沈阳化工大学化工原理课程设计
n精6Z精???2.260m
（NTSM）2.65精式中 n精——精馏段理论塔板数。 （2）提馏段
动能因子 F?u?V?2.66?0.744?2.290m/s?(kg/m3)0.5 经查每米理论级数(NTSM)精?2.60m?1 所以提馏段填料层高度为
n提2Z提???0.769m
（NTSM）2.60提式中 n提——精馏段理论塔板数。 填料层总高度
Z?Z精?Z提?0.769?2.260?3.029m
填料层压降计算
（1）精馏段 液体负荷 l?3600F?V0.9939?3600?1.854??7.953m3/(m2?h) ?L836.633用精馏段动能因子F查液体负荷l分别为5和10时的每米填料层压降，再用内插法算得
l?7.953m3(m2?h)时的每米压降。
当l?7.953m3(m2?h)时，
?p?0.214kPa/m Z?p?Z精?0.214?2.260?0.484kPa Z所以精馏段的压降：?p精?（2）提馏段
?V0.774液体负荷 l?3600F?3600?2.290??7.785m3/(m2?h)
?L931.685用提馏段动能因子F查液体负荷l分别为5和10时的每米填料层压降，再用内插法算得
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l?7.785m3(m2?h)时的每米压降。
当l?7.785m3(m2?h)时，
?p?0.173kPa/m Z?p?Z精?0.173?0.769?0.133kPa Z所以提馏段的压降：?p精?全塔填料层总压降：?p??p精??p提?0.133?0.484?0.617kPa
填料层持液量的计算
（1）精馏段
由上可知：液体负荷l?7.953m3/(m2?h) 气体动能因子F?1.854m/s?(kg/m3)0.5
由内插法算得：当l?7.953m3/(m2?h)时的hL的值： 所以 hL?3.90?10?2m3/m3 （2）提馏段
由上可知：液体负荷l?7.785m3/(m2?h) 气体动能因子F?2.290m/s?(kg/m3)0.5
由内插法算得：当l?7.785m3/(m2?h)时的hL的值： 所以 hL?3.98?10?2m3/m3
表2-12 精馏段、提馏段各参数表
气体动能因子F/(m/s?(kg/m3)0.5) 每米填料塔压降
精馏段
提馏段
全塔
1.854 0.214 0.484 2.260
3.90?10?2
2.290 0.173 0.133 0.769
3.98?10?2
?p/(Pa/m) Z填料压降?p/(kPa) 填料层高度Z/(m) 持液量hL/(m3/m3)
0.617 3.029
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第三章 附属设备及主要附件的选型计算
3.1 冷凝器
本设计冷凝器选用重力回流直立或管壳式冷凝器原理。对于蒸馏塔的冷凝器，一般选用列管式，空冷凝螺旋板式换热器。因本设计冷凝器与被冷凝流体温差不大，所以选用管壳式冷凝器，被冷凝气体走管间，以便于及时排除冷凝液。
冷却水循环与气体方向相反，即逆流式。当气体流入冷凝器时，使其液膜厚度减薄，传热系数增大，利于节省面积，减少材料费。取冷凝器传热系数
K?550kcal/(m2?h??C)?2302kJ/(m2?h??C)
本设计建厂地址为沈阳，沈阳市夏季最热月份平均气温为t1?25?C。
冷却剂用深井水，冷却水出口温度一般不超过40?C，否则易结垢，选择升温为10?C，即冷却水出口温度为t2?35?C。 逆流：
t2 T2 T1 T:66.09?C???66.88?Ct:25?C???35?Ct1 ?tm??t2??t1(66.09?25)?(66.88?35)??36.29?C ?t2(66.09?25)lnln?t1(66.08?35)QC?9.2?106kJ/h
QC9.2?106A???110.13m2
K?tm3202?36.29查取有关数据如下
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表3-1
公称直径mm 管程数 管数 488
管长mm 换热面积m2 公称压力MPa 110 111800
II
3000 10
注：摘自《金属设备》上册P118表2-2-5和P132表2-2-8
标准图号： JB?1145?71?3?13 设备型号：G800II?10?110
3.2 加热器
选用U型加热器，经处理后放在塔釜内。蒸汽选用133.3?C饱和水蒸气，传热系数
K?1000kcal/(m2?h??C)?4168kJ/(m2?h??C)
?t?133.3?100?33.3?C
??1.09?107kJ/h 由表2-4可得：QS?QS1.09?107??78.20m2 换热面积：A?K?t4186?33.3表3-2
公称直径mm 管程数 管数
管长mm 换热面积m2 公称压力MPa
500
I
177 6000
80 8225
注：摘自《金属设备》上册P118表2-2-5和P132表2-2-8。 标准图号： JB?1145?71?3?43 设备型号：G500I?25?80
3.3 塔内其他构件 3.3.1接管管径的选择
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1.进料管
本次加料选用高位槽进料，所以WF可取0.4～0.8 m/s（见《浮阀塔》P195）。本次设计取
WF?0.6ms。
dF?4F?4?22222??0.1194m
3600?WF?LF3600?3.14?0.6?918.72式中 F?——进料液质量流量，kgh； ?L——进料条件下的液体密度，kgm3。 圆整后dF?133mm内管重/(kg/m) 表3-3 进料管参数表
内管重
内管d2?s2 外管d1?s1 半径R H1 H2
?kgm?
12.75
133?4 219?6 400 150 200
注：摘自《浮阀塔》P197表5-3。
2. 回流管
冷凝管安装在塔顶是，回流液在管道中的流速一般不能过高，否则冷凝器高度也要相应提高，对于重力回流，一般取速度WR为0.2～0.5ms，本次设计取WR?0.4ms。
dR?4L14?6928.7??0.090m
3600?WR?L3600?3.14?0.4?754.516式中 L?RD??1.63?4250.35?6928.07kg/h L——回流液体质量流量，kg/m3 ?L——塔顶液相密度，kg/m3 圆整后dR?108mm
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分离 甲醇-水 混合液(混合气)的 填料 精馏塔-沈阳化工大学课程设计
