2012化工原理課程設(shè)計

1、化工原理課程設(shè)計篩板塔設(shè)計2012-05-237/28/20221綜合應(yīng)用學(xué)過的知識學(xué)會翻書、查資料、找數(shù)據(jù)培養(yǎng)獨立工作能力、綜合應(yīng)用知識能力一、課程設(shè)計總體說明7/28/20222課程設(shè)計講解，發(fā)設(shè)計任務(wù)；明確設(shè)計任務(wù)，擬定設(shè)計步驟；設(shè)計計算；寫設(shè)計說明書；交說明書。課程設(shè)計過程7/28/20223設(shè)計地點：固定教室。設(shè)計時間：上午、下午、晚上。答疑時間：上午、下午。抄別人的設(shè)計，成績不及格。平時要求7/28/20224設(shè)計任務(wù)書格式 二、設(shè)計任務(wù)書7/28/20225一、設(shè)計題目：年產(chǎn) A 噸 篩孔 板式精餾塔工藝設(shè)計二、已知條件 1原料組成：含 B %（質(zhì)量）甲醇的30液體，其余為水。

2、2產(chǎn)品要求：含量 C%（質(zhì)量）的乙醇。 3塔底殘液：含乙醇0.5%（質(zhì)量）。 4加熱劑：0.2MPa（表壓）的飽和水蒸汽。 5冷卻劑：入口為32的循環(huán)冷卻水。三、設(shè)計要求 1給出精餾流程圖、負(fù)荷性能圖、塔板結(jié)構(gòu)圖和塔體工藝條件圖； 2給出物料衡算表、熱量衡算表、精餾塔工藝參數(shù)匯總表、塔板設(shè)計結(jié)果匯總表、各料口管口尺寸； 3給出塔頂、塔釜熱負(fù)荷及冷卻劑、加熱劑用量。7/28/20226課程設(shè)計講解，發(fā)設(shè)計任務(wù)；明確設(shè)計任務(wù)，擬定設(shè)計步驟；設(shè)計計算；寫設(shè)計說明書；交說明書，回答提問。課程設(shè)計過程7/28/20227選定精餾方案精餾塔工藝計算塔板工藝尺寸計算塔體工藝尺寸設(shè)計輔助設(shè)備要求 三、設(shè)計計算

3、內(nèi)容各料口管口尺寸熱量衡算表給出塔體工條件藝圖負(fù)荷性能圖、塔板結(jié)構(gòu)圖匯總塔板設(shè)計結(jié)果物料衡算表精餾塔工藝參數(shù)匯總表精餾流程圖7/28/20228精餾方式操作壓力塔板型式加料方式加料熱狀態(tài)附屬設(shè)備2 選定精餾方案參考板式塔設(shè)計、化工原理連續(xù)精餾 塔頂常壓 篩孔塔板 與流程圖對應(yīng) 高位槽或加料泵預(yù)熱 =1與流程圖對應(yīng) 7/28/20229再沸器冷凝器回流比控制器回流泵回流罐產(chǎn)品冷卻器 附屬設(shè)備間接蒸汽加熱、直接蒸汽加熱 冷凝冷卻器 冷凝后冷卻1020再回流 小塔利用位差回流，大塔用回流泵 在冷凝器與回流泵之間起緩沖作用 塔頂、塔底產(chǎn)品冷卻減少產(chǎn)品揮發(fā)損失7/28/202210精餾方案確定后 精餾流

4、程圖流程說明7/28/202211選定精餾方案精餾塔工藝計算塔板工藝尺寸計算塔體工藝尺寸設(shè)計輔助設(shè)備要求 三、設(shè)計計算內(nèi)容各料口管口尺寸熱量衡算表給出塔體工條件藝圖負(fù)荷性能圖、塔板結(jié)構(gòu)圖匯總塔板設(shè)計結(jié)果物料衡算表精餾塔工藝參數(shù)匯總表精餾流程圖7/28/202212進料塔頂產(chǎn)品塔底產(chǎn)品流量濃度A組分量計算過程四位有效數(shù)字，最終計算結(jié)果三位有效數(shù)字 3 精餾塔工藝計算物料衡算、回流比、氣液相流量、理論板數(shù)、實際板數(shù)按每年300天、每天24小時連續(xù)生產(chǎn)計算7/28/202213（R0+1）DR0D, q0（R+1）DD, xDRD圖解選定回流比步驟 圖解吉利蘭圖2.5、3.0、3.5、4.0取大值（

