将给定条件或设计确定数据代入上式得
2.512?10q?92VVh?4.785?10q?323VLh2?1.260?10?5qVLh?0.231
由上式计算降液管液泛线上点得 表1如下
表1 降液管液泛线数据
qVLh/(m3/h) 10 20 30 40 50 60 qVVh/(m3/h) 9 9083 8710 8312 7859 7316 668由上表数据作降液管的液泛线，记作⑤。 将以上①②③④⑤条线绘在同一qVLh~qVVh直角坐标系中，塔板的负荷性图如图5表示。将设计点(qVLh,qVVh)用点D表示，由原点O及D作操作线OD。操作线交严重漏液线③于A，液沫夹带线①于B。分别从A、B两点读得气相流量的下限(qVVh)min及上限(qVVh)max，并求得该塔的操作弹性。
操作弹性=适宜裕度=
(qVVh)max9200??1.80
(qVVh)min5100(qVVh)max?qVVh9200?8204.87??12.1%
qVVh8204.87
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2.5辅助设备的设计 2.5.1辅助设备的计算
（1）原料预热器
进料从20℃加热到泡点温度，采用釜液回流传热。可知泡点温度为81.6℃。 查表得传热流量??267KW，冷物料进、出口温度为20℃、81.6℃.热物料进、出口温度为99.9℃、80.5℃。选取传热系数K?300W/(m2?K)
传热温差 ?tm?(80.5?20)?(99.9?81.6)?35.3℃
80.5?20ln99.9?81.6267?103传热面积 A???25.2m2
K?tm300?35.3?（2）冷凝器
按泡点回流设计，即饱和蒸汽冷凝且回流，采用25℃的水作为冷却剂，逆流操作，则??qmr，已知塔顶温度为81.6℃
查得 乙醇的气化潜热：rA?863KJ/Kg 水的气化潜热：rB?2385KJ/Kg
r1??rixi?863?0.84?46?(1?0.84)?2385?18?40215.12KJ/Kmol 故??100.3?则?tm?40215.12?1120.44KJ/s， 由因为??KA?tm
3600?t2??t1(81.6?25)?(81.6?45)??45.87℃ ?t281.6?25lnln81.6?45?t1取K?750W/(m2?K)
1120.44?103所以传热面积A???32.57m2
K?tm750?45.87?（3）再沸器
采用饱和水蒸气间接加热，逆流操作，则??qmr。
查得釜液温度为99.9℃，出口温度120℃，乙醇气化潜热rA?775KJ/Kg，水气化潜热rB?2225KJ/Kg。
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r2??rixi?775?0.00354?46?(1?0.00354)?2225?18?40034.42KJ/Kmol 故??(155.7?55.5)?传热温差?tm?40034.42?1114.3KJ/s
3600(120?99.9)?(120?110)?14.47℃。取K?750W/(m2?K)
120?99.9ln120?1101114.3?103传热面积A???102.67m2
K?tm750?14.47?2.5.2主要接管尺寸的确定
（1）进料管
3进料量qmF?600Kg0h，/密度?L?88K6g/m，所以体积流量
qVF?6000?6.78m3/h。取管流速uF?1.6m/s，进料管直径d为 886d?4qVF4?6.78??0.038m
3600?uF3600?3.14?1.6（2）塔顶蒸汽管
塔顶气体摩尔流量qnD?44.67Kmol/h，M?42.08，?V?0.62Kg/m3，所以
qVD?qnD?M?V?44.67?42.08?3031.8m3/h
0.62取管流速uD?20m/s，则
d?4qVD4?3031.8??0.2316m
3600?uD3600?3.14?20（3）釜液出口管
塔釜液体摩尔流量qnW?227.73Kmol/h，M?18.25，?L?957.56Kg/m3，所以
qVW?qnW?M?L?227.73?18.25?4.34m3/h
957.56取管流速uW?1.6m/s，则
d?
4qVW4?4.34??0.031m。
3600?uW3600?3.14?1.623
2.6设计计算结果汇总表
表2 设计计算结果汇总表
主要参数 塔顶流量qnD 数据 44.67 Kmol/h 主要参数 精馏板数 7 数据 塔釜流量qnW 227.73 Kmol/h 提馏板数 7 塔径m 塔板间距HT 1.2 m 0.6 m 流动形式 液体流量qVLh 单流型 9.45 m3/h 堰长lW 0.84 m 气体流量qVVh 8204.87 m3/h 堰宽bd 0.3286 m 液泛气速uf 3.61 m/s '人口堰高hw 无 0.045 m u/uf 空塔气速u 0.61 2.21 m/s 底隙hb Ad/AT 0.0877 底隙流速ub 0.069 m/s 塔截面积AT 降液管面积Ad 1.13 m2 0.1 m2 泛点率F1 溢流强度uL 0.548 11.25 m3/(m?h) 有效传质区Aa 气相流通面积A 0.43 m2 1.03 m2 堰上液头高度how 塔板阻力hf 0.014 m 0.07317 m 开孔面积Ao 0.265 m2 降液管液体停留时间? 阀孔直径do
23 s 0.039 m 降液管内清液层0.157 m 24
高度Hd 阀孔数n 186 个 降液管内液沫高度Hd/? 开孔率Ao/AT 0.235 阀孔气速uo 10.26 m/s 0.314 m 孔心距t 边缘区宽bc 0.050 m 0.050 m 阀孔动能因子F0 '漏液点气速uo 8.08 3.35 m/s 安定区宽bs 塔板厚s 0.075 m 0.003 m 稳定系数K 最大气相流量1.62 9200 m3/h (qVVh)max 排列方式 错排 最小气相流量5100 m3/h (qVVh)min 堰高hw 0.069 m 第三章 设计自我评述 3.1设计结果评述
本次设计任务是处理600kg/h的乙醇—水溶液的分离，经过一系列的设计计算，得出该塔的操作弹性是1.8，小于3-4.说明该塔在设计中弹性性能较小，可能原因是在设计中没有考虑周全，或计算时有一些误差，所以导致本次设计不太满足要求。
3.2个人体会
课程设计是对以往学过的知识加以检验，能够培养理论联系实际的能力，尤其是这次精馏塔设计更加深入了对化工生产过程的理解和认识，使我们所学的知识不局限于书本，并锻炼了我的逻辑思维能力。
通过这次设计，使我的各方面的能力都得到提高和增强。特别是增强了我的
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