lp板式精餾塔設(shè)計(jì)課件

化工原理課程設(shè)計(jì)——板式精餾塔設(shè)計(jì)

李psunshine@163.com

化工原理課程設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)2023/1/3——篩板式精餾塔設(shè)計(jì)第一部分：化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書第二部分：設(shè)計(jì)方法第三部分：化工塔器CAD設(shè)計(jì)軟件介紹第四部分：設(shè)計(jì)示例化工原理課程設(shè)計(jì)2022/12/18——篩板式精餾塔設(shè)計(jì)第一

第一部分：化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一.設(shè)計(jì)題目：**-**溶液連續(xù)板式精餾塔設(shè)計(jì)二.課題條件（一）設(shè)計(jì)任務(wù)(1)處理能力：

T/h。(2)原料*-*溶液：

組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):(3)產(chǎn)品要求：塔頂組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):

塔底組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):

。

（二）操作條件：

（1）生產(chǎn)方式：連續(xù)操作，中間加料，泡點(diǎn)回流

（2）生間時(shí)間：每年以300天計(jì)算，每天24小時(shí)

（3）操作壓力：塔頂壓強(qiáng)為1.03atm,單板壓降：

不高于75mm液柱

（4）進(jìn)料狀況：

（5）回流比：自選

（6）塔釜加熱方式：

（7）塔頂冷凝用冷卻水，冷卻水進(jìn)口溫度：*℃

（8）設(shè)備型式：篩板(浮閥)塔試設(shè)計(jì)一板式精餾塔，完成該生產(chǎn)任務(wù)。

第一部分：化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一.設(shè)計(jì)題目：**-*

三.設(shè)計(jì)任務(wù)

1確定設(shè)計(jì)方案，繪制帶控制點(diǎn)工藝流程圖。2精餾塔工藝設(shè)計(jì)3精餾設(shè)備設(shè)計(jì)4有關(guān)附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)和選用；5繪制塔板結(jié)構(gòu)簡圖6繪制精餾塔裝配圖7編制設(shè)計(jì)說明書三.設(shè)計(jì)任務(wù)

四.設(shè)計(jì)內(nèi)容

1.

工藝設(shè)計(jì)（2）精餾工藝計(jì)算：

a.

物料衡算確定各物料流量和組成。

b.經(jīng)濟(jì)核算確定適宜的回流比根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)常費(fèi)和設(shè)備投資費(fèi)綜合核算最經(jīng)濟(jì)原則，盡量使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行最優(yōu)化計(jì)算，確定適宜回流比。

c.

精餾塔實(shí)際塔板數(shù)用近似后的適宜回流比在計(jì)算機(jī)上通過逐板計(jì)算得到全塔理論塔板數(shù)以及精餾段和提餾段各自的理論塔板數(shù)。然后根據(jù)全塔效率ET，求得全塔、精餾段、提餾段的實(shí)際塔板數(shù)，確定加料板位置。四.設(shè)計(jì)內(nèi)容2.

精餾塔設(shè)備設(shè)計(jì)

(1)選擇塔型和板型采用板式塔，板型為篩板(浮閥)塔。

(2)塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和流體力學(xué)計(jì)算

(3)繪制塔板負(fù)荷性能圖畫出精餾段或提餾段某塊的負(fù)荷性能圖。

(4)有關(guān)具體機(jī)械結(jié)構(gòu)和塔體附件的選定*接管規(guī)格：根據(jù)流量和流體的性質(zhì)，選取經(jīng)驗(yàn)流速，選擇標(biāo)準(zhǔn)管道。*全塔高度：包括上、下封頭，裙座高度。2.

精餾塔設(shè)備設(shè)計(jì)3.

附屬設(shè)備設(shè)計(jì)和選用

(1)加料泵選型，加料管規(guī)格選型加料泵以每天工作3小時(shí)計(jì)（每班打1小時(shí)）。大致估計(jì)一下加料管路上的管件和閥門。

(2)高位槽、貯槽容量和位置高位槽以一次加滿再加一定裕量來確定其容積。貯槽容積按加滿一次可生產(chǎn)10天計(jì)算確定。

(3)換熱器選型對原料預(yù)熱器，塔底再沸器，塔頂產(chǎn)品冷卻器等進(jìn)行選型。

(4)塔頂冷凝器設(shè)計(jì)選型根據(jù)換熱量，回流管內(nèi)流速，冷凝器高度，對塔頂冷凝器進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。3.

