。對同一臺換熱器，還可通過中間隔板分成幾個(gè)單元組合體，以適應(yīng)同時(shí)進(jìn)行幾種流體的加熱或冷卻。（3）結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，單位體積的換熱面大，耗用材料少。因平板式換熱器板片很薄，又可排得很緊，故設(shè)備緊湊，單位體積可獲得較大的傳熱面，對板間距4~6mm的板式換熱器可達(dá)，而列管式換熱器僅為40~150。每平方米傳熱面耗用金屬量為16kg（對人字形波紋板來說，每平方米傳熱面耗用金屬量僅8kg），比列管式換熱器節(jié)省材料一倍以上，特別是處理腐蝕性物料時(shí)，可以節(jié)省大量耐腐蝕材料。熱量損失少。若用于回收熱量，其回收率可達(dá)85~90%以上。（4）易于拆卸、清洗、檢修。（5）能夠精確控制換熱溫度，特別適用于衛(wèi)生條件要求高，對傳熱有敏感性或粘性較大的流體。因而被廣泛用于食品和制藥工業(yè)。5.3冷凝器冷凝器的任務(wù)是冷凝離開塔頂?shù)恼羝?，以便為分離提供足夠的回流。部分冷凝的優(yōu)點(diǎn)是未凝的產(chǎn)品富集了輕組分，冷凝器為分離提供了一塊理論板。當(dāng)全凝時(shí)，部分冷凝液作為回流返回，冷凝器沒有分離作用。冷凝器采用噴淋式換熱器。噴淋式換熱器是用冷卻水直接在管外噴淋，使管內(nèi)流體冷卻。它是把若干個(gè)直管水平排列于同一垂直布，上下相鄰的兩管用U開肘管連接起來。被冷卻的流體在管內(nèi)流動，冷卻水在管外由管子上方的水槽中均勻地流上面的管子上，然后逐管流下，最后集于底槽內(nèi)排出。也可用噴頭直接向冷卻排管噴淋，或用與排管長度相當(dāng)?shù)匿摴埽ㄑ毓荛_有一定數(shù)量的小孔）作噴淋裝軒，噴口向上，噴出的冷卻水靠上面的擋水板或自由落體作用，使冷卻水淋灑于排管上，最后再集于底盤內(nèi)排出。優(yōu)點(diǎn)：（1）由于冷卻水直接噴淋在排管外壁面上，所以會有一部水吸收管內(nèi)流體的熱量而蒸發(fā)汽化。再者，噴淋式換熱器一般安裝在室外空氣流通的空間，空氣也吸收一定熱量，起到冷卻介質(zhì)的作用。由于冷卻水和空氣的共同作用，所以換熱效果好，用水量少，在相同的情況下消耗水量比沉浸式換熱器幾乎要少一半。（2）對于一定的傳熱面積，若安裝高度不受限制，可以把管排列得很窄，使占地面積減小。（3）由于冷卻水自上而下淋下，被冷卻流體處于流動狀態(tài)，因此傳熱系數(shù)比沉浸式高。若排管壁保持清潔，可獲得良好的冷卻效果。（4）結(jié)構(gòu)簡單，易于制造和清除結(jié)垢。成本低，檢修方便。寧夏大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)論結(jié)論在本次設(shè)計(jì)中，我對整個(gè)蒸氨工藝有了比較深入的了解，也對整個(gè)設(shè)計(jì)的流程更加熟悉。包括整個(gè)蒸氨工藝的發(fā)展及現(xiàn)狀。目前，蒸氨工藝面臨著水蒸汽單耗大，蒸氨效果差，操作費(fèi)用高等一系列的問題，其中蒸氨過程中的能量消耗問題是非常引人關(guān)注的。對于蒸氨工藝進(jìn)行節(jié)能研究，特別是降低蒸汽單耗方面的研究是具有較好的實(shí)踐意義。而我做的直接蒸氨工藝設(shè)計(jì)對節(jié)能有很大的效果。直接蒸氨工藝是在蒸氨塔的塔底直接通入水蒸汽作為蒸餾熱源.直接蒸氨工藝的流程短，設(shè)備少，一次性投入少.直接蒸氨工藝中，蒸汽直接進(jìn)入塔底廢水，蒸汽冷凝水不能回收，塔底廢水量加大，廢水出系統(tǒng)前要冷卻到40℃，導(dǎo)致廢水冷卻器的冷卻水耗量增大.直接蒸氨工藝因?yàn)闆]有再沸器，相對蒸氨工藝來說設(shè)備維修量小，工藝簡樸，也一度成為蒸氨工藝的首選。由上可知，直接蒸氨對節(jié)能有很好的前景，不只在蒸氨方面，還可以在其它方面如脫硫等工藝的應(yīng)用。提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了無數(shù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識武裝了起來，也必然會讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。寧夏大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)致謝致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)暫告收尾，這也意味著我在寧夏大學(xué)的大學(xué)的四年的學(xué)習(xí)生活既將結(jié)束?；厥准韧?，自己一生最寶貴的時(shí)光能于這樣的校園之中，能在眾多學(xué)富五車、才華橫溢的老師們的熏陶下度過，實(shí)是榮幸之極。在這四年的時(shí)間里，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺。這除了自身努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的。在本次設(shè)計(jì)中，蔡超老師，給予了大量指導(dǎo)和幫助，她態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識淵博，為人和藹可親。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，不斷對我得到的結(jié)論進(jìn)行總結(jié)，并提出新的問題，使得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題能夠深入地進(jìn)行下去，也使我接觸到了許多理論和實(shí)際上的新問題，使我做了許多有益的思考。并且豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)方面給予了很多的指導(dǎo)和幫助，使我能夠?qū)⒗碚撝械慕Y(jié)果與實(shí)際相結(jié)合。另外，她對待問題的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)也給我留下了深刻的印象。讓我能較好地完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此對老師的辛勤指導(dǎo)表示誠摯的感謝和由衷的敬意。光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié)，春夢秋云，聚散皆是緣。四年的大學(xué)生活，有太多老師讓我難以忘懷，您們的風(fēng)采令我回味無窮，有的幽默風(fēng)趣、有的高屋建瓴、有的行云流水……我的點(diǎn)滴成長與進(jìn)步，皆離不開各位老師的辛勤與汗水，吾愿吾師一生平安幸福。四年的同窗友情是一生的財(cái)富，來自五湖四海的兄弟姐妹相聚在07化工，這也許只能用緣分來詮釋吧。依依不舍的室友們，金波湖畔、自習(xí)室內(nèi)，我們一同努力過、拼搏過，這一路與你們同行真好。感謝我所有朋友對我的包容、體諒，謝謝大家！即將踏入社會，以后的道路需要繼續(xù)的前進(jìn)，剩下的步伐需要繼續(xù)努力。也許永遠(yuǎn)沒有那一天，前程如朝霞般絢爛；也許永遠(yuǎn)沒有那一天，成功如燈火般輝煌；也許只能是這樣，攀援卻達(dá)不到頂峰，也許一路走來，只為今天在我畢業(yè)論文的最后對所有關(guān)心幫助我的人道一聲：非常感謝……寧夏大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)