[工学]填料塔课程设计

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,工学填料塔课程设计,工学填料塔课程设计,工学填料塔课程设计,一、课题的来源及意义,1.,课题的来源,废丙酮溶媒来自于抗生素类药物,“,盐酸四环素,”,的生产过程。,原料,发酵,四环素碱,盐酸,溶解、洗涤,丁醇,结晶、过滤,晶体,溶解,洗涤,丙酮,结晶,过滤,母液,废丁醇溶媒,晶体,盐酸四环素,母液,废丙酮溶媒,一、课题的来源及意义1. 课题的来源 废丙酮溶媒来,废丙酮,溶媒,丙酮,75,水,25,丙酮,溶媒,丙酮,99.8,水,0.2,精制,2.,课题的意义,降低生产成本,经济效益,减少环境污染,社会效益,一、课题的来源及意义,废丙酮丙酮 水丙酮丙酮 水精制2. 课题的意义降低生产成本经,二、设计任务及条件,1.,设计题目,废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计,2.,设计任务及条件,原料液组成,组分 组成（质量）,丙酮,75,水,25,二、设计任务及条件1. 设计题目废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔,分离要求,产品中水分含量,0.2%,（质量）,釜残液中丙酮含量,0.5%,处理能力,废丙酮溶媒处理量,吨,/,天（每天按,24,小时计）。（,9-16,）,二、设计任务及条件,分离要求产品中水分含量 0.2% （质量）釜残液中丙酮,设计条件,操作方式：连续精馏。,操作压力：常压。,进料状态：饱和液体进料。,回流比：,学生分成若干小组，每组处理量相同，但 每位学生选取的操作回流比与最小回流比 的倍数不同。,塔填料：金属环矩鞍填料，填料规格自选。,二、设计任务及条件,设计条件操作方式：连续精馏。操作压力：常压。进料状态：饱和液,1.,物料衡算,2.,填料塔设计计算,操作条件确定,填料层高度计算,填料层压降计算,液体分布器计算,3.,冷凝器和再沸器计算与选型,4.,填料精馏塔设计条件图,5.,废丙酮溶媒回收过程工艺流程图,接管管径计算,设计计算内容,塔径计算,二、设计任务及条件,1. 物料衡算2. 填料塔设计计算 操作条件确定 填料层高度,1.,物料衡算,计算过程：,质量换算为摩尔量，质量分数,换算为摩尔分数,物料平衡方程（两个）,物料平衡表,物料平衡表,流 股,流量,质量分数,摩尔分数,kg / h,kmol / h,丙酮,水,丙酮,水,F,D,W,三、设计思路与有关说明,1. 物料衡算 计算过程：质量换算为摩尔量，质量分数换算为摩,三、设计思路与有关说明,2.,精馏塔设计计算,塔顶温度确定,1,）,操作条件的确定,试差法,进料温度确定,塔釜温度确定,试差精度,= 0.0005,三、设计思路与有关说明2. 精馏塔设计计算 塔顶温度确定 1,计算塔顶温度,已知,P,、,y,求,t,D,设,：,t,0,k,i,x,i,NO,YES,t,D,=,t,0,三、设计思路与有关说明,计算塔顶温度已知 P、y 求 tD设：t0kixiNOYES,计算进料温度,已知,P,、,x,求,t,F,设,：,t,0,k,i,y,i,NO,YES,t,F,=,t,0,三、设计思路与有关说明,计算进料温度已知 P、x 求 tF设：t0kiyiNOYES,计算塔底温度,已知,P,、,x,求,t,W,设,：,t,0,k,i,y,i,NO,YES,t,W,=,t,0,三、设计思路与有关说明,计算塔底温度已知 P、x 求 tW设：t0kiyiNOYES,精馏段、提馏段塔径的计算,2,）,塔径的计算,核算,塔径的确定与圆整,（,1,）,泛点率核算；,(,空塔气速和泛点气速之比）,（,2,）,D,/,d,核算；,（,3,）,最小液体喷淋密度核算，取,（,L,W,),min,=0.03,。