化工原理課程設計《板式塔課程設計》

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1、板 式 塔 課 程 設 計 設 計 任 務一 、 設 計 題 目 ： 年 產(chǎn) A 噸 乙 醇 -水 板 式 精 餾 塔 工 藝 設 計 。二 、 已 知 條 件 ： 1 原 料 組 成 ： 含 B %（ 質 量 ） 的 粗 乙 醇 溶 液 ， 其 余為 水 。 2 產(chǎn) 品 要 求 ： 含 量 93.5 %（ 質 量 ） 的 乙 醇 。 3 塔 底 殘 液 要 求 ： 含 乙 醇 0.1%（ 質 量 ） 。 4 加 熱 劑 ： 經(jīng) 壓 力 調 節(jié) 后 為 0.2MPa（ 表 壓 ） 的 飽 和水 蒸 氣 。 5 冷 卻 劑 ： 30 的 循 環(huán) 冷 卻 水 。 6、 進 料 狀 況 ： 設 計

2、要 求1、 繪 出 物 料 流 程 圖 、 塔 板 結 構 圖 、 塔 體 工 藝 圖 ；2、 給 出 各 接 口 尺 寸 ；3、 給 出 冷 卻 劑 、 加 熱 劑 用 量 。4、 選 擇 附 屬 設 備 （ 泵 、 換 熱 器 、 流 量 計 等 ） 設 計 步 驟1、 設 計 方 案 的 選 定2、 工 藝 計 算3、 塔 板 結 構 設 計4、 塔 體 工 藝 尺 寸 設 計5、 撰 寫 設 計 說 明 書 物 料 流 程 圖實 際 塔 板 數(shù) 、 各 接 口 尺 寸 、 冷 卻 劑 、 加 熱 劑 用 量 。塔 板 結 構 圖塔 體 工 藝 圖 1、 設 計 方 案 的 選 定 2.

3、操 作 壓 力 ： 3.塔 板 形 式 ： 4.加 熱 方 式 ： 5.加 料 方 式 及 進 料 熱 狀 況 ： 6.回 流 液 溫 度 ： 連 續(xù) 精 餾 、 間 歇 精 餾 、 特 殊 精 餾 ；常 壓 、 加 壓 、 減 壓 ；篩 板 塔 板 ；間 接 蒸 汽 加 熱 高 位 槽 、 加 料 泵 ；泡 點 回 流冷 液 回 流 物料流程圖1.精 餾 方 式 ： 浮 閥 塔 板 ； 比 例共 設 計 制 圖 批 準 審 核 河 北 科 技 大 學物 料 流 程 圖乙 醇 車 間 材 料圖 號 頁第 數(shù) 量 重 量 頁1 1 T101浮 閥 塔 H101冷 凝 器V101回 流 分 配 器

4、H102冷 卻 器循 環(huán) 水32 58一 次 水18 32產(chǎn) 品 去 下 一 工 段 B102產(chǎn) 品 泵V102產(chǎn) 品 儲 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 計乙 醇水 進 料 塔 釜 產(chǎn) 品水乙 醇合 計 塔 頂 產(chǎn) 品合 計乙 醇水殘 液 排 地 溝 2、 工 藝 計 算（ 1） 實 際 塔 板 數(shù) TP ENN 圖 解 法 N回 流 比 R ： R圓 整底 部 局 部 放 大 25倍R吉利蘭NR 圖理 論 板 捷 算 法計 算 Rmin, R= 1.61.9Rmin頂 部 局 部 放 大 5倍整 張 圖

5、 200 200 估 算 總 板 效 率釜 溫關 聯(lián) 圖 塔 板 壓 降 核 算設 t根 據(jù) 經(jīng) 驗 設 總 板 效 率 Np校 驗 ET 設 塔 板 壓 降 270-540Pa 計 算 塔 釜 壓 強塔 釜 溫 度計 算 、 （ 以 定性 溫 度 下 、 進 料組 成 計 算 ）ET=0.49()-0.245 計 算 、 （ 以 定性 溫 度 下 、 進 料組 成 計 算 ） E T=0.49()-0.245 關 聯(lián) 圖校 驗 將 工 藝 計 算 結 果 列 表 4, 2duLVWF 12 ttCWVrQ pccc CCt 002 4540 接 管 尺 寸冷 卻 劑 用 量加 熱 劑 用 量

