食品工程原理 课程设计 分离乙醇与水混合液.doc

12000kg/h乙醇水筛板精馏塔及附属设备设计食品工程原理课程设计说明书筛板精馏塔设计姓名： 学号： 班级： 年 月 日目 录一 、设计任务书3二 、设计方案简介3三、工艺流程图四、工艺计算 51基础物性数据52. 物料衡算53. 确定操作条件5（1）确定操作压力5（2）确定操作温度5（3）确定回流比54. 理论塔板数与实际塔板数的计算55. 确定冷凝器和再沸器的热负荷56. 传热面积57. 塔径的计算及板间距的确定58堰及降液管的设计59. 塔板布置及筛板塔的主要结构参数5筛板布置、筛孔直径、孔中心距、板厚、开孔率、孔数等510. 水力学计算5塔板阻力、漏液点、雾沫夹带、液泛的校核11. 负荷性能图512. 主要接管尺寸5五、设计一览表13六、主要符号说明14七、参考文献15八、附图食品工程原理课程设计任务书一、 设计题目：筛板塔设计二、 设计任务：乙醇水筛板精馏塔及附属设备设计三、 设计条件进料组成乙醇水分离要求塔顶乙醇含量93%塔底不高于0.2% 完成日期2010年12月19日进料状态50四、 设计的内容和要求序号设计内容要求1工艺计算物料衡算，热量衡算，回流比，理论塔板数等2结构设计塔高，塔径，溢流装置及塔板布置，接口管的尺寸等3流体力学验算塔板负荷性能图4冷凝器的传热面积和冷却介质的用量计算5再沸器的传热面积和加热介质的用量计算6计算机辅助设计绘制负荷性能图7编写设计说明书目录，设计任务书，设计计算及结果，流程图，参考资料等第二章 塔板的工艺设计2.1 精馏塔全塔物料恒算F：原料液流量（） ：原料组成（摩尔分数）D：塔顶产品流量（） ：塔顶组成（摩尔分数）W：塔底残液流量（） ：塔底组成（摩尔分数）已知：乙醇MA = 46 kg/kmol 水MB = 18 kg/kmol原料乙醇组成 XF =7.91%塔顶轻组分 XD= =83.87%塔底组成 XW= =0.078%进料量：F=12000kg/h=0.1649 kmol/s物料衡算式： F=D+W F=D+W 解得：D=0.01541 kmol/s W=0.14949 kmol/s二常压下乙醇-水物系汽液平衡组成与温度的关系表3 乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度的关系温度t/乙醇摩尔数(%)温度t/乙醇摩尔数(%)液相(x)气相(y)液相(x)气相(y)100008227.356.4499.90.0040.05381.532.7358.2699.80.040.5181.333.2458.7899.70.050.7780.642.0962.2299.50.121.5780.148.9264.7099.20.232.9079.8552.6866.2899.00.313.72579.561.0270.2998.750.394.5179.265.6472.7197.650.798.7678.9568.9274.9695.81.6116.3478.7572.3676.9391.31.4629.9278.675.9979.2687.97.4139.1678.479.8281.8385.212.6447.9478.2783.8784.9183.7517.4151.6778.285.9786.4082.325.7555.7478.1589.4189.411. 温度(利用表格中的数值由插值法可得，）1.：2.：3.：4.精馏段平均温度=83.30精馏段液相组成=45.89%精馏段气相组成=62.70%所以：提镏段平均温度=94.08提镏段液相组成=3.99%提馏段气相组成=20.49%所以：2. 密度（利用表格中的数值由插值法可得）温度 80859095100 735730724720716 971.8968.6965.3961.85958.4已知：， ：所以 又 所以 又 所以 3. 混合物液体表面张力二元有机物水溶液表面张力可用下列公式计算注：， ， ， ， ，A=B+Q, 其中下角w，o，s代表水，有机物及其表面部分;指主体部分的分子数；指主体部分的分子体积；为纯水，有机物的表面张力；对于乙醇q=2。有不同温度下的乙醇和水的表面张力温度 /708090100乙醇表面张力/1817.1516.215.2水表面张力