附屬設(shè)備設(shè)計(jì)和選用4.編寫設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)說明書應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想闡明設(shè)計(jì)特點(diǎn)，列出設(shè)計(jì)主要技術(shù)數(shù)據(jù)，對有關(guān)工藝流程和設(shè)備選型作出技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的論證和評價(jià)。應(yīng)按設(shè)計(jì)程序列出計(jì)算公式和計(jì)算結(jié)果；對所選用的物性數(shù)據(jù)和使用的經(jīng)驗(yàn)公式圖表應(yīng)注明來歷。設(shè)計(jì)說明書應(yīng)附有帶控制點(diǎn)工藝流程圖，塔板結(jié)構(gòu)簡圖和計(jì)算機(jī)程序框圖和原程序。5.注意事項(xiàng):寫出詳細(xì)計(jì)算步驟,并注明選用數(shù)據(jù)的來源;每項(xiàng)設(shè)計(jì)結(jié)束后,列出計(jì)算結(jié)果明細(xì)表;設(shè)計(jì)說明書要求字跡工整,裝訂成冊上交。4.編寫設(shè)計(jì)說明書第二部分：篩板式精餾塔設(shè)計(jì)方法一.確定設(shè)計(jì)方案二.工藝計(jì)算三.設(shè)備計(jì)算四.輔助設(shè)備計(jì)算五.塔體結(jié)構(gòu)帶控制點(diǎn)工藝流程圖第二部分：篩板式精餾塔設(shè)計(jì)方法一.確定設(shè)計(jì)方案lp板式精餾塔設(shè)計(jì)課件a．操作方式

連續(xù)、間歇b.操作壓強(qiáng)

常壓、減壓或加壓。c.加料狀態(tài)：5種d.塔頂蒸汽冷凝方式

分凝器或全凝器e.塔釜加熱方式

間接蒸汽加熱

直接蒸汽加熱f.畫出流程簡圖。

一．確定設(shè)計(jì)方案a．操作方式一．確定設(shè)計(jì)方案

主要內(nèi)容是(1)物料衡算(2)確定回流比

(3)確定理論板數(shù)和實(shí)際板數(shù)(4)塔的氣液負(fù)荷計(jì)算(5)熱量衡算塔設(shè)備的生產(chǎn)能力一般以千克/小時(shí)或噸/年表示，但在理論板計(jì)算時(shí)均須轉(zhuǎn)換成kmol/h,在塔板設(shè)計(jì)時(shí)，氣液流量又須用體積流量m3/s表示。因此要注意不同的場合應(yīng)使用不同的流量單位。

二．工藝計(jì)算

主要內(nèi)容是(1)物料衡算二．工藝計(jì)算1.全塔物料衡算：

F=D+WFxF=DxD+WxW任務(wù)已知F、xF、xD、xW，可由方程組解出D、W1.全塔物料衡算：利用t～x～y關(guān)系，求得塔頂塔底的溫度，進(jìn)而求取全塔的平均溫度，從而可以根據(jù)全塔平均溫度求取全塔平均相對揮發(fā)度。lp板式精餾塔設(shè)計(jì)課件2023/1/32022/12/182023/1/32022/12/182023/1/32022/12/182023/1/34、塔的氣液負(fù)荷計(jì)算

(1)、精餾段氣液負(fù)荷計(jì)算

V—塔內(nèi)氣體摩爾流量kmol/hVs—塔內(nèi)氣體體積流量

、—分別為精餾段氣相平均分子量、液相平均分子量

—分別為精餾段氣相平均密度、液相平均密度(2)、提餾段氣液負(fù)荷計(jì)算(同上)2022/12/184、塔的氣液負(fù)荷計(jì)算平均分子量的計(jì)算（1）塔頂?shù)钠骄肿恿浚?/p>

x1為與y1=XD平衡

的液相組成）

MVDM=XD×M輕組分+（1－XD）×M重組分

MLDM=x1×M輕組分+（1－x1）×M重組分（2）進(jìn)料板的平均分子量

(進(jìn)料板對應(yīng)的組成Xq

和yq)MVqM=yq×M輕組分+（1－yq）×M重組分

MLqM=Xq×M輕組分+（1－Xq）×M重組分（3）塔底的平均分子量（yw為與xw平衡的氣相組成）

MVWM=yw×M輕組分+（1－yw）×M重組分

MLWM=xw×M輕組分+（1－xw）×M重組分（4）精餾段、提餾段的平均分子量精餾段平均分子量

MLM=(MLDM+MLqM)/2MVM=(MVDM+MVqM)/2提餾段平均分子量

M’LM=(MLWM+MLqM)/2M’VM=(MVWM+MVqM)/2平均分子量的計(jì)算（1）塔頂?shù)钠骄肿恿浚▁1為與y1=XD平均密度的計(jì)算（1）液相平均密度查物性數(shù)據(jù)：查tD下易揮發(fā)組分密度ρ1D

