化工原理课程设计j
化工原理课程设计,教师：刘玉兰2012.6,一. 设计的特点有多种解、多种方案，选优选择的原则：技术上可行，经济上合理,R选择的原则：总费用最低,1.概述分为两大类：逐级接触式（如板式塔）微分接触式（如填料塔）,二.精馏塔,常用板式塔塔板型式:筛板塔、浮阀塔、泡罩塔,两相总体上逆流每块塔板上错流,LW堰长 Af降液管面积 Aa鼓泡区面积 Wc边缘区 Ws入口安定区 Ws出口安定区,返回,2筛板塔的构造1）筛孔气体通道，38mm2）溢流堰保证板上有液体3）降液管及入口堰液体下降通道,3 汽液两相的非理想流动1）液沫夹带气体带液滴2）气泡夹带降液管液体来不及脱气>35秒3）液体沿塔板的不均匀流动4）气体沿塔板的不均匀分布,4 不正常操作现象1）夹带液泛 2）溢流液泛 降液管通过能力的限制3）漏液 严重漏液会使板上不能积液,5 板效率的各种表示方法1）点效率与两相接触状态有关2）默弗里板效率与点效率、板上流动情况有关,6 塔板的负荷性能图1）过量液沫夹带线2）漏液线3）溢流液泛线4）液量下限线5）液量上限线,3）全塔效率全塔效率板效率ET=f (,等因素),三.设计要求图纸：设备总装图 3号图纸报告：格式及内容见附件,报告目录设计任务书一.前言（性质，用途，工艺流程）二.设计内容2.1物料衡算（模拟结果或逐板计算）2.2实际板数及加料板位置的确定,2.3筛板塔工艺计算2.3.1塔径计算2.3.2塔板详细设计2.3.3塔板流体力学校核,板压降校核液沫夹带量校核溢流液泛条件校核液体在降液管内停留时间校核漏液点的校核,2.3.4负荷性能图液相下限线液相上限线漏液线过量液沫夹带线溢流液泛线精馏线和提馏线 2.4塔高及接管尺寸 2.5辅助设备的选型,三.控制点说明3.1精馏段灵敏板温度控制3.2塔釜液位控制3.3进料流量控制3.4塔釜加热蒸汽温度控制 四.数据汇总表 五.符号说明 六参考文献,一.前言工业背景:详细描述工艺流程(方块图，流程说明)产品性质:(用途、物理性质、毒性),二.设计内容 2.1物料衡算及逐板计算软件模拟列数据表(气液相流量及物性数据)手算需要逐板计算精馏塔内各板数据,2.2实际板数及加料板位置的确定,塔釜为一块理论板，,实际加料板位置NR为提馏段理论板数(包括塔釜),参考6p118,加料组成计算液体平均黏度,轻重关键组分的相对挥发度,2.3.1塔径计算 参考1p116,Vs气相流率，m3/s Ls液相流率，m3/s,2.3筛板塔工艺计算,初选板间距 表4-10,(塔径定后及流体力学校核时可调整),计算两相流动参数,查图4-9得气相负荷因子C20 计算液泛速度uf,溶液的表面张力,手算参考文献1p25,取LW (0.6-0.8)D(单) (0.5-0.7)D(双) 查图4-21得Af/AT 可计算塔径 塔径要圆整(重算Af AT un Lw 泛点百分率un/uf),由液流量初定流型见表4-91(U单双四液流),取操作气速un 一般取液泛气速的80%85%对于易起泡物系可取75%,AT塔横截面积，m2,Af降液管面积，m2,(塔径定后及流体力学校核时可调整),how>6mm >35s,2.3.2塔板详细设计 参考1p117参考表4-11取hw 取ho (为保证液封ho<hw或用凹受液盘折降液板)由塔径取WS WC 参考1p119由Lw/D查图 4-21得Wd计算鼓泡区面积Aa取筛孔直径d0 (3-8;10-25mm )及t/d0(2.54)计算开孔率及筛孔面积A0,2.3.3塔板流体力学校核 板压降校核 干板压降+液层阻力p总35s漏液点的校核（需试差）k=uo /uow>1.52,参考1p133,2.3.4负荷性能图要详细计算液相下限线液相上限线漏液线过量液沫夹带线溢流液泛线精馏线和提馏线（精馏段与提馏段负荷应在负荷性能图内）,参考1p135,液相下限线由how=6mm计算 液相上限线由=3s计算 漏液线设计时已有一点改变液体量，再求漏液点孔速得气体流量,过量液沫夹带线与设计点两相流动参数FLV相同，令ev=0.1，计算雾沫夹带分率、查泛点百分率 算液泛速度uf 和实际气速un得气相流量和液相流量 第一点；改变液气质量流率比WL/WV 计算FLV，重复以上步骤可再得一点,溢流液泛线当降液管内当量清液高度 将液泛取Lh 求how 液层阻力hL计算干板压降hd、泛点孔速u0 得第一点,，,再取一Lh 值，重复上述步骤，得第二点,液相降液管内阻力损失,how>6mm, 否则lw /D=Af Hd /LS>35s, 否则Af或 hwk=uo /uow>1.52, 否则eV<0.1kg液/kg汽,否则HT或lw /D或DHfd<HT+hw，否则HT或或h0或 lwp总<p允许, 否则或 hw,1线左移,2线右移,板压降增大，Hd增大,A0下降,3线下移,4线上移,阻力降低,5线上移,AT-Af 气速un,A0增大,2.4塔高及接管尺寸人孔设置，大小(450-550mm)间距 4-6块 常清洗8-10块 无需常清洗15块 可拆 带人孔板间距600mm,HD塔顶空间 HT塔板间距 HT有人孔板间距 HF进料段高度 HB塔底空间 N实际塔板数,S人孔数目（不含塔顶和塔底空间人孔）,蒸汽管、回流管、加料管、底部蒸汽管、出液管的接管尺寸用水、蒸汽的经济流速计算,参考1p138,2.5辅助设备的选型加料泵冷凝器 再沸器,由qv He定型号 选合适K由热负荷算A选型号,核算传热系数、传热面积1)选择适当的垢层热阻Ri(见p210)2)详细计算和K计值（参照书式6-118）3)算4)换热器实际面积 5)校核,三.控制点说明控制什么，调节什么,3.1精馏段灵敏板温度控制灵敏板位置确定（改变条件）3.2塔釜液位控制3.3进料流量控制3.4塔釜加热蒸汽温度控制,控制点的表示和安排1.控制参数：T温度 P压力 G流量 H液位2.仪表功能：Z指示 T调节 J记录 S积算L联锁,参考书 1.陈英南，刘玉兰.常用化工单元设备的设计.华东理工大学出版社.2005 2.上海医药设计院编.化工工艺设计手册(第二版).化学工业出版社.1996 3.化学工程手册编委.化学工程手册(第1篇)化工基础数据.化学工业出版社.1989 4.华东化工学院机械制图教研组.化工制图.高等教育出版社.1991 5.魏兆灿等.塔设备设计. 化学工业出版社.1988 6.陈敏恒等.化工原理(第三版).化学工业出版社.2004,统一答疑 17周-19周,袁：周三（17周）5-6节，四教204周一（18-19周）5-6节，四教204 刘：周二3-4节，实验十楼219 曹：周四3-4节，实验十楼230,浮阀塔板,