6、蒸 汽蒸 汽 rWrVQ BB （ 3） 冷 卻 劑 、 加 熱 劑 用 量（ 2） 各 接 口 尺 寸注 意 u的 選 擇 ： 根 據(jù) 第 1章 流 體 流 動 選 擇 合 適 的 流 速進 料 管 ： 泵 加 料 u= 1-3m/s； 高 位 槽 進 料 u= 0.5-1m/s回 流 液 管 ： 泵 回 流 u= 1.5-3m/s； 重 力 回 流 u= 0.5-1m/s 3、 塔 板 結 構 設 計 選 擇 設 計 板 板 面 布 置 結 構 參 數(shù) 設 計 塔 板 校 核 精 餾 段 第 一 塊 塔 板提 餾 段 第 一 塊 塔 板選 擇 降 液 管 形 式 塔 板 分 區(qū) 0 , d

7、tWWWhhlHD cssoWWT做 出 負 荷 性 能 圖 板 面 布 置 AfAa WsW s50-100mmAf Wc 25-50mm篩 孔 、 浮 閥 排 列形 式板 面 分 區(qū)塔 徑 D1m 分 塊 ， 至少 有 一 寬 度 為 400mm 200 )(907.0= tdAA a開 孔 率 ：F1型 閥 孔 直 徑 d0=39mm， 孔 間 距t=(75mm、 100、 125、 150）篩 板 塔 ： 篩 板 塔 孔 徑 d0， 孔 間 距 t=(2.5-5) d0浮 閥 塔 ：Aa（ 鼓 泡 區(qū) ） 根 據(jù) 一 定 的 公 式 計 算 ， 并 計 算 出 開 孔 數(shù) 、或 閥 數(shù)

8、 結 構 參 數(shù) 的 設 計tdWWWhhlHD ocssowwT , 確 定 塔 徑 D 7050 .=Dl w選24 DAT fnuu泛 點 百 分 率%8575TH初 選 fu計 算 nsn AVu nu計 算 計 算 nA fT AA D圓 整 1米 以 下 100進 制初 選 塔 徑2.020 5.0)20( )( CC Cu v vlf 結 構 參 數(shù) 的 設 計tdWWWhh ocssow , mmh w 5020 wo hmmh 2520 nhwhowh降 液 管 、 受 液 盤 的 結 構 及 尺 寸mmWW ss 10050 mmWc 5025owLw hhh -60mmh

9、L = 溢 流 強 度 5453 .WhLLi=OWh計 算 塔 板 校 核 （ 流 體 力 學 驗 算 ） PaPa 540270 h f干 氣液 體篩 板 塔 kgkgeV 1.0 wTd hHH sLHA Tf 53= 塔 板 壓 降液 沫 夾 帶溢 流 液 泛液 體 在 降 液 管 內 的 停 留 時 間漏 液 允 許 值 ldf hhh 常 壓0.25.1= kuuown 繪 出 負 荷 性 能 圖k： 穩(wěn) 定 系 數(shù)F浮 閥 塔 計 算 泛 點 率 一 般 大 塔 80-82%600mm；加 料 口 板 間 距 加 大 ， 設 測 試口 ；塔 釜 空 間 =1-3m， 設 人 孔

10、、 測 試 口 ；裙 座 =2m， 設 人 孔 兩 個 。H =(N-NF-NP-1)H T+NFH F+NPH P+H D+H B+H 繪 圖物 料 流 程 圖 ：塔 板 結 構 圖 ：塔 體 工 藝 圖 ： 只 標 設 備 名 稱 ， 物 料 組 成 、 流 量 。總 高 、 管 口 位 置 、 板 間 距 、 管 口 方 位 、管 口 表 、 技 術 特 性 表 。塔 板 分 塊 、 孔 的 排 列 、 降 液 管 的 尺 寸 ； 河 北 科 技 大 學精 餾 塔 塔 板工 藝 條 件 圖 1:10比 例數(shù) 量 頁第 材 料圖 號 批 準 審 核 制 圖 設 計 頁共 重 量1 1 12

11、1617183435363738 3946 a bptc kt k k ddg g kk d p btc t m gg ddd pttf m管 口 方 位 圖1:30技 術 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 3m 0.10.113106 80水 乙 醇 水41.3序號 指 標 DN32 PN1.0MPap DN500 PN1.0MPaDN20 PN1.6MPaDN20 PN1.6MPa 平 面GB9119.7-88DN20 PN1.6MPa 壓 力 計 接 口平 面GB9119.7-88 液 位 計 接 口平 面GB911