，難揮發(fā)組分密度ρ2D查tq下易揮發(fā)組分密度ρ1q

，難揮發(fā)組分密度ρ2q查tw下易揮發(fā)組分密度ρ1W

，難揮發(fā)組分密度ρ2W則精餾段液相平均密度ρLM=(ρLD+ρLq)/2

提餾段液相平均密度ρ，LM=(ρLq+ρLW)/2ρLD＝1/[wD/ρ1D+(1-wD)/ρ2D]Kg/m3ρLq＝1/[wq/ρ1q+(1-wq)/ρ2q]Kg/m3ρLW＝1/[wW/ρ1W+(1-wW)/ρ2W]Kg/m3平均密度的計(jì)算（1）液相平均密度ρLD＝1/[wD/ρ1D+（2）汽相平均密度根據(jù)塔頂溫度TD、進(jìn)料板溫度Tq及塔底溫度TW分別確定精餾段及提餾段的汽相平均密度如：精餾段平均溫度TM=（Tq+TD）/2精餾段汽相平均溫度ρVM＝PMVM/RTM（2）汽相平均密度根據(jù)塔頂溫度TD2023/1/32022/12/182023/1/32022/12/181、板間距的初估選取時(shí)應(yīng)考慮塔高、塔徑、物系性質(zhì)、分離效率、操作彈性及塔的安裝檢修等因素。塔板間距和塔徑的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系1、板間距的初估選取時(shí)應(yīng)考慮塔高、塔徑、物系性質(zhì)、分離效率、2023/1/32、塔徑D的初估與圓整2022/12/182、塔徑D的初估與圓整2023/1/30.2HT=0.60.440.030.020.070.010.040.030.020.070.010.10.090.060.05篩板塔泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖2022/12/180.2HT=0.60.450.30.153溢流裝置設(shè)計(jì)①溢流型式的選擇依據(jù)：塔徑、流量；

型式：單流型、U形流型、雙流型、階梯流型等。3溢流裝置設(shè)計(jì)lp板式精餾塔設(shè)計(jì)課件lp板式精餾塔設(shè)計(jì)課件2023/1/3②溢流堰（出口堰）

作用：維持塔板上一定液層，使液體均勻橫向流過。

型式：平直堰、溢流輔堰、三角形齒堰及柵欄堰。堰長

雙流型:單流型：2022/12/18②溢流堰（出口堰）堰長雙流型:2023/1/32022/12/18③降液管形式和底隙

③降液管形式和底隙2023/1/32022/12/184塔板及其布置塔板的分塊：由塔徑確定分塊數(shù)受液區(qū)和降液區(qū)Wd：一般兩區(qū)面積相等。安定區(qū)：入口WS=70～100mm；出口WS’=50～100mm

bcbdbslWrx邊緣區(qū)：Wb小塔為30～75mm，大塔可達(dá)50～75mm。開孔區(qū)：4塔板及其布置受液區(qū)和降液區(qū)Wd：一般兩區(qū)面積相等。bcb2023/1/3單流型弓形降液管塔板：雙流型弓形降液管塔板：(為雙溢流中間降液管的寬度)

2022/12/18單流型弓形降液管塔板：雙流型弓形降液管塔2023/1/35篩孔的尺寸和排列(或浮閥）篩孔氣速：2022/12/185篩孔的尺寸和排列(或浮閥）篩孔氣速：浮閥塔中浮閥數(shù)目與排列

浮閥塔的操作性能以板上所有浮閥處于剛剛?cè)_時(shí)的情況為最好，這時(shí)塔板的壓強(qiáng)降及板上液體的泄漏都比較小而操作彈性較大。浮閥的開度與閥孔處氣相的動(dòng)壓有關(guān)，動(dòng)壓的大小取決于氣體的速度與密度。即動(dòng)能因數(shù)：由動(dòng)能因數(shù)作為衡量氣體流動(dòng)時(shí)動(dòng)壓大小的指標(biāo)F0——?dú)怏w通過閥孔時(shí)的動(dòng)能因數(shù)uο————?dú)怏w通過閥孔時(shí)的速度m/sρν————?dú)怏w密度kg/m3浮閥塔中浮閥數(shù)目與排列

