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1、板式塔課程設計,整合知識 提高能力,設計任務,一、設計題目:年產 A 噸乙醇-水板式精餾塔工藝設計。 二、已知條件: 1原料組成:含 B %(質量)的粗乙醇溶液,其余為水。 2產品要求:含量 93.5 %(質量)的乙醇。 3塔底殘液要求:含乙醇0.1%(質量)。 4加熱劑:經壓力調節(jié)后為0.2MPa(表壓)的飽和水蒸氣。 5冷卻劑:30的循環(huán)冷卻水。 6、進料狀況:,,設計要求,1、繪出物料流程圖、塔板結構圖、塔體工藝圖; 2、給出各接口尺寸; 3、給出冷卻劑、加熱劑用量。 4、選擇附屬設備(泵、換熱器、流量計等),設計步驟,1、設計方案的選定,2、工藝計算,3、塔板結構設計,4、塔體工藝尺寸
2、設計,5、撰寫設計說明書,1、設計方案的選定,2.操作壓力: 3.塔板形式: 4.加熱方式: 5.加料方式及進料熱狀況: 6.回流液溫度:,連續(xù)精餾、間歇精餾、特殊精餾;,常壓、加壓、減壓;,篩板塔板;,間接蒸汽加熱,高位槽、加料泵;,1.精餾方式:,浮閥塔板;,2、工藝計算,(1)實際塔板數,,回流比R :,R圓整,底部局部放大25倍,理論板捷算法,計算Rmin, R= 1.61.9Rmin,頂部局部放大5倍,整張圖200200,估算總板效率,釜溫,關聯圖,塔板壓降核算,設t,,根據經驗設總板效率,,Np,校驗ET,設塔板壓降270-540Pa,,計算塔釜壓強,,塔釜溫度,,計算、(以定性溫
3、度下、進料組成計算),,ET=0.49()-0.245,,計算、(以定性溫度下、進料組成計算),,,,ET=0.49()-0.245,關聯圖,,校驗,將工藝計算結果列表,(3)冷卻劑、加熱劑用量,(2)各接口尺寸,注意u的選擇:根據第1章流體流動選擇合適的流速,進料管:泵加料 u= 1-3m/s;高位槽進料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、塔板結構設計,選擇設計板 板面布置 結構參數設計 塔板校核,選擇降液管形式,板面布置,Af,Aa,Ws,Ws50-100mm,Af,Wc 25-50mm,篩孔、浮閥排列形式,板面分區(qū),塔徑D
4、1m 分塊,至少有一寬度為400mm,,,F1型 閥孔直徑d0=39mm,孔間距t=(75mm、100、125、150),篩板塔:,篩板塔孔徑d0,孔間距t=(2.5-5) d0,浮閥塔:,Aa(鼓泡區(qū))根據一定的公式計算,并計算出開孔數、或閥數,,結構參數的設計,確定塔徑D,,,,,,初選,,,結構參數的設計,溢流強度,塔板校核(流體力學驗算),塔板壓降,液沫夾帶,溢流液泛,液體在降液管內的停留時間,漏液,常壓,繪出負荷性能圖,k:穩(wěn)定系數,,一般大塔 80-82% <900mm塔 65-75% 負壓塔 65-75%,,負荷性能圖,設計結果列表,3-4,4、塔體工藝尺寸設計,設置各種接口,確
5、定塔高:H=(N-NF-NP-1)HT+NFHF+NPHP+HD+HB+H,測溫、測壓、取樣口,人孔、手孔,,塔高,H=(N-NF-NP-1)HT+NFHF+NPHP+HD+HB+H,繪圖,物料流程圖: 塔板結構圖: 塔體工藝圖:,只標設備名稱,物料組成、流量。,總高、管口位置、板間距、管口方位、管口表、技術特性表。,塔板分塊、孔的排列、降液管的尺寸;,5、設計說明書內容,1.設計任務書 2.目錄 3.符號表 4.精餾方案的選擇 5.工藝計算 6.精餾塔的工藝尺寸設計 7.參考文獻 8.結束語:評價、感受,設計任務書 一、設計題目:年產 A 噸乙醇板式精餾塔工藝設計。 二、已知條件: 1原料組
6、成:含 B %(質量)的粗乙醇溶液,其余為水。 2產品要求:含量 93.5 %(質量)的乙醇。 3塔底殘液要求:含乙醇0.1%(質量)。 4加熱劑:經壓力調節(jié)后為0.2MPa(表壓)的飽和水蒸氣。 5冷卻劑:30的循環(huán)冷卻水。 6、進料狀況:,三、設計內容: 1、確定設計方案 ( 精餾裝置流程設計與論證 )。 2、板式塔的工藝計算: (1). 確定塔頂,塔底產品的質量與流量; (2). 確定塔頂,塔底控制溫度; (3). 求算最小回流比,確定操作回流比; (4). 求算理論板層數 N ,確定加料位置; (5). 確定實際板層數,實際加料板位置; (6). 全塔熱平衡,計算塔頂冷凝,冷卻器熱
7、負荷及冷卻水消耗量;塔底再沸器熱負荷及加熱蒸汽消耗量;,3、 板式塔主要工藝尺寸的確定: (1)、確定塔高、塔徑; (2)、 塔板設計,計算塔板各主要工藝尺寸,進行流體力學的校核計算;塔板結構設計;并畫出塔的操作性能圖; (3)繪出物料流程圖、塔板結構圖、塔體工藝圖 (4)、給出各接口尺寸; (5)、撰寫設計說明書和繪圖。,設計說明書封面格式,年產 噸乙醇板式精餾塔工藝設計說明書 單 位 設 計 者 號 指導教師 日 期 ,主要參考資料,1. 化學工程手冊物性數據 2. 化工制圖制圖標準 3. 化工過程及設備設計設計過程 4. 化工原理(上,下冊) 5. 化工原理實驗 6. 材料與零部件管子規(guī)格,其它要求,統(tǒng)一用A4復印紙書寫,封皮打印,左側裝訂;,17周四 交,注意事項,設計方法以一本書為主,不要混用。 說明書中的數據、公式要注明出處。 課程設計的成績組成:,說明書、圖、平時印象、答辯。,