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1、化工原理課程設計篩板塔設計 2012-05-23 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計2 綜 合 應 用 學 過 的 知 識學 會 翻 書 、 查 資 料 、 找 數(shù) 據(jù)培 養(yǎng) 獨 立 工 作 能 力 、 綜 合 應 用 知 識 能 力一 、 課 程 設 計 總 體 說 明 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計3 課 程 設 計 講 解 ， 發(fā) 設 計 任 務 ；明 確 設 計 任 務 ， 擬 定 設 計 步 驟 ；設 計 計 算 ；寫 設 計 說 明 書 ；交 說 明 書 。課 程 設 計 過 程 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計4 設 計 地 點 ： 固 定 教 室

2、。設 計 時 間 ： 上 午 、 下 午 、 晚 上 。答 疑 時 間 ： 上 午 、 下 午 。抄 別 人 的 設 計 ， 成 績 不 及 格 。平 時 要 求 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計5 設 計 任 務 書 格 式 二 、 設 計 任 務 書 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計6 一 、 設 計 題 目 ： 年 產(chǎn) A 噸 篩 孔 板 式 精 餾 塔 工 藝 設 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 產(chǎn) 品 要 求 ： 含 量 C%（ 質(zhì) 量 ） 的 乙 醇 。 3 塔 底

3、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 計 要 求 1 給 出 精 餾 流 程 圖 、 負 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 計 結(jié) 果 匯 總 表 、 各 料 口 管 口 尺 寸 ； 3 給 出 塔 頂 、 塔 釜 熱 負 荷 及 冷 卻 劑 、 加 熱 劑 用 量 。 2021

4、-5-5化工原理課程設計篩板塔設計7 課 程 設 計 講 解 ， 發(fā) 設 計 任 務 ；明 確 設 計 任 務 ， 擬 定 設 計 步 驟 ；設 計 計 算 ；寫 設 計 說 明 書 ；交 說 明 書 ， 回 答 提 問 。課 程 設 計 過 程 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計8 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 計輔 助 設 備 要 求 三 、 設 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 荷 性 能 圖 、 塔 板 結(jié) 構(gòu) 圖匯 總 塔 板 設 計

5、 結(jié) 果物 料 衡 算 表精 餾 塔 工 藝 參 數(shù) 匯 總 表精 餾 流 程 圖 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計9 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 備2 選 定 精 餾 方 案參 考 板 式 塔 設 計 、 化 工 原 理 連 續(xù) 精 餾 塔 頂 常 壓 篩 孔 塔 板 與 流 程 圖 對 應 高 位 槽 或 加 料 泵預 熱 q=1與 流 程 圖 對 應 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計10 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 備 間 接 蒸 汽 加 熱 、

6、 直 接 蒸 汽 加 熱 冷 凝 冷 卻 器 冷 凝 后 冷 卻 10 20 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 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計11 精 餾 方 案 確 定 后 精 餾 流 程 圖流 程 說 明 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計12 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 計輔 助 設 備 要 求 三 、 設 計 計 算 內(nèi) 容 各

7、 料 口 管 口 尺 寸熱 量 衡 算 表給 出 塔 體 工 條 件 藝 圖負 荷 性 能 圖 、 塔 板 結(jié) 構(gòu) 圖匯 總 塔 板 設 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 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計13 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

8、續(xù) 生 產(chǎn) 計 算 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計14 RN（R0+1）DR0D, q0（R+1）D D, xDRD RminR圖 解選 定 回 流 比 步 驟 minN圖 解 吉 利 蘭 圖 2.5、 3.0、 3.5、 4.0取 大 值（）（）00qRR 塔 外 DR0液 量 DR )1( 0 氣 量塔 內(nèi) RD液 量 DR )1( 氣 量 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計15 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

9、率 ： 教 材 118頁 圖 10-20精 餾 塔 工 藝 參 數(shù) 匯 總 minR R TN TE pN 1N 2N V L V L 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計16 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 計輔 助 設 備 要 求 三 、 設 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 荷 性 能 圖 、 塔 板 結(jié) 構(gòu) 圖匯 總 塔 板 設 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 2021-5-5化工原理課

10、程設計篩板塔設計17 4 塔 板 工 藝 尺 寸 計 算選 擇 設 計 板 、 塔 板 設 計 、 流 體 力 學 驗 算負 荷 性 能 圖 、 塔 板 結(jié) 構(gòu) 圖提 餾 段精 餾 段 分 別 設 計 變 直 徑 塔 等 直 徑 塔只 設 計 一 塊 板設 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/s 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計18 塔 板 液 流 型 式P130表 10-2 單 流 型 塔 板 塔 徑 800 2400mm塔 徑 2000 2400mm雙 流 型 塔 板單 流 型弓 形 降 液 管塔 板 分 區(qū) A