浮閥塔的操作性能以板上所有浮閥處于lp板式精餾塔設(shè)計(jì)課件lp板式精餾塔設(shè)計(jì)課件排孔要求1、排孔圖（鼓泡區(qū)）：排完之后的總孔數(shù)與算得的N相近，并按實(shí)排數(shù)目重算閥孔氣速，核算閥孔動(dòng)能因數(shù)F0。若F0在9~12范圍內(nèi)，即可認(rèn)為作圖得出的閥數(shù)能夠滿足要求。否則應(yīng)調(diào)整孔矩、閥數(shù)，重新作圖，反復(fù)計(jì)算。2、也可根據(jù)已算出的閥數(shù)及溢流裝置尺寸等，用作圖法求出所需的塔徑，并與最初估算的塔徑相比較，經(jīng)反復(fù)調(diào)整有關(guān)參數(shù)，直到作圖所得出的塔徑與最初估算的塔徑相符為止。3、最后核算開孔率是否合適，否則前述過程重算。開孔率：對于常壓塔或減壓塔開孔率在10~14%之間，對于加壓塔開孔率常小于10%。排孔要求1、排孔圖（鼓泡區(qū)）：排完之后的總孔數(shù)與算得的N相近2023/1/32022/12/18（a）干板阻力h0d0/δC0塔板孔流系數(shù)C0—孔流系數(shù)（a）干板阻力h0d0/δC0塔板孔流系數(shù)C0—孔流系數(shù)（b）液層阻力hl查圖求充氣系數(shù)β（b）液層阻力hl查圖求充氣系數(shù)β說明：若塔板阻力過大，可增加開孔率或降低堰高。（c）克服液體表面張力阻力（一般可不計(jì)）

故塔板阻力：說明：若塔板阻力過大，可增加開孔率或降低堰高。（c）克服液2023/1/3（2）降液管液泛校核

—系數(shù)。易起泡物系，0.3～0.4；不易起泡物系，0.6～0.7；一般物系，0.5。液面落差Δ一般較小，可不計(jì)。當(dāng)不可忽略時(shí)，2022/12/18（2）降液管液泛校核—系數(shù)。易起泡物2023/1/3（3）液沫夾帶量校核要求：ev≤

0.1

kg

液體/kg氣體。ev的計(jì)算方法：方法1：利用Fair關(guān)聯(lián)圖Ψ－FLV求Ψ，進(jìn)而求出ev。方法2：用Hunt經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算ev。Hf

：板上泡沫層高度：說明：超過允許值，可調(diào)整塔板間距或塔徑。

2022/12/18（3）液沫夾帶量校核要求：ev≤2023/1/3（4）嚴(yán)重漏液校核穩(wěn)定系數(shù)：要求：方法（a）計(jì)算嚴(yán)重漏液時(shí)干板阻力

h0′（b）計(jì)算漏液點(diǎn)氣速u0′

說明：如果穩(wěn)定系數(shù)k過小，可減小開孔率或降低堰高。

(c)浮閥塔：控制閥孔動(dòng)能因數(shù)在5~6之間。2022/12/18（4）嚴(yán)重漏液校核穩(wěn)定系數(shù)：要求：方法（（5）液體在降液管中停留時(shí)間校核停留時(shí)間：要求：說明：停留時(shí)間過小，可增加降液管面積或增大塔板間距。（5）液體在降液管中停留時(shí)間校核停留時(shí)間：要求：說明：停留時(shí)2023/1/3塔板負(fù)荷性能圖Vs,m3/sLs,m3/s(1)霧沫夾帶線(2)液泛線(3)液相上限線(4)漏液線(5)液相負(fù)荷下限線AVs,minP操作點(diǎn)BVs,maxO6、塔板的負(fù)荷性能圖塔板的操作彈性：2022/12/18塔板負(fù)荷性能圖Vs,m3/sLs,2023/1/3①過量液沫夾帶線（氣相負(fù)荷上限線）

規(guī)定：ev=

0.1（

kg

液體/kg氣體）為限制條件。②降液管液泛線

規(guī)定：③液相上限線規(guī)定：④嚴(yán)重漏液線（氣相下限線）⑤液相下限線一般取堰上液層高度=0.006

2022/12/18①過量液沫夾帶線（氣相負(fù)荷上限線）②2023/1/3泵的選型2022/12/18泵的選型2023/1/32022/12/182023/1/32022/12/18（3）

