化工原理課程設(shè)計(jì)《板式塔課程設(shè)計(jì)》

1、板式塔課程設(shè)計(jì)板式塔課程設(shè)計(jì)整合知識(shí)整合知識(shí)提高能力提高能力物料衡算熱量衡算塔理論板層數(shù)的計(jì)算實(shí)際板層數(shù)塔徑的計(jì)算（精餾段、提餾段對(duì)應(yīng)qnV） 流體力學(xué)計(jì)算塔總高度的計(jì)算塔附屬設(shè)備設(shè)計(jì)及選型1216171834353637383946abptcktkkddggkkdpbtctmggdddpttfm管口方位圖1:30技術(shù)特性表名 稱塔 底塔 頂1234工作壓力 MPa操作溫度 C容 積 物 料 名 稱3m0.10.11310680水乙醇水41.3序號(hào)指 標(biāo)DN32 PN1.0MPapDN500 PN1.0MPaDN20 PN1.6MPaDN20 PN1.6MPa平面GB9119.7-88DN20

2、 PN1.6MPa壓力計(jì)接口平面GB9119.7-88液位計(jì)接口平面GB9119.7-88塔底液體出口管平面GB9119.7-88人 孔平面GB9119.7-88kmg接 管 表塔頂蒸汽管熱電阻接口進(jìn)料管回流管排空管平面平面平面平面GB9119.7-88GB9119.7-88GB9119.7-88GB9119.7-88DN125 PN1.0MPaDN200 PN1.0MPaDN65 PN1.0MPaDN20 PN1.0MPaDN250 PN1.0MPaGB9119.7-88平面用 途1-2tfdcba密封面形 式標(biāo)準(zhǔn)號(hào)序號(hào)規(guī) 格1-3 審 核數(shù) 量共圖 號(hào) 批 準(zhǔn)頁第頁1:50比 例工藝條件圖

3、浮閥精餾塔河北科技大學(xué) 設(shè) 計(jì) 制 圖材 料重 量塔底蒸進(jìn)口管1-21-5111-4設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)一、設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn)一、設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn) A A 噸噸乙醇乙醇- -水水板式精餾塔工藝設(shè)計(jì)。板式精餾塔工藝設(shè)計(jì)。二、已知條件：二、已知條件：1 1原料組成：含原料組成：含 B B % %（質(zhì)量）的粗乙醇溶液，其余（質(zhì)量）的粗乙醇溶液，其余為水。為水。2 2產(chǎn)品要求：含量產(chǎn)品要求：含量 93.5 93.5 % %（質(zhì)量）的（質(zhì)量）的乙醇乙醇。3 3塔底殘液要求：含塔底殘液要求：含乙醇乙醇0.10.1% %（質(zhì)量）。（質(zhì)量）。4 4加熱劑：經(jīng)壓力調(diào)節(jié)后為加熱劑：經(jīng)壓力調(diào)節(jié)后為0.2MPa0.2MPa（表

4、壓）的飽和（表壓）的飽和水蒸氣。水蒸氣。5 5冷卻劑：冷卻劑：3030的循環(huán)冷卻水。的循環(huán)冷卻水。6 6、進(jìn)料狀況：、進(jìn)料狀況： 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求1、繪出物料流程圖、塔板結(jié)構(gòu)圖、繪出物料流程圖、塔板結(jié)構(gòu)圖、塔體工藝圖塔體工藝圖；2、給出各接口尺寸；、給出各接口尺寸；3、給出冷卻劑、加熱劑用量。、給出冷卻劑、加熱劑用量。4、選擇附屬設(shè)備（泵、換熱器、流量計(jì)等）、選擇附屬設(shè)備（泵、換熱器、流量計(jì)等）設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟1、設(shè)計(jì)方案的選定、設(shè)計(jì)方案的選定2、工藝計(jì)算、工藝計(jì)算3、塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4、塔體工藝尺寸設(shè)計(jì)、塔體工藝尺寸設(shè)計(jì)5、撰寫設(shè)計(jì)說明書、撰寫設(shè)計(jì)說明書物料流程圖物料流程圖實(shí)際塔板

5、數(shù)、實(shí)際塔板數(shù)、各接口尺寸、各接口尺寸、 冷卻劑、加熱劑用量。冷卻劑、加熱劑用量。塔板結(jié)構(gòu)圖塔板結(jié)構(gòu)圖塔體工藝圖塔體工藝圖1 1、設(shè)計(jì)方案的選定、設(shè)計(jì)方案的選定 2. 2.操作壓力：操作壓力： 3.3.塔板形式：塔板形式： 4.4.加熱方式：加熱方式： 5.5.加料方式及進(jìn)料熱狀況：加料方式及進(jìn)料熱狀況： 6.6.回流液溫度：回流液溫度：連續(xù)精餾連續(xù)精餾、間歇精餾、特殊精餾；、間歇精餾、特殊精餾；常壓常壓、加壓、減壓；、加壓、減壓；篩板塔板；篩板塔板；間接蒸汽加熱間接蒸汽加熱高位槽、加料泵；高位槽、加料泵；泡點(diǎn)回流泡點(diǎn)回流冷液回流冷液回流物物料料流流程程圖圖1.1.精餾方式：精餾方式：浮閥塔板