11、 fAa WsWsAf Wc 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計19fT AA 塔 徑 D計 算 Dlw選 24 DAT maxnuu泛點百分率%8575TH初 選計 算 nSn uVA nu nA D圓 整P129表 10-1， 400500mm VLSSLV VLF 50V VL2020max 20Cu . )()( 20C TmaxAA nnfdwT uAAWlA , 300、400、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1500、1600、1800、2000 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計20 whwhh 0mm2520溢 流 裝 置

12、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 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計21 SW o)55.2( dt aAA o 2004dAn 塔 板 布 置SW=50100mm SW不 設CW =2550mm )( 1222 rxsinrxrxAa )( 1222 rxsinrxrx od =38mm 20 )(907.0 td515% 00 AVu S整 塊 塔 板分 塊 塔 板 扣 除 銜 接 區(qū) 面 積 aA 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計22 塔 板 分 塊塔 徑 小 不 分 塊

13、， 塔 節(jié)塔 徑 800mm， 可 以 分 塊 ， 整 體 塔 體 化 工 過 程 及 設 備 設 計 P191 化 工 過 程 及 設 備 設 計 P192頁 表 4-10人 孔 直 徑 為 450 500mm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 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計23 流 體 力 學 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 ldf hhh 允 許 壓 降 常 壓 操 作 約 500600Pa減 壓 操 作 ， 壓 降 小 fw h

14、,h , 2 00 )(21 Cugh LVd P132圖 10-45 )( owwl hhh P132圖 10-465.0Vaa uF fT sa AA Vu 2 10-3410-3510-36 EP134圖 10-48 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計24 LVF Ve液 沫 夾 帶fn uu P132圖 10-47 VVeVLe 0.1kg液 體 /kg干 氣 VwTT e h-H H Veu u D 0 wTddf hHHH ffowwd hhhhH ldf hhh 降 液 管 內(nèi) 停 留 時 間 LHA df 35s溢 流 液 泛 =0.6 2)(153.0 ow Sf h

15、lLh 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計25 owo uuk owu 5.0VowuF ch dh owu漏 液穩(wěn) 定 系 數(shù) 1.52.0試 差 法 計 算 5.05.0 2 VfT oowVa AA AuuF 漏 液 時 的 氣 體 動 能 因 子 wswc lLFhh 23.1006.0725.00061.0 P135圖 10-49 水 柱 高 度 液 柱 高 度20 )(21 Cugh owLVd 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計26 LVF負 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Ve =0.1kg液 體 /

16、kg干 氣Ve =0.1 fn uuP132圖 10-47 nu SV SL設 SS VL owu 漏 液 線 直 線 處 理 ， 找 兩 個 點設 SL SV wswc lLFhh 23.1006.0725.00061.0 ch dhP135圖 10-4920 )(21 Cugh owLVd 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計27)( WTd hHH 溢 流 液 泛 線 直 線 處 理 ， 找 兩 個 點ou設 SL SV(10-34) (10-36)dH ffowwd hhhhH 2)(153.0 ow Sf hlLh ldf hhh 200 )(21 Cugh LVd )( ow

17、wl hhh 液 相 負 荷 下 限 線 owh =0.006m sL 液 相 負 荷 上 限 線 =3s sL s fTLAH 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計28 負 荷 性 能 圖 操 作 線操 作 點minV操 作 彈 性 minmaxVV sLsV 1 2 354氣 相 負 荷 上 限 maxV氣 相 負 荷 下 限 minV maxV設計結(jié)果匯總表初 步 設 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 計 點 落 到 圖 中 部 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計29 選 定 精 餾 方 案精 餾 塔 工

18、 藝 計 算塔 板 工 藝 尺 寸 計 算塔 體 工 藝 尺 寸 設 計輔 助 設 備 要 求 三 、 設 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 荷 性 能 圖 、 塔 板 結(jié) 構(gòu) 圖匯 總 塔 板 設 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 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計30 5 塔 體 工 藝 尺 寸 設 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

19、 口進 料 口氣 相 回 流 口下 降 液 體 出 口測 溫 口 、 測 壓 口 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計31 塔高 1.52m， 設 人 孔 、 測 試 口 、 除 沫 器板 間 距 加 大 ， H T600mm釜 液 停 留 1015分 鐘 ， 設 人 孔 、 測 試 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 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計32 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 計輔 助 設 備 要 求 三 、 設 計 計 算 內(nèi) 容

20、各 料 口 管 口 尺 寸熱 量 衡 算 表給 出 塔 體 工 條 件 藝 圖負 荷 性 能 圖 、 塔 板 結(jié) 構(gòu) 圖匯 總 塔 板 設 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 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計33 wt xtp ww xppyp 0 0水pp 6 輔 助 設 備 要 求釜 溫 校 核 管 口 尺 寸預 熱 器冷 凝 器再 沸 器 熱 負 荷載 熱 體 流 量wx wy p、 、 0p wtwt 100 110 之 間加 熱 量 、 蒸 汽 消 耗 量 預 熱 器 原 料 30 至 泡 點塔 頂 冷 凝 冷 卻 器 冷