泵的選型1、進(jìn)料泵

給出：流量F=m3/hr

揚(yáng)程H＝50m

選擇

型號的泵2、回流泵

給出：流量F=m3/hr

揚(yáng)程H＝30m

從附錄選擇

型號的泵（3）泵的選型1、進(jìn)料泵四.塔體結(jié)構(gòu)2023/1/3四.塔體結(jié)構(gòu)2022/12/182023/1/32022/12/182023/1/3五.工藝流程圖、設(shè)備圖和圖紙說明工藝流程圖紙（3號圖紙）1.帶控制點(diǎn)工藝流程圖示例2022/12/18五.工藝流程圖、設(shè)備圖和圖紙說明工藝流浮閥塔裝配圖管口方位圖塔盤結(jié)構(gòu)圖（局部放大）技術(shù)條件技術(shù)特性接管表明細(xì)欄標(biāo)題欄標(biāo)明設(shè)備的總體尺寸、主要尺寸及裝配尺寸2.設(shè)備圖紙示例（1號圖紙594×841mm）浮閥塔裝配圖管口方位圖塔盤結(jié)構(gòu)圖技術(shù)條件技術(shù)特性接管表明細(xì)3.標(biāo)題欄說明

圖紙說明3.標(biāo)題欄說明圖紙說明設(shè)計(jì)說明書（裝資料袋）1、封面（按統(tǒng)一模板打印黃色封面）2、設(shè)計(jì)任務(wù)書（空白處填滿,任務(wù)分配書不裝訂）3、成績評定表（姓名及題目填上）4、摘要（中文和英文分頁）5、目錄（不含摘要）6、正文（格式按下發(fā)的統(tǒng)一模板）（1）概述（2）工藝計(jì)算（3）主要設(shè)備設(shè)計(jì)（4）輔助設(shè)備的計(jì)算和選型（5）設(shè)計(jì)結(jié)果匯總（6）設(shè)計(jì)評述（7）參考文獻(xiàn)（注意在正文中引用順序，書寫格式，10篇以上）7、圖紙（裝配圖與流程圖中必須有一張手繪）設(shè)計(jì)說明書（裝資料袋）1、封面（按統(tǒng)一模板打印黃色封面）化工原理課程設(shè)計(jì)——板式精餾塔設(shè)計(jì)

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化工原理課程設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)2023/1/3——篩板式精餾塔設(shè)計(jì)第一部分：化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書第二部分：設(shè)計(jì)方法第三部分：化工塔器CAD設(shè)計(jì)軟件介紹第四部分：設(shè)計(jì)示例化工原理課程設(shè)計(jì)2022/12/18——篩板式精餾塔設(shè)計(jì)第一

第一部分：化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一.設(shè)計(jì)題目：**-**溶液連續(xù)板式精餾塔設(shè)計(jì)二.課題條件（一）設(shè)計(jì)任務(wù)(1)處理能力：

T/h。(2)原料*-*溶液：

組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):(3)產(chǎn)品要求：塔頂組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):

塔底組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):

。

（二）操作條件：

（1）生產(chǎn)方式：連續(xù)操作，中間加料，泡點(diǎn)回流

（2）生間時(shí)間：每年以300天計(jì)算，每天24小時(shí)

（3）操作壓力：塔頂壓強(qiáng)為1.03atm,單板壓降：

不高于75mm液柱

（4）進(jìn)料狀況：

（5）回流比：自選

（6）塔釜加熱方式：

（7）塔頂冷凝用冷卻水，冷卻水進(jìn)口溫度：*℃

（8）設(shè)備型式：篩板(浮閥)塔試設(shè)計(jì)一板式精餾塔，完成該生產(chǎn)任務(wù)。

第一部分：化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一.設(shè)計(jì)題目：**-*

三.設(shè)計(jì)任務(wù)

1確定設(shè)計(jì)方案，繪制帶控制點(diǎn)工藝流程圖。2精餾塔工藝設(shè)計(jì)3精餾設(shè)備設(shè)計(jì)4有關(guān)附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)和選用；5繪制塔板結(jié)構(gòu)簡圖6繪制精餾塔裝配圖7編制設(shè)計(jì)說明書三.設(shè)計(jì)任務(wù)

四.設(shè)計(jì)內(nèi)容

1.

工藝設(shè)計(jì)（2）精餾工藝計(jì)算：

a.

物料衡算確定各物料流量和組成。

b.經(jīng)濟(jì)核算確定適宜的回流比根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)常費(fèi)和設(shè)備投資費(fèi)綜合核算最經(jīng)濟(jì)原則，盡量使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行最優(yōu)化計(jì)算，確定適宜回流比。

c.