6、；浮閥塔板；比 例共 設(shè) 計(jì) 制 圖 批 準(zhǔn) 審 核河北科技大學(xué)物料流程圖乙 醇 車 間材 料圖 號(hào)頁第數(shù) 量重 量頁11T101浮閥塔H101冷凝器V101回流分配器H102冷卻器循環(huán)水3258一次水1832產(chǎn)品去下一工段B102產(chǎn)品泵V102產(chǎn)品儲(chǔ)罐H103再沸器原料來自粗餾塔B101原料泵0.2Mpa飽和水蒸氣來自蒸汽站合計(jì)乙醇水進(jìn) 料塔釜產(chǎn)品水乙醇合計(jì)塔頂產(chǎn)品合計(jì)乙醇水殘液排地溝2 2、工藝計(jì)算工藝計(jì)算（1）實(shí)際塔板數(shù)）實(shí)際塔板數(shù)TPENN 圖解法圖解法N回流比回流比R ：R圓整圓整底部局部放大底部局部放大25倍倍R吉利蘭NR圖理論板捷算法理論板捷算法計(jì)算計(jì)算Rmin, R= 2.53

7、Rmin頂部局部放大頂部局部放大5倍倍整張圖整張圖200200估算總板效率估算總板效率釜溫釜溫關(guān)聯(lián)圖關(guān)聯(lián)圖塔板壓降核算塔板壓降核算設(shè)設(shè)t根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)總板效率根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)總板效率Np校驗(yàn)校驗(yàn)ET設(shè)塔板壓降設(shè)塔板壓降270-540Pa計(jì)算塔釜壓強(qiáng)計(jì)算塔釜壓強(qiáng)塔釜溫度塔釜溫度計(jì)算計(jì)算、（以定（以定性溫度下、進(jìn)料性溫度下、進(jìn)料組成計(jì)算）組成計(jì)算）ET=0.49()-0.245 計(jì)算計(jì)算、（以定（以定性溫度下、進(jìn)料性溫度下、進(jìn)料組成計(jì)算）組成計(jì)算）ET=0.49()-0.245 關(guān)聯(lián)圖關(guān)聯(lián)圖校驗(yàn)校驗(yàn)將工藝計(jì)算結(jié)果列表將工藝計(jì)算結(jié)果列表4,2duLVWF 12ttCWVrQpccc CCt0024540 接管

8、尺寸接管尺寸冷卻劑用量冷卻劑用量加熱劑用量加熱劑用量蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽rWrVQBB （3）冷卻劑、加熱劑用量）冷卻劑、加熱劑用量（2）各接口尺寸）各接口尺寸注意注意u的選擇：根據(jù)第的選擇：根據(jù)第1章流體流動(dòng)選擇合適的流速章流體流動(dòng)選擇合適的流速進(jìn)料管：泵加料進(jìn)料管：泵加料 u= 1-3m/s；高位槽進(jìn)料；高位槽進(jìn)料u= 0.5-1m/s回流液管：泵回流回流液管：泵回流 u= 1.5-3m/s；重力回流；重力回流u= 0.5-1m/s3 3、塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)板選擇設(shè)計(jì)板板面布置板面布置結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)塔板校核塔板校核精餾段第一塊塔板精餾段第一塊塔板提餾段第一塊塔板提餾段第

9、一塊塔板選擇降液管形式選擇降液管形式塔板分區(qū)塔板分區(qū)0,dtWWWhhlHDcssoWWT做出負(fù)荷性能圖做出負(fù)荷性能圖板面布置板面布置AfAaWsWs50-100mmAfWc 25-50mm篩孔、浮閥排列篩孔、浮閥排列形式形式板面分區(qū)板面分區(qū)塔徑塔徑D1m 分塊，至分塊，至少有一寬度為少有一寬度為400mm200)(907. 0=tdAAa開孔率：開孔率：F1型型 閥孔直徑閥孔直徑d0=39mm，孔間距，孔間距t=(75mm、100、125、150）篩板塔篩板塔：篩板塔孔徑篩板塔孔徑d0，孔間距孔間距t=(2.5-5) d0浮閥塔浮閥塔：Aa（鼓泡區(qū)）根據(jù)一定的公式計(jì)算，并計(jì)算出開孔數(shù)、（鼓泡