,求最小回流比、操作回流比,求精馏段、提馏段气液相负荷,三、设计思路与有关说明,精馏段、提馏段塔径的计算 2）塔径的计算 核算 塔径的确定,三、设计思路与有关说明,丙酮水汽液平衡相图,提示,最小回流比的计算,塔径的计算,精馏段按塔顶计算,提馏段按进料计算,作图法,简化计算,三、设计思路与有关说明丙酮水汽液平衡相图提示最小回流比的计,工学填料塔课程设计,3,）,填料层高度计算,求理论板层数、进料板位置,精馏段、提馏段填料层高度计算,填料层的分段,分段高度,h,= 8,D,三、设计思路与有关说明,3）填料层高度计算 求理论板层数、进料板位置 精馏段、提馏,4,）,填料层压降计算,精馏段填料层压降计算,提馏段填料层压降计算,填料层总压降计算,三、设计思路与有关说明,Pa,1,精馏段；,2,提馏段,4）填料层压降计算 精馏段填料层压降计算 提馏段填料层压降,5,）,液体分布器计算,液体分布器的选型管式液体分布器,分布点密度计算,布液点示意图,布液计算,三、设计思路与有关说明,管式液体分布器示意图,5）液体分布器计算 液体分布器的选型管式液体分布器 分布,基本计算公式,三、设计思路与有关说明,流量公式,孔速公式,孔流系数,孔径,孔数,孔速,孔流系数,液位高度,0.6,基本计算公式三、设计思路与有关说明流量公式孔速公式孔流系数孔,设计方法,三、设计思路与有关说明,给出,给定,给定,提示,液位高度取,分布点密度取,200mm,220,260,点,/m,2,塔截面,设计方法三、设计思路与有关说明给出给定给定提示液位高度取分布,管式液体分布器的布液点示意图,管式液体分布器的布液点示意图,6,）,接管管径的计算,进气管管径的计算,出气管管径的计算,回流管管径的计算,进料管管径的计算,出液管管径的计算,气体流速范围,：,10,15 m/s,液体流速范围,：,0.5,1.0 m/s,圆整为标准管,三、设计思路与有关说明,6）接管管径的计算 进气管管径的计算 出气管管径的计算 回,冷凝器的选型,总传热系数的核算,换热面积的计算,冷却水进口温度,：,25,冷却水温升,：,8,10 ,总传热系数：,K,= 600 W/(m,2,）,3.,冷凝器和再沸器计算与选型,1,）,冷凝器的计算与选型,冷凝水用量计算,三、设计思路与有关说明,冷凝器的选型 总传热系数的核算 换热面积的计算冷却水进口温,再沸器的选型,总传热系数的核算,再沸器加热面积的计算,加热蒸汽,：,0.3 MPa,饱和水蒸气,总传热系数：,K,= 400 W/(m,2,）,热损失：,20,30,2,）,再沸器的计算与选型,蒸汽用量计算,三、设计思路与有关说明,再沸器的选型 总传热系数的核算 再沸器加热面积的计算加热蒸,精馏过程技术经济评价,三、设计思路与有关说明,学生分成若干小组，每组的处理量相同，但每位学生选取的操作回流比与最小回流比的倍数不同。每个人独立完成本人的报告，然后进行综合比较，讨论回流比的影响，每个小组提供一份技术经济评价报告。,每位学生独立计算最小回流比,本组学生共同讨论，确定最终采用的最小回流比,由组长确定本组学生采用的“倍数”,精馏过程技术经济评价三、设计思路与有关说明 学生分成若,三、设计思路与有关说明,学生提交设计报告,三、设计思路与有关说明学生提交设计报告,4.,填料精馏塔设计条件图,格式参考附录三,用,2#,图纸绘图,5.,废丙酮溶媒回收过程工艺流程简图,格式参考附录二,用,2#,图纸绘图,三、设计思路与有关说明,4. 填料精馏塔设计条件图 格式参考附录三 用2#图纸绘图5,附录二 生产工艺流程简图示例,附录二 生产工艺流程简图示例,附录三,主体设备设计条件图示例,附录三,四、设计说明书要求,封面统一格式（教师发放式样）,设计任务书装订于首页,正文内容,一、前言,二、工艺设计要求,三、工艺过程设计计算,四、问题讨论,五、生产工艺流程简图,六、填料精馏塔设计条件图,四、设计说明书要求 封面统一格式（教师发放式样） 设计任务书,五、注意事项,独立完成设计，不得抄袭,图纸不能复印或拷贝他人,按时上交报告：,9,月,9,日,下午,16:30,答疑时间：,9,月,6,日,9,月,8,日 下午,14:00,参考书,B11102,五、注意事项 独立完成设计，不得抄袭 图纸不能复印或拷贝他人,感谢聆听,感谢聆听,