精餾塔實(shí)際塔板數(shù)用近似后的適宜回流比在計(jì)算機(jī)上通過逐板計(jì)算得到全塔理論塔板數(shù)以及精餾段和提餾段各自的理論塔板數(shù)。然后根據(jù)全塔效率ET，求得全塔、精餾段、提餾段的實(shí)際塔板數(shù)，確定加料板位置。四.設(shè)計(jì)內(nèi)容2.

精餾塔設(shè)備設(shè)計(jì)

(1)選擇塔型和板型采用板式塔，板型為篩板(浮閥)塔。

(2)塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和流體力學(xué)計(jì)算

(3)繪制塔板負(fù)荷性能圖畫出精餾段或提餾段某塊的負(fù)荷性能圖。

(4)有關(guān)具體機(jī)械結(jié)構(gòu)和塔體附件的選定*接管規(guī)格：根據(jù)流量和流體的性質(zhì)，選取經(jīng)驗(yàn)流速，選擇標(biāo)準(zhǔn)管道。*全塔高度：包括上、下封頭，裙座高度。2.

精餾塔設(shè)備設(shè)計(jì)3.

附屬設(shè)備設(shè)計(jì)和選用

(1)加料泵選型，加料管規(guī)格選型加料泵以每天工作3小時(shí)計(jì)（每班打1小時(shí)）。大致估計(jì)一下加料管路上的管件和閥門。

(2)高位槽、貯槽容量和位置高位槽以一次加滿再加一定裕量來確定其容積。貯槽容積按加滿一次可生產(chǎn)10天計(jì)算確定。

(3)換熱器選型對原料預(yù)熱器，塔底再沸器，塔頂產(chǎn)品冷卻器等進(jìn)行選型。

(4)塔頂冷凝器設(shè)計(jì)選型根據(jù)換熱量，回流管內(nèi)流速，冷凝器高度，對塔頂冷凝器進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。3.

附屬設(shè)備設(shè)計(jì)和選用4.編寫設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)說明書應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想闡明設(shè)計(jì)特點(diǎn)，列出設(shè)計(jì)主要技術(shù)數(shù)據(jù)，對有關(guān)工藝流程和設(shè)備選型作出技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的論證和評價(jià)。應(yīng)按設(shè)計(jì)程序列出計(jì)算公式和計(jì)算結(jié)果；對所選用的物性數(shù)據(jù)和使用的經(jīng)驗(yàn)公式圖表應(yīng)注明來歷。設(shè)計(jì)說明書應(yīng)附有帶控制點(diǎn)工藝流程圖，塔板結(jié)構(gòu)簡圖和計(jì)算機(jī)程序框圖和原程序。5.注意事項(xiàng):寫出詳細(xì)計(jì)算步驟,并注明選用數(shù)據(jù)的來源;每項(xiàng)設(shè)計(jì)結(jié)束后,列出計(jì)算結(jié)果明細(xì)表;設(shè)計(jì)說明書要求字跡工整,裝訂成冊上交。4.編寫設(shè)計(jì)說明書第二部分：篩板式精餾塔設(shè)計(jì)方法一.確定設(shè)計(jì)方案二.工藝計(jì)算三.設(shè)備計(jì)算四.輔助設(shè)備計(jì)算五.塔體結(jié)構(gòu)帶控制點(diǎn)工藝流程圖第二部分：篩板式精餾塔設(shè)計(jì)方法一.確定設(shè)計(jì)方案lp板式精餾塔設(shè)計(jì)課件a．操作方式

連續(xù)、間歇b.操作壓強(qiáng)

常壓、減壓或加壓。c.加料狀態(tài)：5種d.塔頂蒸汽冷凝方式

分凝器或全凝器e.塔釜加熱方式

間接蒸汽加熱

直接蒸汽加熱f.畫出流程簡圖。

一．確定設(shè)計(jì)方案a．操作方式一．確定設(shè)計(jì)方案

主要內(nèi)容是(1)物料衡算(2)確定回流比

(3)確定理論板數(shù)和實(shí)際板數(shù)(4)塔的氣液負(fù)荷計(jì)算(5)熱量衡算塔設(shè)備的生產(chǎn)能力一般以千克/小時(shí)或噸/年表示，但在理論板計(jì)算時(shí)均須轉(zhuǎn)換成kmol/h,在塔板設(shè)計(jì)時(shí)，氣液流量又須用體積流量m3/s表示。因此要注意不同的場合應(yīng)使用不同的流量單位。