10、區(qū)）根據(jù)一定的公式計(jì)算，并計(jì)算出開孔數(shù)、或閥數(shù)或閥數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)tdWWWhhlHDocssowwT,確定塔徑確定塔徑D7 70 05 50 0.=Dlw選選24DAT fnuu 泛點(diǎn)百分率泛點(diǎn)百分率%8575TH初選初選fu計(jì)算計(jì)算nsnAVu nu計(jì)算計(jì)算計(jì)算計(jì)算nAfTAA D圓整圓整 1 1米以下米以下100100進(jìn)制進(jìn)制初選塔徑初選塔徑2 .0205 .0)20()( CCCuvvlf 結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)tdWWWhhocssow,mmhw5020 wohmmh 2520nhwhowh降液管、受液盤的結(jié)構(gòu)及尺寸降液管、受液盤的結(jié)構(gòu)及尺寸mmWWss10050

11、 mmWc5025 owLwhhh- 60mmhL=溢流強(qiáng)度溢流強(qiáng)度5 54 45 53 3.WhLLi=OWh計(jì)算計(jì)算塔板校核（流體力學(xué)驗(yàn)算）塔板校核（流體力學(xué)驗(yàn)算）PaPa540540270270hf干氣干氣液體液體篩板塔篩板塔kgkgeV1 . 0 wTdhHH sLHATf53=塔板壓降塔板壓降液沫夾帶液沫夾帶溢流液泛溢流液泛液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間漏液漏液允允許許值值 ldfhhh常壓常壓0 . 25 . 1=kuuown繪出負(fù)荷性能圖繪出負(fù)荷性能圖k：穩(wěn)定系數(shù)：穩(wěn)定系數(shù)F浮浮閥閥塔塔計(jì)計(jì)算算泛泛點(diǎn)點(diǎn)率率一般大塔一般大塔 80-82%600mm；加料口板間距加

12、大，設(shè)測(cè)試加料口板間距加大，設(shè)測(cè)試口；口；塔釜空間塔釜空間=1-3m，設(shè)人孔、測(cè)試口；，設(shè)人孔、測(cè)試口；裙座裙座=2m，設(shè)人孔兩個(gè)。，設(shè)人孔兩個(gè)。H=(N-NF-NP-1)HT+NFHF+NPHP+HD+HB+H繪圖繪圖物料流程圖：物料流程圖：塔板結(jié)構(gòu)圖：塔板結(jié)構(gòu)圖：塔體工藝圖：塔體工藝圖：只標(biāo)設(shè)備名稱，物料組成、流量。只標(biāo)設(shè)備名稱，物料組成、流量?？偢摺⒐芸谖恢?、板間距、管口方位、總高、管口位置、板間距、管口方位、管口表、技術(shù)特性表。管口表、技術(shù)特性表。塔板分塊、孔的排列、降液管的尺寸；塔板分塊、孔的排列、降液管的尺寸；河北科技大學(xué)精餾塔塔板工藝條件圖1:10比 例數(shù) 量頁第材 料圖 號(hào) 批

13、 準(zhǔn) 審 核 制 圖 設(shè) 計(jì)頁共重 量111216171834353637383946abptcktkkddggkkdpbtctmggdddpttfm管口方位圖1:30技術(shù)特性表名 稱塔 底塔 頂1234工作壓力 MPa操作溫度 C容 積 物 料 名 稱3m0.10.11310680水乙醇水41.3序號(hào)指 標(biāo)DN32 PN1.0MPapDN500 PN1.0MPaDN20 PN1.6MPaDN20 PN1.6MPa平面GB9119.7-88DN20 PN1.6MPa壓力計(jì)接口平面GB9119.7-88液位計(jì)接口平面GB9119.7-88塔底液體出口管平面GB9119.7-88人 孔平面GB91

14、19.7-88kmg接 管 表塔頂蒸汽管熱電阻接口進(jìn)料管回流管排空管平面平面平面平面GB9119.7-88GB9119.7-88GB9119.7-88GB9119.7-88DN125 PN1.0MPaDN200 PN1.0MPaDN65 PN1.0MPaDN20 PN1.0MPaDN250 PN1.0MPaGB9119.7-88平面用 途1-2tfdcba密封面形 式標(biāo)準(zhǔn)號(hào)序號(hào)規(guī) 格1-3 審 核數(shù) 量共圖 號(hào) 批 準(zhǔn)頁第頁1:50比 例工藝條件圖浮閥精餾塔河北科技大學(xué) 設(shè) 計(jì) 制 圖材 料重 量塔底蒸進(jìn)口管1-21-5111-45 5、設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容、設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容1.1.設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)任務(wù)

