《化工原理课程设计》PPT课件.ppt
2023/7/11,化工原理课程设计筛板塔设计,1,化工原理课程设计,筛板塔设计,2012-05-23,2023/7/11,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,2023/7/11,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,2023/7/11,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,2023/7/11,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,2023/7/11,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。,2023/7/11,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,2023/7/11,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,2023/7/11,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,=1,与流程图对应,2023/7/11,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1020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,2023/7/11,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,2023/7/11,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,2023/7/11,化工原理课程设计筛板塔设计,13,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,2023/7/11,化工原理课程设计筛板塔设计,14,图解,选定回流比步骤,图解,吉利兰图,2.5、3.0、3.5、4.0,取大值,塔外,液量,气量,塔内,液量,气量,2023/7/11,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,2023/7/11,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,2023/7/11,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,2023/7/11,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8002400mm,塔径20002400mm,双流型塔板,单流型弓形降液管塔板分区,Af,Aa,Ws,Ws,Af,Wc,2023/7/11,化工原理课程设计筛板塔设计,19,塔径D计算,初选,计算,D圆整,P129表10-1，400500mm,300、400、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1500、1600、1800、2000,2023/7/11,化工原理课程设计筛板塔设计,20,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,2023/7/11,化工原理课程设计筛板塔设计,21,塔板布置,=50100mm,=2550mm,=38mm,515%,整块塔板,分块塔板,扣除衔接区面积,2023/7/11,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450500mm,每块宽度小于450mm,弓形板、矩形板,衔接宽度50mm,塔板结构图,2023/7/11,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,允许压降,常压操作约500600Pa,减压操作，压降小,P132图10-45,P132图10-46,10-3410-3510-36,E,P134图10-48,2023/7/11,化工原理课程设计筛板塔设计,24,液沫夹带,P132图10-47,0.1kg液体/kg干气,降液管内停留时间,35s,溢流液泛,=0.6,2023/7/11,化工原理课程设计筛板塔设计,25,漏液,稳定系数,1.52.0,试差法计算,漏液时的气体动能因子,P135图10-49,水柱高度,液柱高度,2023/7/11,化工原理课程设计筛板塔设计,26,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,=0.1kg液体/kg干气,=0.1,P132图10-47,设,漏液线,直线处理，找两个点,设,P135图10-49,2023/7/11,化工原理课程设计筛板塔设计,27,溢流液泛线,直线处理，找两个点,设,(10-34)(10-36),液相负荷下限线,=0.006m,液相负荷上限线,=3s,2023/7/11,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,操作弹性,1,2,3,5,4,气相负荷上限,气相负荷下限,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,2023/7/11,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,2023/7/11,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,测温口、测压口,2023/7/11,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，HT600mm,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,2023/7/11,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,2023/7/11,化工原理课程设计筛板塔设计,33,6辅助设备要求,釜温校核,管口尺寸,预热器冷凝器再沸器,100110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1020回流,冷却量、冷却剂消耗量,最小温差大于57，循环冷却水温升小于30,2023/7/11,化工原理课程设计筛板塔设计,34,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2040,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,2023/7/11,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,2023/7/11,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,2023/7/11,化工原理课程设计筛板塔设计,37,8需要学生画的图,图解,图解（用芬斯克方程时，没有此图）,图,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,2023/7/11,化工原理课程设计筛板塔设计,38,绘图要求,2535cm坐标纸,标题栏,装订,2023/7/11,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,2023/7/11,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,2023/7/11,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,2023/7/11,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,2023/7/11,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,2023/7/11,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。,公式、数据注明出处，如“取=2.05kg/m3，见5，400页表67，得到”。,2023/7/11,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,