二．工藝計(jì)算

主要內(nèi)容是(1)物料衡算二．工藝計(jì)算1.全塔物料衡算：

F=D+WFxF=DxD+WxW任務(wù)已知F、xF、xD、xW，可由方程組解出D、W1.全塔物料衡算：利用t～x～y關(guān)系，求得塔頂塔底的溫度，進(jìn)而求取全塔的平均溫度，從而可以根據(jù)全塔平均溫度求取全塔平均相對揮發(fā)度。lp板式精餾塔設(shè)計(jì)課件2023/1/32022/12/182023/1/32022/12/182023/1/32022/12/182023/1/34、塔的氣液負(fù)荷計(jì)算

(1)、精餾段氣液負(fù)荷計(jì)算

V—塔內(nèi)氣體摩爾流量kmol/hVs—塔內(nèi)氣體體積流量

、—分別為精餾段氣相平均分子量、液相平均分子量

—分別為精餾段氣相平均密度、液相平均密度(2)、提餾段氣液負(fù)荷計(jì)算(同上)2022/12/184、塔的氣液負(fù)荷計(jì)算平均分子量的計(jì)算（1）塔頂?shù)钠骄肿恿浚?/p>

x1為與y1=XD平衡

的液相組成）

MVDM=XD×M輕組分+（1－XD）×M重組分

MLDM=x1×M輕組分+（1－x1）×M重組分（2）進(jìn)料板的平均分子量

(進(jìn)料板對應(yīng)的組成Xq

和yq)MVqM=yq×M輕組分+（1－yq）×M重組分

MLqM=Xq×M輕組分+（1－Xq）×M重組分（3）塔底的平均分子量（yw為與xw平衡的氣相組成）

MVWM=yw×M輕組分+（1－yw）×M重組分

MLWM=xw×M輕組分+（1－xw）×M重組分（4）精餾段、提餾段的平均分子量精餾段平均分子量

MLM=(MLDM+MLqM)/2MVM=(MVDM+MVqM)/2提餾段平均分子量

M’LM=(MLWM+MLqM)/2M’VM=(MVWM+MVqM)/2平均分子量的計(jì)算（1）塔頂?shù)钠骄肿恿浚▁1為與y1=XD平均密度的計(jì)算（1）液相平均密度查物性數(shù)據(jù)：查tD下易揮發(fā)組分密度ρ1D

，難揮發(fā)組分密度ρ2D查tq下易揮發(fā)組分密度ρ1q

，難揮發(fā)組分密度ρ2q查tw下易揮發(fā)組分密度ρ1W

，難揮發(fā)組分密度ρ2W則精餾段液相平均密度ρLM=(ρLD+ρLq)/2

提餾段液相平均密度ρ，LM=(ρLq+ρLW)/2ρLD＝1/[wD/ρ1D+(1-wD)/ρ2D]Kg/m3ρLq＝1/[wq/ρ1q+(1-wq)/ρ2q]Kg/m3ρLW＝1/[wW/ρ1W+(1-wW)/ρ2W]Kg/m3平均密度的計(jì)算（1）液相平均密度ρLD＝1/[wD/ρ1D+（2）汽相平均密度根據(jù)塔頂溫度TD、進(jìn)料板溫度Tq及塔底溫度TW分別確定精餾段及提餾段的汽相平均密度如：精餾段平均溫度TM=（Tq+TD）/2精餾段汽相平均溫度ρVM＝PMVM/RTM（2）汽相平均密度根據(jù)塔頂溫度TD2023/1/32022/12/182023/1/32022/12/181、板間距的初估選取時(shí)應(yīng)考慮塔高、塔徑、物系性質(zhì)、分離效率、操作彈性及塔的安裝檢修等因素。塔板間距和塔徑的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系1、板間距的初估選取時(shí)應(yīng)考慮塔高、塔徑、物系性質(zhì)、分離效率、2023/1/32、塔徑D的初估與圓整2022/12/182、塔徑D的初估與圓整2023/1/30.2HT=0.60.440.030.020.070.010.040.030.020.070.010.10.090.060.05篩板塔泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖2022/12/180.2HT=0.60.450.30.153溢流裝置設(shè)計(jì)①溢流型式的選擇依據(jù)：塔徑、流量；

型式：單流型、U形流型、雙流型、階梯流型等。3溢流裝置設(shè)計(jì)lp板式精餾塔設(shè)計(jì)課件lp板式精餾塔設(shè)計(jì)課件2023/1/3②溢流堰（出口堰）