15、書2.2.目錄目錄3.3.符號(hào)表符號(hào)表4.4.精餾方案的選擇精餾方案的選擇5.5.工藝計(jì)算工藝計(jì)算6.6.精餾塔的工藝尺寸設(shè)計(jì)精餾塔的工藝尺寸設(shè)計(jì)7.7.參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 8.8.結(jié)束語結(jié)束語：評(píng)價(jià)、感受評(píng)價(jià)、感受正文正文每項(xiàng)單獨(dú)一頁每項(xiàng)單獨(dú)一頁每項(xiàng)單獨(dú)一頁每項(xiàng)單獨(dú)一頁設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn)一、設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn) A A 噸噸乙醇乙醇板式精餾塔工藝設(shè)計(jì)。板式精餾塔工藝設(shè)計(jì)。二、已知條件：二、已知條件：1 1原料組成：含原料組成：含 B B % %（質(zhì)量）的粗乙醇溶液，其余（質(zhì)量）的粗乙醇溶液，其余為水。為水。2 2產(chǎn)品要求：含量產(chǎn)品要求：含量 93.5 93.5 % %（質(zhì)量）的（

16、質(zhì)量）的乙醇乙醇。3 3塔底殘液要求：含塔底殘液要求：含乙醇乙醇0.10.1% %（質(zhì)量）。（質(zhì)量）。4 4加熱劑：經(jīng)壓力調(diào)節(jié)后為加熱劑：經(jīng)壓力調(diào)節(jié)后為0.2MPa0.2MPa（表壓）的飽和（表壓）的飽和水蒸氣。水蒸氣。5 5冷卻劑：冷卻劑：3030的循環(huán)冷卻水。的循環(huán)冷卻水。6 6、進(jìn)料狀況：、進(jìn)料狀況：三、設(shè)計(jì)內(nèi)容：三、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1 1、確定設(shè)計(jì)方案、確定設(shè)計(jì)方案 ( ( 精餾裝置流程設(shè)計(jì)與論證精餾裝置流程設(shè)計(jì)與論證 ) )。 2 2、板式塔的工藝計(jì)算：、板式塔的工藝計(jì)算： (1). (1). 確定塔頂，塔底產(chǎn)品的質(zhì)量與流量；確定塔頂，塔底產(chǎn)品的質(zhì)量與流量； (2). (2). 確定塔頂

17、，塔底控制溫度；確定塔頂，塔底控制溫度； (3). (3). 求算最小回流比，確定操作回流比；求算最小回流比，確定操作回流比； (4). (4). 求算理論板層數(shù)求算理論板層數(shù) N N ，確定加料位置；，確定加料位置； (5). (5). 確定實(shí)際板層數(shù)，實(shí)際加料板位置；確定實(shí)際板層數(shù)，實(shí)際加料板位置； (6). (6). 全塔熱平衡，計(jì)算塔頂冷凝，冷卻器熱負(fù)荷全塔熱平衡，計(jì)算塔頂冷凝，冷卻器熱負(fù)荷及冷卻水消耗量；塔底再沸器熱負(fù)荷及加熱蒸汽消耗及冷卻水消耗量；塔底再沸器熱負(fù)荷及加熱蒸汽消耗量；量；3 3、 板式塔主要工藝尺寸的確定：板式塔主要工藝尺寸的確定： (1)(1)、確定塔高、塔徑；、確

18、定塔高、塔徑； (2)(2)、 塔板設(shè)計(jì)，計(jì)算塔板各主要工藝尺寸，塔板設(shè)計(jì)，計(jì)算塔板各主要工藝尺寸，進(jìn)行流體力學(xué)的校核計(jì)算；塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；并畫進(jìn)行流體力學(xué)的校核計(jì)算；塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；并畫出塔的操作性能圖；出塔的操作性能圖； （3 3）繪出物料流程圖、塔板結(jié)構(gòu)圖、塔體工）繪出物料流程圖、塔板結(jié)構(gòu)圖、塔體工藝圖藝圖 (4)(4)、給出各接口尺寸；、給出各接口尺寸； (5)(5)、撰寫設(shè)計(jì)說明書和繪圖。、撰寫設(shè)計(jì)說明書和繪圖。 設(shè)計(jì)說明書封面格式設(shè)計(jì)說明書封面格式年產(chǎn)年產(chǎn) 噸噸乙醇乙醇板式精餾塔板式精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書工藝設(shè)計(jì)說明書 單單 位位 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 者者 號(hào)號(hào) 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 日日 期期 主要參考資料主要參考資料1. 1. 化學(xué)工程手冊(cè)化學(xué)工程手冊(cè)物性數(shù)據(jù)物性數(shù)據(jù)2. 2. 化工制圖化工制圖制圖標(biāo)準(zhǔn)制圖標(biāo)準(zhǔn)3. 3. 化工過程及設(shè)備設(shè)計(jì)化工過程及設(shè)備設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì)