乙醇水溶液連續板式精餾塔設計
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- 乙醇水溶液連續板式精餾塔設計§2.1 設計方案
本設計任務為分離乙醇-水混合物。對于二元混合物的分離，應采用連續精餾流程。設計中采用泡點進料，將原料液通過預熱器加熱至泡點后送入精餾塔內。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分回流至塔內，其余部分經產品冷凝器冷卻后送至儲罐。該物系屬易分離物系，故操作回流比取最小回流比的1.4倍。塔釜采用直接蒸汽加熱，塔底產品經冷卻后送至儲罐。
§2.2 設計方案的確定及流程說明
§2.2.1選塔依據
浮閥塔是在泡罩塔的基礎上發展起來的，它主要的改進是取消了升氣管和泡罩，在塔板開孔上設有浮動的浮閥，浮閥可根據氣體流量上下浮動，自行調節，使氣縫速度穩定在某一數值。這一改進使浮閥塔在操作彈性、塔板效率、壓降、生產能力以及設備造價等方面比泡罩塔優越。但在處理粘稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。浮閥塔廣泛用于精餾、吸收以及脫吸等傳質過程中。塔徑從200mm到6400mm，使用效果均較好。
浮閥塔之所以這樣廣泛地被采用，是因為它具有下列特點：
(１) 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加20～40％，而接近于篩板塔。
(２) 操作彈性大，一般約為5～9，比篩板、泡罩、舌形塔板的操作彈性要大得多。
(３) 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。
(４) 壓強小，在常壓塔中每塊板的壓強降一般為400～660N/m2。
(５) 液面梯度小。
(６) 使用周期長。粘度稍大以及有一般聚合現象的系統也能正常操作。
(７) 結構簡單，安裝容易，制造費為泡罩塔板的60～80％,為篩板塔的120～130％。
§2.2.2加熱方式：直接蒸汽加熱
蒸餾釜的加熱方式通常采用間接蒸汽加熱，設置再沸器。直接蒸汽加熱由于塔底產物基本是水，又由于在化工廠蒸汽較多所以直接蒸汽加熱。
§2.2.3選擇適宜回流比
適宜的回流比應該通過經濟核算來確定，即操作費用和設備折舊費用之和為最低時的回流比為最適宜的回流比。確定回流比的方法為：先求出最小回流比R，根據經驗取操作回流比為最小回流比的 1.2－2.0倍，考慮到原始數據和設計任務，本方案取1.4，即：R＝ 1.4R；采用釜液產品去預熱原料，可以充分利用釜液產品的余熱，節約能源。
§2.2.4回流方式：泡點回流
泡點回流易于控制,設計和控制時比較方便,而且可以節約能源。
§2.2.5操作流程說明
乙醇-水溶液經預熱至泡點后，用泵送入精餾塔。塔頂上升蒸氣采用全冷凝后，進入回流罐部分回流，其余作為塔頂產品經冷卻器冷卻后送至貯槽。塔釜采用直接蒸汽供熱，塔底產品用于預熱原料 冷卻后送入貯槽。精餾裝置有精餾塔、原料預熱器、冷凝器、釜液冷卻器和產品冷卻器等設備。熱量自塔低蒸汽輸入，由冷凝器中的冷卻介質將余熱帶走。
乙醇—水混合液原料經預熱器加熱到泡點溫度后送入精餾塔 進料板，在進料板上與自塔上部下降的的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底。在每層板上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進行熱和質的傳遞過程。...
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