作用：維持塔板上一定液層，使液體均勻橫向流過。

型式：平直堰、溢流輔堰、三角形齒堰及柵欄堰。堰長

雙流型:單流型：2022/12/18②溢流堰（出口堰）堰長雙流型:2023/1/32022/12/18③降液管形式和底隙

③降液管形式和底隙2023/1/32022/12/184塔板及其布置塔板的分塊：由塔徑確定分塊數(shù)受液區(qū)和降液區(qū)Wd：一般兩區(qū)面積相等。安定區(qū)：入口WS=70～100mm；出口WS’=50～100mm

bcbdbslWrx邊緣區(qū)：Wb小塔為30～75mm，大塔可達(dá)50～75mm。開孔區(qū)：4塔板及其布置受液區(qū)和降液區(qū)Wd：一般兩區(qū)面積相等。bcb2023/1/3單流型弓形降液管塔板：雙流型弓形降液管塔板：(為雙溢流中間降液管的寬度)

2022/12/18單流型弓形降液管塔板：雙流型弓形降液管塔2023/1/35篩孔的尺寸和排列(或浮閥）篩孔氣速：2022/12/185篩孔的尺寸和排列(或浮閥）篩孔氣速：浮閥塔中浮閥數(shù)目與排列

浮閥塔的操作性能以板上所有浮閥處于剛剛?cè)_時(shí)的情況為最好，這時(shí)塔板的壓強(qiáng)降及板上液體的泄漏都比較小而操作彈性較大。浮閥的開度與閥孔處氣相的動(dòng)壓有關(guān)，動(dòng)壓的大小取決于氣體的速度與密度。即動(dòng)能因數(shù)：由動(dòng)能因數(shù)作為衡量氣體流動(dòng)時(shí)動(dòng)壓大小的指標(biāo)F0——?dú)怏w通過閥孔時(shí)的動(dòng)能因數(shù)uο————?dú)怏w通過閥孔時(shí)的速度m/sρν————?dú)怏w密度kg/m3浮閥塔中浮閥數(shù)目與排列

浮閥塔的操作性能以板上所有浮閥處于lp板式精餾塔設(shè)計(jì)課件lp板式精餾塔設(shè)計(jì)課件排孔要求1、排孔圖（鼓泡區(qū)）：排完之后的總孔數(shù)與算得的N相近，并按實(shí)排數(shù)目重算閥孔氣速，核算閥孔動(dòng)能因數(shù)F0。若F0在9~12范圍內(nèi)，即可認(rèn)為作圖得出的閥數(shù)能夠滿足要求。否則應(yīng)調(diào)整孔矩、閥數(shù)，重新作圖，反復(fù)計(jì)算。2、也可根據(jù)已算出的閥數(shù)及溢流裝置尺寸等，用作圖法求出所需的塔徑，并與最初估算的塔徑相比較，經(jīng)反復(fù)調(diào)整有關(guān)參數(shù)，直到作圖所得出的塔徑與最初估算的塔徑相符為止。3、最后核算開孔率是否合適，否則前述過程重算。開孔率：對于常壓塔或減壓塔開孔率在10~14%之間，對于加壓塔開孔率常小于10%。排孔要求1、排孔圖（鼓泡區(qū)）：排完之后的總孔數(shù)與算得的N相近2023/1/32022/12/18（a）干板阻力h0d0/δC0塔板孔流系數(shù)C0—孔流系數(shù)（a）干板阻力h0d0/δC0塔板孔流系數(shù)C0—孔流系數(shù)（b）液層阻力hl查圖求充氣系數(shù)β（b）液層阻力hl查圖求充氣系數(shù)β說明：若塔板阻力過大，可增加開孔率或降低堰高。（c）克服液體表面張力阻力（一般可不計(jì)）

故塔板阻力：說明：若塔板阻力過大，可增加開孔率或降低堰高。（c）克服液2023/1/3（2）降液管液泛校核

—系數(shù)。易起泡物系，0.3～0.4；不易起泡物系，0.6～0.7；一般物系，0.5。液面落差Δ一般較小，可不計(jì)。當(dāng)不可忽略時(shí)，2022/12/18（2）降液管液泛校核—系數(shù)。易起泡物2023/1/3（3）液沫夾帶量校核要求：ev≤

0.1

kg

液體/kg氣體。ev的計(jì)算方法：方法1：利用Fair關(guān)聯(lián)圖Ψ－FLV求Ψ，進(jìn)而求出ev。方法2：用Hunt經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算e