《化工原理课程设计》PPT课件

化工原理课程设计筛板塔设计 2012-05-23 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计2 综 合 应 用 学 过 的 知 识学 会 翻 书 、 查 资 料 、 找 数 据培 养 独 立 工 作 能 力 、 综 合 应 用 知 识 能 力一 、 课 程 设 计 总 体 说 明 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计3 课 程 设 计 讲 解 ， 发 设 计 任 务 ；明 确 设 计 任 务 ， 拟 定 设 计 步 骤 ；设 计 计 算 ；写 设 计 说 明 书 ；交 说 明 书 。课 程 设 计 过 程 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计4 设 计 地 点 ： 固 定 教 室 。设 计 时 间 ： 上 午 、 下 午 、 晚 上 。答 疑 时 间 ： 上 午 、 下 午 。抄 别 人 的 设 计 ， 成 绩 不 及 格 。平 时 要 求 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计5 设 计 任 务 书 格 式 二 、 设 计 任 务 书 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计6 一 、 设 计 题 目 ： 年 产 A 吨 筛 孔 板 式 精 馏 塔 工 艺 设 计二 、 已 知 条 件 1 原 料 组 成 ： 含 B %（ 质 量 ） 甲 醇 的 30 液 体 ，其 余 为 水 。 2 产 品 要 求 ： 含 量 C%（ 质 量 ） 的 乙 醇 。 3 塔 底 残 液 ： 含 乙 醇 0.5%（ 质 量 ） 。 4 加 热 剂 ： 0.2MPa（ 表 压 ） 的 饱 和 水 蒸 汽 。 5 冷 却 剂 ： 入 口 为 32 的 循 环 冷 却 水 。三 、 设 计 要 求 1 给 出 精 馏 流 程 图 、 负 荷 性 能 图 、 塔 板 结 构 图 和 塔体 工 艺 条 件 图 ； 2 给 出 物 料 衡 算 表 、 热 量 衡 算 表 、 精 馏 塔 工 艺 参 数汇 总 表 、 塔 板 设 计 结 果 汇 总 表 、 各 料 口 管 口 尺 寸 ； 3 给 出 塔 顶 、 塔 釜 热 负 荷 及 冷 却 剂 、 加 热 剂 用 量 。 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计7 课 程 设 计 讲 解 ， 发 设 计 任 务 ；明 确 设 计 任 务 ， 拟 定 设 计 步 骤 ；设 计 计 算 ；写 设 计 说 明 书 ；交 说 明 书 ， 回 答 提 问 。课 程 设 计 过 程 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计8 选 定 精 馏 方 案精 馏 塔 工 艺 计 算塔 板 工 艺 尺 寸 计 算塔 体 工 艺 尺 寸 设 计辅 助 设 备 要 求 三 、 设 计 计 算 内 容 各 料 口 管 口 尺 寸热 量 衡 算 表给 出 塔 体 工 条 件 艺 图负 荷 性 能 图 、 塔 板 结 构 图汇 总 塔 板 设 计 结 果物 料 衡 算 表精 馏 塔 工 艺 参 数 汇 总 表精 馏 流 程 图 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计9 精 馏 方 式操 作 压 力塔 板 型 式加 料 方 式加 料 热 状 态附 属 设 备2 选 定 精 馏 方 案参 考 板 式 塔 设 计 、 化 工 原 理 连 续 精 馏 塔 顶 常 压 筛 孔 塔 板 与 流 程 图 对 应 高 位 槽 或 加 料 泵预 热 q=1与 流 程 图 对 应 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计10 再 沸 器冷 凝 器回 流 比 控 制 器回 流 泵回 流 罐产 品 冷 却 器 附 属 设 备 间 接 蒸 汽 加 热 、 直 接 蒸 汽 加 热 冷 凝 冷 却 器 冷 凝 后 冷 却 10 20 再 回 流 小 塔 利 用 位 差 回 流 ， 大 塔 用 回 流 泵 在 冷 凝 器 与 回 流 泵 之 间 起 缓 冲 作 用 塔 顶 、 塔 底 产 品 冷 却减 少 产 品 挥 发 损 失 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计11 