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1、精馏实验装置说明书（乙醇-丙醇体系）北京化工大学化工原理教研室一、实验目的：1、测定全回流条件下的全塔效率和单板效率2、测定部分回流条件下的全塔效率3、测定精馏塔的塔板浓度（温度）分布二、原理：本设备为DES-m型精馏实验装置。精馏塔共有8块塔板，塔身的结 构尺寸为：塔内径为50mm，塔板间距为80mm，溢流管截面积为80mm2，溢 流堰高为12mm，底隙高度为5mm，每块塔板上开有直径为1.5mm的小孔， 正三角形排列，孔间距为6mm。除7、8板外，每块塔板上都有液相取样口。 为了便于观察塔板上的气液接触状况，在7与8板间设有一节玻璃视盅。 蒸馏釜的尺寸？ 108X4X400mm，装有液面计
2、、电加热棒（加热面积为0.05m2, 功率为1500W）、控温电热棒（200W）、温度计接口、测压口和取样口，分 别用于观测釜内液面高度、控制电加热量、测量釜温、测量塔板压降和塔 釜液相取样。塔顶冷凝器为一蛇管式换热器，换热面积为0.06m2，管外走 蒸汽，管内走冷却水。回流分配装置由回流分配器与控制器组成。回流分配器由玻璃制成， 两个出口管分别用于回流和采出，引流棒为一根中4mm的玻璃棒，内部装 有铁芯，可在控制器的作用下实现引流。此回流分配器既可通过控制器实 现手动控制回流比，也可通过计算机实现自动控制。板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数，主要包括： N -11、总板效率E =-Ne
3、式中：N 理论板数 Ne实际板数2、单板效率E = 掌ml x 一 x *n-1n式中：Emi以液相浓度表示的单板效率；Xn，Xn-1第n块板和第n-1块板液相浓度；x；与第n块板气相浓度相平衡的液相浓度。塔釜再沸器沸腾给热过程：式中：Q加热量，kw；U加热电压，V；R加热电阻，28.5Q ；a 沸腾给热系数，kw/m2 K；A传热面积，0.05m2； tm加热器表面与温度主体温度之差，K。三、操作:图1、精馏实验流程1、配料罐2、循环泵3、进料罐4、进料泵5、塔釜冷凝器6、n型管7、塔 釜加热器8、视盅9、旁路阀10、进料流量计11、回流比分配器12、塔顶冷 凝器1）配料。在配料罐中配制乙醇
4、体积分率为20%的乙醇、丙醇溶液，启动 循环泵搅匀并打入进料罐中。2）进料。开启进料泵，调节旁路阀、进料口阀门、进料流量计阀门等，向 塔内进料至液位计高度4/5左右。3）全回流操作。先开塔顶放空阀门，然后按下塔釜加热器“手动加热”绿 色按钮，调节加热电压至100V，或选择“自动加热”模式，打开冷却 水，有回流后根据汽液接触状况对电压适当调整；约20分钟稳定后塔 顶、塔釜及相邻两块塔板取样分析数据。4）部分回流操作。开进料泵、进料罐阀门及塔中进料口阀门，调整进料量 为30ml/min，设置回流比为相应的数值34，开塔釜出料阀门及兀型 管阀门，调整合适的加热电压，稳定20分钟后塔顶、塔釜取样分析。
5、5）切换为“手动加热”模式，手调改变加热电压，观察液泛和漏液现象。6）实验完毕后停泵，关塔顶放空阀门，关进料罐阀门，关塔中进料口阀门， 最后关冷却水。注意事项：1）用计算机控制时，塔釜加热采用“自动加热”模式，“塔釜温控”、“回 流比”等可通过数据采集界面在计算机前修改。2）为保证精馏塔的常压操作，塔顶放空阀在设备运行时一定要打开；3）塔釜加热启动后，冷却水一定要接通；4）操作时，塔釜液位不要低于液位计1/2，以免烧坏加热器；5）取样时，针头不拔出，只动针管，以免损伤氟橡胶垫而漏液；6）阿贝折光仪的使用。三、软件安装与使用1、计算机设置1）WindowsXP 操作系统，分辨率 1024X768
6、，120dpi；2）1个串行通讯口。2、软件安装将光盘放入驱动器，打开精馏实验文件夹，双击运行安装程序。3、软件使用通过开始菜单启动软件，进入开始画面。点击“数据采集”进入采集 画面如图2,将现场数据采集到计算机。图29号方框右边的物理量显示为红色字体，用鼠标左键单击该物理量符 号，即弹出一对话框，此时可通过计算机修改该物理量的设定值，用于自 动控制实验。回流比方框也可通过计算机设定。其它显示黑色字体的物理 量没有计算机设定功能。点击“实验结果”进入数据画面，输入数据后得到结果如图3。附录1、乙醇一丙醇平衡数据（p=101.325kPa）序号液相组成气相组成沸点/c10.0000.00097.
7、1620.1260.24093.8530.1880.31892.6640.2100.33991.6050.3580.55088.3260.4610.65086.25序号液相组成气相组成沸点/c70.5460.71184.9880.6000.76084.1390.6630.79983.06100.8440.91480.59111.0001.00078.382、部分仪表参数设定塔顶温度 塔釜温度温度巡检塔釜温控塔板压降加热电压单位OCOCOCkPaVPVSV125HIAL220dF0.1dFSn2103534Sn12121Sn22121DIP21DIL-10.000.0DIH10.00370.0S
8、c0000-0.2Addr1391011bAud96009600960096009600说明：1）仪表显示窗口分上下两组，上组PV窗口显示测量值；下组SV窗口显示设定值，只有控制功能的仪表该数值有用，通过手工或计算机修改。2）手动修改按一下“”键，可看到一个小数点在SV窗口某数位右下角闪 烁，再按“A”、“V”即可修改数值。3）对有控制功能的仪表，SV值设定后，PV值波动较大时，可通过自整定 （调Ctrl=2）使PV值稳定。4）当PV窗口测量值有偏差时，可通过改变SC参数值来消除偏差。关于其它仪表参数的修改，请参阅。I人工智能工业调节器使用说明书。3、回流比控制器使用说明1）仪表显示窗口分为回
9、流时间（199s）、采出时间（199s） 两组，回流比为上、下数字的比值。2）“6 ”键表数位移动，“A”、“V”键用于改变数值，“” 键表运停。4、实验数据记录表格表 1 确定 40，C条件下，W =a+bnd 中的参数 a、b质量分数W”乙醇乙折光率n d醇d参数a参数b11.356058.7021-42.553201.3795表2全回流原始数据表（加热总电阻R=28.5Q ）原料组成nd加热 电压 /V（稳定后）折光率塔顶温度/C塔釜温度/C全塔压降/kPand，顶nd，4nd，5nd，釜表3部分回流原始数据表（进料量30ml/min，D、W根据物料衡算获得）进料组成nd进料温度/C加热 电压 /V回流比（稳定后）折光率塔顶温度/C塔釜温度/C全塔压降/kPand，顶nd，釜33.54表4沸腾传热实验数据表（总电阻R=28.5Q，传热面积S=0.05m2,）加热电压/V加热器壁温/C塔釜液温/C传递热量Q/W传热系数 a/Wm-2K-1KII II IIjV FR1HL2HL3HL44HL7HL8-nC335 HL5 .37 HL6-1C4精馏仪表柜电路图-7 -
精馏实验装置说明书