5、R0+1）DR0D, q0（R+1）DD, xDRD塔外液量氣量塔內(nèi)液量氣量7/28/202214計算精餾段、提餾段的氣液相流量確定理論板數(shù)確定實際板數(shù)理論板數(shù)和全塔效率再沸器、分凝器是理論板全塔效率：教材118頁圖10-20精餾塔工藝參數(shù)匯總 7/28/202215選定精餾方案精餾塔工藝計算塔板工藝尺寸計算塔體工藝尺寸設(shè)計輔助設(shè)備要求 三、設(shè)計計算內(nèi)容各料口管口尺寸熱量衡算表給出塔體工條件藝圖負(fù)荷性能圖、塔板結(jié)構(gòu)圖匯總塔板設(shè)計結(jié)果物料衡算表精餾塔工藝參數(shù)匯總表精餾流程圖7/28/2022164 塔板工藝尺寸計算選擇設(shè)計板、塔板設(shè)計、流體力學(xué)驗算負(fù)荷性能圖、塔板結(jié)構(gòu)圖提餾段精餾段分別設(shè)計變直徑

6、塔等直徑塔只設(shè)計一塊板設(shè)計板參數(shù)氣相體積流量液相體積流量氣液相密度 表面張力m3/s7/28/202217塔板液流型式P130表10-2單流型塔板塔徑8002400mm塔徑20002400mm雙流型塔板單流型弓形降液管塔板分區(qū)AfAaWsWsAfWc7/28/202218塔徑D計算初選計算D圓整P129表10-1，400500mm 300、400、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1500、1600、1800、2000 7/28/202219溢流裝置溢流堰形式平直堰齒形堰P131表10-3弓形降液管和受液盤形式降液管底隙高度7/28/202220塔板布置=5

7、0100mm不設(shè)=2550mm=38mm515%整塊塔板分塊塔板扣除銜接區(qū)面積7/28/202221塔板分塊塔徑小不分塊，塔節(jié)塔徑800mm，可以分塊，整體塔體化工過程及設(shè)備設(shè)計P191化工過程及設(shè)備設(shè)計P192頁表4-10人孔直徑為450500mm每塊寬度小于450mm弓形板、矩形板銜接寬度50mm塔板結(jié)構(gòu)圖 7/28/202222流體力學(xué)驗算操作點是否在正常操作范圍塔板壓降 液沫夾帶溢流液泛降液管停留時間漏液允許壓降常壓操作約500600Pa減壓操作，壓降小P132圖10-45P132圖10-4610-3410-3510-36 EP134圖10-487/28/202223液沫夾帶P132圖

8、10-470.1kg液體/kg干氣降液管內(nèi)停留時間35s溢流液泛=0.6 7/28/202224漏液穩(wěn)定系數(shù)1.52.0試差法計算漏液時的氣體動能因子P135圖10-49 水柱高度液柱高度7/28/202225負(fù)荷性能圖流量單位m3/s過量液沫夾帶線直線處理，找兩個點=0.1kg液體/kg干氣=0.1P132圖10-47設(shè)漏液線直線處理，找兩個點設(shè)P135圖10-497/28/202226溢流液泛線直線處理，找兩個點設(shè)(10-34)(10-36)液相負(fù)荷下限線=0.006m液相負(fù)荷上限線=3s7/28/202227負(fù)荷性能圖操作線操作點操作彈性12354氣相負(fù)荷上限氣相負(fù)荷下限設(shè)計結(jié)果匯總表初

9、步設(shè)計結(jié)果調(diào)整操作點不變，改變塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)，調(diào)整各線位置設(shè)計點落到圖中部7/28/202228選定精餾方案精餾塔工藝計算塔板工藝尺寸計算塔體工藝尺寸設(shè)計輔助設(shè)備要求 三、設(shè)計計算內(nèi)容各料口管口尺寸熱量衡算表給出塔體工條件藝圖負(fù)荷性能圖、塔板結(jié)構(gòu)圖匯總塔板設(shè)計結(jié)果物料衡算表精餾塔工藝參數(shù)匯總表精餾流程圖7/28/2022295塔體工藝尺寸設(shè)計塔外管口塔頂空間實際塔板數(shù)進料口人孔塔體有效段高度塔釜空間裙座全塔總高度上升氣體出口液相回流口進料口氣相回流口下降液體出口測溫口、測壓口7/28/202230塔高1.52m，設(shè)人孔、測試口、除沫器板間距加大， HT600mm釜液停留1015分鐘，設(shè)人孔、測試