精 馏 方 案 确 定 后 精 馏 流 程 图流 程 说 明 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计12 选 定 精 馏 方 案精 馏 塔 工 艺 计 算塔 板 工 艺 尺 寸 计 算塔 体 工 艺 尺 寸 设 计辅 助 设 备 要 求 三 、 设 计 计 算 内 容 各 料 口 管 口 尺 寸热 量 衡 算 表给 出 塔 体 工 条 件 艺 图负 荷 性 能 图 、 塔 板 结 构 图汇 总 塔 板 设 计 结 果物 料 衡 算 表精 馏 塔 工 艺 参 数 汇 总 表精 馏 流 程 图 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计13 进 料 塔 顶 产 品 塔 底 产 品流 量浓 度A组 分 量计 算 过 程 四 位 有 效 数 字 ， 最 终 计 算 结 果 三 位 有 效 数 字 3 精 馏 塔 工 艺 计 算物 料 衡 算 、 回 流 比 、 气 液 相 流 量 、 理 论 板 数 、 实 际 板 数按 每 年 300天 、 每 天 24小 时 连 续 生 产 计 算 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计14 RN（R0+1）DR0D, q0（R+1）D D, xDRD RminR图 解选 定 回 流 比 步 骤 minN图 解 吉 利 兰 图 2.5、 3.0、 3.5、 4.0取 大 值（）（）00qRR 塔 外 DR0液 量 DR )1( 0 气 量塔 内 RD液 量 DR )1( 气 量 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计15 计 算 精 馏 段 、 提 馏 段 的 气 液 相 流 量确 定 理 论 板 数确 定 实 际 板 数 理 论 板 数 和 全 塔 效 率再 沸 器 、 分 凝 器 是 理 论 板全 塔 效 率 ： 教 材 118页 图 10-20精 馏 塔 工 艺 参 数 汇 总 minR R TN TE pN 1N 2N V L V L 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计16 选 定 精 馏 方 案精 馏 塔 工 艺 计 算塔 板 工 艺 尺 寸 计 算塔 体 工 艺 尺 寸 设 计辅 助 设 备 要 求 三 、 设 计 计 算 内 容 各 料 口 管 口 尺 寸热 量 衡 算 表给 出 塔 体 工 条 件 艺 图负 荷 性 能 图 、 塔 板 结 构 图汇 总 塔 板 设 计 结 果物 料 衡 算 表精 馏 塔 工 艺 参 数 汇 总 表精 馏 流 程 图 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计17 4 塔 板 工 艺 尺 寸 计 算选 择 设 计 板 、 塔 板 设 计 、 流 体 力 学 验 算负 荷 性 能 图 、 塔 板 结 构 图提 馏 段精 馏 段 分 别 设 计 变 直 径 塔 等 直 径 塔只 设 计 一 块 板设 计 板 参 数 气 相 体 积 流 量 液 相 体 积 流 量气 液 相 密 度 表 面 张 力 m3/s 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计18 塔 板 液 流 型 式P130表 10-2 单 流 型 塔 板 塔 径 800 2400mm塔 径 2000 2400mm双 流 型 塔 板单 流 型弓 形 降 液 管塔 板 分 区 A fAa WsWsAf Wc 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计19fT AA 塔 径 D计 算 Dlw选 24 DAT maxnuu泛点百分率%8575TH初 选计 算 nSn uVA nu nA D圆 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化工原理课程设计筛板塔设计20 whwhh 0mm2520溢 流 装 置溢 流 堰 形 式 平 直 堰齿 形 堰 P131表 10-3弓 形 降 液 管 和 受 液 盘 形 式降 液 管 底 隙 高 度 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计21 SW o)55.2( dt aAA o 2004dAn 塔 板 布 置SW=50100mm SW不 设CW =2550mm )( 1222 rxsinrxrxAa )( 1222 rxsinrxrx od =38mm 20 )(907.0 td515% 00 AVu S整 块 塔 板分 块 塔 板 扣 除 衔 接 区 面 积 aA 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计22 塔 板 分 块塔 径 小 不 分 块 ， 塔 节塔 径 800mm， 可 以 分 块 ， 整 体 塔 体 化 工 过 程 及 设 备 设 计 P191 化 工 过 程 及 设 备 设 计 P192页 表 4-10人 孔 直 径 为 450 500mm每 块 宽 度 小 于 450mm弓 形 板 、 矩 形 板 衔 接 宽 度 50mm塔 板 结 构 图 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计23 流 体 力 学 验 算操作点是否在正常操作范围塔 板 压 降 液 沫 夹 带溢 流 液 泛降 液 管 停 留 时 间漏 液 ldf hhh 允 许 压 降 常 压 操 作 约 500600Pa减 压 操 作 ， 压 降 小 fw h ,h , 2 00 )(21 Cugh LVd P132图 10-45 )( owwl hhh P132图 10-465.0Vaa uF fT sa AA Vu 2 10-3410-3510-36 EP134图 10-48 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计24 LVF Ve液 沫 夹 带fn uu P132图 10-47 VVeVLe 0.1kg液 体 /kg干 气 VwTT e h-H H Veu u D 0 wTddf hHHH ffowwd hhhhH ldf hhh 降 液 管 内 停 留 时 间 LHA df 35s溢 流 液 泛 =0.6 2)(153.0 ow Sf hlLh 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计25 owo uuk owu 5.0VowuF ch dh owu漏 液稳 定 系 数 1.52.0试 差 法 计 算 5.05.0 2 VfT oowVa AA AuuF 漏 液 时 的 气 体 动 能 因 子 wswc lLFhh 23.1006.0725.00061.0 P135图 10-49 水 柱 高 度 液 柱 高 度20 )(21 Cugh owLVd 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计26 LVF负 荷 性 能 图流量单位m3/s 过 量 液 沫 夹 带 线 直 线 处 理 ， 找 两 个 点Ve =0.1kg液 体 /kg干 气Ve =0.1 fn uuP132图 10-47 nu SV SL设 SS VL owu 漏 液 线 直 线 处 理 ， 找 两 个 点设 SL SV wswc lLFhh 23.1006.0725.00061.0 ch dhP135图 10-4920 )(21 Cugh owLVd 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计27)( WTd hHH 溢 流 液 泛 线 直 线 处 理 ， 找 两 个 点ou设 SL SV(10-34) (10-36)dH ffowwd hhhhH 2)(153.0 ow Sf hlLh ldf hhh 200 )(21 Cugh LVd )( owwl hhh 液 相 负 荷 下 限 线 owh =0.006m sL 液 相 负 荷 上 限 线 =3s sL s fTLAH 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计28 负 荷 性 能 图 操 作 线操 作 点minV操 作 弹 性 minmaxVV sLsV 1 2 354气 相 负 荷 上 限 maxV气 相 负 荷 下 限 minV maxV设计结果汇总表初 步 设 计 结 果 调 整操 作 点 不 变 ， 改 变 塔 板 结 构 参 数 ， 调 整 各 线 位 置设 计 点 落 到 图 中 部 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计29 选 定 精 馏 方 案精 馏 塔 工 艺 计 算塔 板 工 艺 尺 寸 计 算塔 体 工 艺 尺 寸 设 计辅 助 设 备 