12、9.7-88 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 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 PN1.0MPa GB9119.7-88 平 面 用 途1-2tfdcba 密 封 面形 式標 準 號序 號 規(guī) 格1-3 審 核 數(shù) 量 共圖 號 批 準 頁第 頁1:50比

13、例工 藝 條 件 圖浮 閥 精 餾 塔河 北 科 技 大 學 設 計 制 圖 材 料 重 量塔 底 蒸 進 口 管1-21-5 111-4 5、 設 計 說 明 書 內 容1.設 計 任 務 書2.目 錄3.符 號 表4.精 餾 方 案 的 選 擇5.工 藝 計 算6.精 餾 塔 的 工 藝 尺 寸 設 計7.參 考 文 獻 8.結 束 語 ： 評 價 、 感 受正 文每 項 單 獨 一 頁每 項 單 獨 一 頁 設 計 任 務 書一 、 設 計 題 目 ： 年 產(chǎn) A 噸 乙 醇 板 式 精 餾 塔 工 藝 設 計 。二 、 已 知 條 件 ： 1 原 料 組 成 ： 含 B %（ 質 量

14、） 的 粗 乙 醇 溶 液 ， 其 余為 水 。 2 產(chǎn) 品 要 求 ： 含 量 93.5 %（ 質 量 ） 的 乙 醇 。 3 塔 底 殘 液 要 求 ： 含 乙 醇 0.1%（ 質 量 ） 。 4 加 熱 劑 ： 經(jīng) 壓 力 調 節(jié) 后 為 0.2MPa（ 表 壓 ） 的 飽 和水 蒸 氣 。 5 冷 卻 劑 ： 30 的 循 環(huán) 冷 卻 水 。 6、 進 料 狀 況 ： 三 、 設 計 內 容 ： 1、 確 定 設 計 方 案 ( 精 餾 裝 置 流 程 設 計 與 論 證 )。 2、 板 式 塔 的 工 藝 計 算 ： (1). 確 定 塔 頂 ， 塔 底 產(chǎn) 品 的 質 量 與 流

15、量 ； (2). 確 定 塔 頂 ， 塔 底 控 制 溫 度 ； (3). 求 算 最 小 回 流 比 ， 確 定 操 作 回 流 比 ； (4). 求 算 理 論 板 層 數(shù) N ， 確 定 加 料 位 置 ； (5). 確 定 實 際 板 層 數(shù) ， 實 際 加 料 板 位 置 ； (6). 全 塔 熱 平 衡 ， 計 算 塔 頂 冷 凝 ， 冷 卻 器 熱 負 荷及 冷 卻 水 消 耗 量 ； 塔 底 再 沸 器 熱 負 荷 及 加 熱 蒸 汽 消 耗量 ； 3、 板 式 塔 主 要 工 藝 尺 寸 的 確 定 ： (1)、 確 定 塔 高 、 塔 徑 ； (2)、 塔 板 設 計 ，

16、計 算 塔 板 各 主 要 工 藝 尺 寸 ，進 行 流 體 力 學 的 校 核 計 算 ； 塔 板 結 構 設 計 ； 并 畫出 塔 的 操 作 性 能 圖 ； （ 3） 繪 出 物 料 流 程 圖 、 塔 板 結 構 圖 、 塔 體 工藝 圖 (4)、 給 出 各 接 口 尺 寸 ； (5)、 撰 寫 設 計 說 明 書 和 繪 圖 。 設 計 說 明 書 封 面 格 式年 產(chǎn) 噸 乙 醇 板 式 精 餾 塔工 藝 設 計 說 明 書 單 位 設 計 者 號 指 導 教 師 日 期 主 要 參 考 資 料1. 化 學 工 程 手 冊 物 性 數(shù) 據(jù)2. 化 工 制 圖 制 圖 標 準3. 化 工 過 程 及 設 備 設 計 設 計 過 程4. 化 工 原 理 （ 上 ， 下 冊 ） 5. 化 工 原 理 實 驗 6. 材 料 與 零 部 件 管 子 規(guī) 格 其 它 要 求統(tǒng) 一 用 A4復 印 紙 書 寫 ， 封 皮 打 印 ， 左 側 裝 訂 ；17周 四 交 注 意 事 項設 計 方 法 以 一 本 書 為 主 ， 不 要 混 用 。說 明 書 中 的 數(shù) 據(jù) 、 公 式 要 注 明 出 處 。課 程 設 計 的 成 績 組 成 ：說 明 書 、 圖 、 平 時 印 象 、 答 辯 。