10、口2m，人孔兩個，對開板間距0.150.2m精餾段提餾段塔體工藝條件圖有效段7/28/202231選定精餾方案精餾塔工藝計算塔板工藝尺寸計算塔體工藝尺寸設(shè)計輔助設(shè)備要求 三、設(shè)計計算內(nèi)容各料口管口尺寸熱量衡算表給出塔體工條件藝圖負(fù)荷性能圖、塔板結(jié)構(gòu)圖匯總塔板設(shè)計結(jié)果物料衡算表精餾塔工藝參數(shù)匯總表精餾流程圖7/28/2022326輔助設(shè)備要求釜溫校核管口尺寸預(yù)熱器冷凝器再沸器熱負(fù)荷載熱體流量、100110之間加熱量、蒸汽消耗量 預(yù)熱器原料30至泡點塔頂冷凝冷卻器冷凝后再冷卻1020回流冷卻量、冷卻劑消耗量最小溫差大于57 ， 循環(huán)冷卻水溫升小于307/28/202233加入熱量移出熱量原料預(yù)熱器

11、再沸器冷凝冷卻器塔頂產(chǎn)品釜液熱損失再沸器全塔熱量衡算，熱損失10%加熱劑溫度比塔底產(chǎn)品沸點高2040小于沸騰傳熱中的臨界溫差加熱量、蒸汽消耗量熱量衡算表加料泵、回流泵放在地面上泵的流量和揚程7/28/202234管口尺寸塔頂蒸汽出口管、液相回流管進料管釜液出口管、塔釜蒸汽進口管塔外氣液相流量適宜流速管子內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)管子規(guī)格材料與零部件上摩爾流量體積流量7/28/2022357精餾流程圖、塔板結(jié)構(gòu)圖及塔體工藝條件圖化工制圖標(biāo)準(zhǔn)精餾流程圖主要設(shè)備及附屬設(shè)備名稱和物料流向特性數(shù)據(jù)、物料組成、物料流量說明書白紙上塔板結(jié)構(gòu)圖塔板結(jié)構(gòu)及尺寸正視圖、俯視圖鼓泡區(qū)、降液區(qū)、安定區(qū)、邊緣區(qū)鼓泡區(qū)局部區(qū)域內(nèi)篩孔中心線

12、局部放大篩孔大小、孔間距、排列方式用坐標(biāo)紙塔體工藝條件圖全塔結(jié)構(gòu)、尺寸、管口方位圖塔體高，重復(fù)部分?jǐn)嚅_技術(shù)特性表、接管表用坐標(biāo)紙按比例畫7/28/2022368需要學(xué)生畫的圖圖解圖解（用芬斯克方程時，沒有此圖）圖圖解，包括頂部放大圖和底部放大圖負(fù)荷性能圖精餾流程圖塔板結(jié)構(gòu)圖塔體工藝條件圖小圖貼在說明書適宜位置大圖裝訂在說明書最后7/28/202237繪圖要求2535cm坐標(biāo)紙標(biāo)題欄裝訂7/28/202238物料衡算表精餾塔工藝參數(shù)匯總表塔板設(shè)計結(jié)果匯總表熱量衡算匯總表9整理的表7/28/202239封面格式年產(chǎn)10000噸乙醇精餾塔篩板塔工藝設(shè)計說明書 單 位 學(xué) 校 專業(yè)、 班 設(shè) 計 者

13、姓名、學(xué)號 指導(dǎo)教師 姓 名 日 期 _四、設(shè)計說明書7/28/202240設(shè)計說明書內(nèi)容1. 設(shè)計任務(wù)書2. 說明書目錄3. 符號表4. 精餾方案論證說明5. 精餾塔工藝計算6. 塔板工藝尺寸計算7. 塔體工藝尺寸設(shè)計8. 輔助設(shè)備要求9. 參考資料 10.結(jié)束語圖紙3張正文每項另起一頁每項另起一頁A4白紙，左側(cè)裝訂封面打印，其余手寫符合格式要求內(nèi)容完整，論述嚴(yán)謹(jǐn)文字簡練，字跡工整7/28/202241化學(xué)工程手冊第1篇化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)化學(xué)工程手冊第13篇氣液傳質(zhì)設(shè)備材料與零部件上化工原理課程設(shè)計指導(dǎo)化工原理課程設(shè)計大連理工化工原理上、下冊，陳敏恒等編化工原理實驗科大化原教研室編板式塔設(shè)計科大教研室編五、參考資料1. 參考資料目錄圖書館教研室借教研室買，每本12元圖書館圖書館教研室借7/28/202242 每班借6本（各三本），統(tǒng)一借還。 班長、課代表到教研室找劉寶樹借， 做完設(shè)計還書。 憑學(xué)生證借閱，每證一本， 誰的證件誰負(fù)責(zé)保管。2教研室資料借閱規(guī)定7/28/2022433使用說明 設(shè)計方法以一種資料上的為主，不能與其它參考書上的設(shè)計方法混用。板式塔設(shè)計作為參考書，錯誤多。 可以借鑒3個例子的設(shè)計過程。 氣液平衡數(shù)據(jù)化工原理實驗81頁； 化學(xué)工程手冊第二版上卷，第十三篇： 蒸餾