要 求 三 、 设 计 计 算 内 容 各 料 口 管 口 尺 寸热 量 衡 算 表给 出 塔 体 工 条 件 艺 图负 荷 性 能 图 、 塔 板 结 构 图汇 总 塔 板 设 计 结 果物 料 衡 算 表精 馏 塔 工 艺 参 数 汇 总 表精 馏 流 程 图 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计30 5 塔 体 工 艺 尺 寸 设 计塔 外 管 口塔 顶 空 间实 际 塔 板 数进 料 口人 孔塔 体 有 效 段 高 度塔 釜 空 间裙 座 全 塔 总 高 度上 升 气 体 出 口液 相 回 流 口进 料 口气 相 回 流 口下 降 液 体 出 口测 温 口 、 测 压 口 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计31 塔高 1.52m， 设 人 孔 、 测 试 口 、 除 沫 器板 间 距 加 大 ， H T600mm釜 液 停 留 1015分 钟 ， 设 人 孔 、 测 试 口2m， 人 孔 两 个 ， 对 开板 间 距0.150.2m精馏段提馏段塔体工艺条件图有效段 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计32 选 定 精 馏 方 案精 馏 塔 工 艺 计 算塔 板 工 艺 尺 寸 计 算塔 体 工 艺 尺 寸 设 计辅 助 设 备 要 求 三 、 设 计 计 算 内 容 各 料 口 管 口 尺 寸热 量 衡 算 表给 出 塔 体 工 条 件 艺 图负 荷 性 能 图 、 塔 板 结 构 图汇 总 塔 板 设 计 结 果物 料 衡 算 表精 馏 塔 工 艺 参 数 汇 总 表精 馏 流 程 图 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计33 wt xtp ww xppyp 0 0水pp 6 辅 助 设 备 要 求釜 温 校 核 管 口 尺 寸预 热 器冷 凝 器再 沸 器 热 负 荷载 热 体 流 量wx wy p、 、 0p wtwt 100 110 之 间加 热 量 、 蒸 汽 消 耗 量 预 热 器 原 料 30 至 泡 点塔 顶 冷 凝 冷 却 器 冷 凝 后 再 冷 却 10 20 回 流冷 却 量 、 冷 却 剂 消 耗 量最 小 温 差 大 于 5 7 ， 循 环 冷 却 水 温 升 小 于 30 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计34加 入 热 量 移 出 热 量原 料 预 热 器 再 沸 器 冷 凝 冷 却 器 塔 顶 产 品 釜 液 热 损 失 再 沸 器 全 塔 热 量 衡 算 ， 热 损 失 10%加 热 剂 温 度 比 塔 底 产 品 沸 点 高 20 40小 于 沸 腾 传 热 中 的 临 界 温 差加 热 量 、 蒸 汽 消 耗 量热量衡算表加 料 泵 、 回 流 泵 放 在 地 面 上泵 的 流 量 和 扬 程 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计35 管 口 尺 寸塔 顶 蒸 汽 出 口 管 、 液 相 回 流 管进 料 管釜 液 出 口 管 、 塔 釜 蒸 汽 进 口 管 塔 外 气 液 相 流 量适 宜 流 速管 子 内 径标 准 管 子 规 格 材 料 与 零 部 件 上摩 尔 流 量 体 积 流 量 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计36 7 精 馏 流 程 图 、 塔 板 结 构 图 及 塔 体 工 艺 条 件 图 化 工 制 图 标 准 精 馏 流 程 图 主 要 设 备 及 附 属 设 备 名 称 和 物 料 流 向特 性 数 据 、 物 料 组 成 、 物 料 流 量说 明 书 白 纸 上 塔 板 结 构 图 塔 板 结 构 及 尺 寸 正 视 图 、 俯 视 图鼓 泡 区 、 降 液 区 、 安 定 区 、 边 缘 区鼓 泡 区 局 部 区 域 内 筛 孔 中 心 线局 部 放 大 筛 孔 大 小 、 孔 间 距 、 排 列 方 式用 坐 标 纸 塔 体 工 艺 条 件 图 全 塔 结 构 、 尺 寸 、 管 口 方 位 图塔 体 高 ， 重 复 部 分 断 开技 术 特 性 表 、 接 管 表用 坐 标 纸 按 比 例 画 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计37 8 