21、凝 后 再 冷 卻 10 20 回 流冷 卻 量 、 冷 卻 劑 消 耗 量最 小 溫 差 大 于 5 7 ， 循 環(huán) 冷 卻 水 溫 升 小 于 30 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計34加 入 熱 量 移 出 熱 量原 料 預 熱 器 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 20 40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

22、 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計35 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 準 管 子 規(guī) 格 材 料 與 零 部 件 上摩 爾 流 量 體 積 流 量 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計36 7 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 準 精 餾 流 程 圖 主 要 設 備 及 附 屬 設 備 名 稱 和 物 料 流 向特 性 數(shù) 據(jù) 、 物 料 組 成 、 物 料 流 量

23、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 線局 部 放 大 篩 孔 大 小 、 孔 間 距 、 排 列 方 式用 坐 標 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 部 分 斷 開技 術(shù) 特 性 表 、 接 管 表用 坐 標 紙 按 比 例 畫 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計37 8 需 要 學 生 畫 的 圖minR 圖 解minN 圖 解 （ 用 芬 斯 克

24、 方 程 時 ， 沒 有 此 圖 ）NR 圖TN 圖 解 ， 包 括 頂 部 放 大 圖 和 底 部 放 大 圖負 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 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計38 繪圖要求25 35cm坐 標 紙標 題 欄裝訂 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計39 物 料 衡 算 表精 餾 塔 工 藝 參 數(shù) 匯 總 表塔 板 設 計 結(jié) 果 匯 總 表熱 量 衡 算 匯 總 表9整 理 的 表 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計40 封面格式年 產(chǎn) 10000噸 乙 醇

25、精 餾 塔篩 板 塔 工 藝 設 計 說 明 書 單 位 學 校 專 業(yè) 、 班 設 計 者 姓 名 、 學 號 指 導 教 師 姓 名 日 期 _四 、 設 計 說 明 書 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計41 設計說明書內(nèi)容1. 設 計 任 務 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 計8. 輔 助 設 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

26、訂封 面 打 印 ， 其 余 手 寫符 合 格 式 要 求內(nèi) 容 完 整 ， 論 述 嚴 謹文 字 簡 練 ， 字 跡 工 整 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計42 化 學 工 程 手 冊 第 1篇 化 工 基 礎(chǔ) 數(shù) 據(jù) 化 學 工 程 手 冊 第 13篇 氣 液 傳 質(zhì) 設 備 材 料 與 零 部 件 上 化 工 原 理 課 程 設 計 指 導 化 工 原 理 課 程 設 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 計 科 大 教 研 室 編五 、 參 考 資 料 1. 參考資

27、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 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計43 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 計 還 書 。 憑 學 生 證 借 閱 ， 每 證 一 本 ， 誰 的 證 件 誰 負 責 保 管 。2 教 研 室 資 料 借 閱 規(guī) 定 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計44 3 使 用 說 明 設 計 方 法 以 一 種 資 料 上 的 為 主 ， 不 能 與 其 它 參 考書 上 的 設 計

28、方 法 混 用 。 板 式 塔 設 計 作 為 參 考 書 ， 錯 誤 多 。 可 以 借 鑒 3個 例 子 的 設 計 過 程 。 氣 液 平 衡 數(shù) 據(jù) 化 工 原 理 實 驗 81頁 ； 化 學 工 程 手 冊 第 二 版 上 卷 ， 第 十 三 篇 ： 蒸 餾 ， 表 1-2。 V 公 式 、 數(shù) 據(jù) 注 明 出 處 ， 如 “ 取 =2.05kg/m3， 見5， 400頁 表 67， 得 到 ”。 2021-5-5化工原理課程設計篩板塔設計45 液 體 乙 醇 物 性 化 工 原 理 教 材 上 冊 化 學 工 程 手 冊 第 1篇 ： 化 工 基 礎(chǔ) 數(shù) 據(jù) 混 合 物 的 焓 、 比 熱 用 純 組 分 的 物 性 按 摩 爾 量 計 算 純 組 分 表 面 張 力 可 查 表 混 合 物 表 面 張 力 不 同 書 上 介 紹 的 混 合 規(guī) 則 不 一 樣 乙 醇 水 物 系 表 面 張 力 參 考 化 工 過 程 及 設 備 設計 200頁 附 錄 41 化 工 過 程 及 設 備 設 計 200頁 附 錄 乙 醇 水 物 系性 質(zhì) 水 與 水 蒸 氣 物 性 化 工 原 理 教 材 上 冊