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1、板式塔课程设计,整合知识 提高能力,设计任务,一、设计题目：年产 A 吨乙醇-水板式精馏塔工艺设计。 二、已知条件： 1原料组成：含 B %（质量）的粗乙醇溶液，其余为水。 2产品要求：含量 93.5 %（质量）的乙醇。 3塔底残液要求：含乙醇0.1%（质量）。 4加热剂：经压力调节后为0.2MPa（表压）的饱和水蒸气。 5冷却剂：30的循环冷却水。 6、进料状况：,,设计要求,1、绘出物料流程图、塔板结构图、塔体工艺图； 2、给出各接口尺寸； 3、给出冷却剂、加热剂用量。 4、选择附属设备（泵、换热器、流量计等）,设计步骤,1、设计方案的选定,2、工艺计算,3、塔板结构设计,4、塔体工艺尺寸
2、设计,5、撰写设计说明书,1、设计方案的选定,2.操作压力： 3.塔板形式： 4.加热方式： 5.加料方式及进料热状况： 6.回流液温度：,连续精馏、间歇精馏、特殊精馏；,常压、加压、减压；,筛板塔板；,间接蒸汽加热,高位槽、加料泵；,1.精馏方式：,浮阀塔板；,2、工艺计算,（1）实际塔板数,,回流比R ：,R圆整,底部局部放大25倍,理论板捷算法,计算Rmin, R= 1.61.9Rmin,顶部局部放大5倍,整张图200200,估算总板效率,釜温,关联图,塔板压降核算,设t,,根据经验设总板效率,,Np,校验ET,设塔板压降270-540Pa,,计算塔釜压强,,塔釜温度,,计算、（以定性温
3、度下、进料组成计算）,,ET=0.49()-0.245,,计算、（以定性温度下、进料组成计算）,,,,ET=0.49()-0.245,关联图,,校验,将工艺计算结果列表,（3）冷却剂、加热剂用量,（2）各接口尺寸,注意u的选择：根据第1章流体流动选择合适的流速,进料管：泵加料 u= 1-3m/s；高位槽进料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、塔板结构设计,选择设计板 板面布置 结构参数设计 塔板校核,选择降液管形式,板面布置,Af,Aa,Ws,Ws50-100mm,Af,Wc 25-50mm,筛孔、浮阀排列形式,板面分区,塔径D
4、1m 分块，至少有一宽度为400mm,,,F1型 阀孔直径d0=39mm，孔间距t=(75mm、100、125、150）,筛板塔：,筛板塔孔径d0，孔间距t=(2.5-5) d0,浮阀塔：,Aa（鼓泡区）根据一定的公式计算，并计算出开孔数、或阀数,,结构参数的设计,确定塔径D,,,,,,初选,,,结构参数的设计,溢流强度,塔板校核（流体力学验算）,塔板压降,液沫夹带,溢流液泛,液体在降液管内的停留时间,漏液,常压,绘出负荷性能图,k：稳定系数,,一般大塔 80-82% <900mm塔 65-75% 负压塔 65-75%,,负荷性能图,设计结果列表,3-4,4、塔体工艺尺寸设计,设置各种接口,确
5、定塔高：H=(N-NF-NP-1)HT+NFHF+NPHP+HD+HB+H,测温、测压、取样口,人孔、手孔,,塔高,H=(N-NF-NP-1)HT+NFHF+NPHP+HD+HB+H,绘图,物料流程图： 塔板结构图： 塔体工艺图：,只标设备名称，物料组成、流量。,总高、管口位置、板间距、管口方位、管口表、技术特性表。,塔板分块、孔的排列、降液管的尺寸；,5、设计说明书内容,1.设计任务书 2.目录 3.符号表 4.精馏方案的选择 5.工艺计算 6.精馏塔的工艺尺寸设计 7.参考文献 8.结束语：评价、感受,设计任务书 一、设计题目：年产 A 吨乙醇板式精馏塔工艺设计。 二、已知条件： 1原料组
6、成：含 B %（质量）的粗乙醇溶液，其余为水。 2产品要求：含量 93.5 %（质量）的乙醇。 3塔底残液要求：含乙醇0.1%（质量）。 4加热剂：经压力调节后为0.2MPa（表压）的饱和水蒸气。 5冷却剂：30的循环冷却水。 6、进料状况：,三、设计内容： 1、确定设计方案 ( 精馏装置流程设计与论证 )。 2、板式塔的工艺计算： (1). 确定塔顶，塔底产品的质量与流量； (2). 确定塔顶，塔底控制温度； (3). 求算最小回流比，确定操作回流比； (4). 求算理论板层数 N ，确定加料位置； (5). 确定实际板层数，实际加料板位置； (6). 全塔热平衡，计算塔顶冷凝，冷却器热
7、负荷及冷却水消耗量；塔底再沸器热负荷及加热蒸汽消耗量；,3、 板式塔主要工艺尺寸的确定： (1)、确定塔高、塔径； (2)、 塔板设计，计算塔板各主要工艺尺寸，进行流体力学的校核计算；塔板结构设计；并画出塔的操作性能图； （3）绘出物料流程图、塔板结构图、塔体工艺图 (4)、给出各接口尺寸； (5)、撰写设计说明书和绘图。,设计说明书封面格式,年产 吨乙醇板式精馏塔工艺设计说明书 单 位 设 计 者 号 指导教师 日 期 ,主要参考资料,1. 化学工程手册物性数据 2. 化工制图制图标准 3. 化工过程及设备设计设计过程 4. 化工原理（上，下册） 5. 化工原理实验 6. 材料与零部件管子规格,其它要求,统一用A4复印纸书写，封皮打印，左侧装订；,17周四 交,注意事项,设计方法以一本书为主，不要混用。 说明书中的数据、公式要注明出处。 课程设计的成绩组成：,说明书、图、平时印象、答辩。,
化工原理课程设计《板式塔课程设计》