需 要 学 生 画 的 图minR 图 解minN 图 解 （ 用 芬 斯 克 方 程 时 ， 没 有 此 图 ）NR 图TN 图 解 ， 包 括 顶 部 放 大 图 和 底 部 放 大 图负 荷 性 能 图精 馏 流 程 图塔 板 结 构 图塔 体 工 艺 条 件 图小图贴在说明书适宜位置大图装订在说明书最后 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计38 绘图要求25 35cm坐 标 纸标 题 栏装订 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计39 物 料 衡 算 表精 馏 塔 工 艺 参 数 汇 总 表塔 板 设 计 结 果 汇 总 表热 量 衡 算 汇 总 表9整 理 的 表 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计40 封面格式年 产 10000吨 乙 醇 精 馏 塔筛 板 塔 工 艺 设 计 说 明 书 单 位 学 校 专 业 、 班 设 计 者 姓 名 、 学 号 指 导 教 师 姓 名 日 期 _四 、 设 计 说 明 书 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计41 设计说明书内容1. 设 计 任 务 书2. 说 明 书 目 录3. 符 号 表4. 精 馏 方 案 论 证 说 明5. 精 馏 塔 工 艺 计 算6. 塔 板 工 艺 尺 寸 计 算7. 塔 体 工 艺 尺 寸 设 计8. 辅 助 设 备 要 求9. 参 考 资 料 10.结 束 语 图 纸 3张正 文每 项 另 起 一 页每 项 另 起 一 页A4白 纸 ， 左 侧 装 订封 面 打 印 ， 其 余 手 写符 合 格 式 要 求内 容 完 整 ， 论 述 严 谨文 字 简 练 ， 字 迹 工 整 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计42 化 学 工 程 手 册 第 1篇 化 工 基 础 数 据 化 学 工 程 手 册 第 13篇 气 液 传 质 设 备 材 料 与 零 部 件 上 化 工 原 理 课 程 设 计 指 导 化 工 原 理 课 程 设 计 大 连 理 工 化 工 原 理 上 、 下 册 ， 陈 敏 恒 等 编 化 工 原 理 实 验 科 大 化 原 教 研 室 编 板 式 塔 设 计 科 大 教 研 室 编五 、 参 考 资 料 1. 参考资料目录图 书 馆教 研 室 借教 研 室 买 ， 每 本 12元图 书 馆图 书 馆 教 研 室 借 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计43 每 班 借 6本 （ 各 三 本 ） ， 统 一 借 还 。 班 长 、 课 代 表 到 教 研 室 找 刘 宝 树 借 ， 做 完 设 计 还 书 。 凭 学 生 证 借 阅 ， 每 证 一 本 ， 谁 的 证 件 谁 负 责 保 管 。2 教 研 室 资 料 借 阅 规 定 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计44 3 使 用 说 明 设 计 方 法 以 一 种 资 料 上 的 为 主 ， 不 能 与 其 它 参 考书 上 的 设 计 方 法 混 用 。 板 式 塔 设 计 作 为 参 考 书 ， 错 误 多 。 可 以 借 鉴 3个 例 子 的 设 计 过 程 。 气 液 平 衡 数 据 化 工 原 理 实 验 81页 ； 化 学 工 程 手 册 第 二 版 上 卷 ， 第 十 三 篇 ： 蒸 馏 ， 表 1-2。 V 公 式 、 数 据 注 明 出 处 ， 如 “ 取 =2.05kg/m3， 见5， 400页 表 67， 得 到 ”。 2021-5-5化工原理课程设计筛板塔设计45 液 体 乙 醇 物 性 化 工 原 理 教 材 上 册 化 学 工 程 手 册 第 1篇 ： 化 工 基 础 数 据 混 合 物 的 焓 、 比 热 用 纯 组 分 的 物 性 按 摩 尔 量 计 算 纯 组 分 表 面 张 力 可 查 表 混 合 物 表 面 张 力 不 同 书 上 介 绍 的 混 合 规 则 不 一 样 乙 醇 水 物 系 表 面 张 力 参 考 化 工 过 程 及 设 备 设计 200页 附 录 41 化 工 过 程 及 设 备 设 计 200页 附 录 乙 醇 水 物 系性 质 水 与 水 蒸 气 物 性 化 工 原 理 教 材 上 册