化工原理课程设计简易步骤.docx

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1、化工原理课程设计说明书设计题目学生姓名指导老师学院专业班级完成时间1 .设计任务书（）2 .设计方案的确定与工艺流程的说明（）3 .精储塔的物料衡算（）4 .塔板数的确定（）5 .精储段操作工艺条件及相关物性数据的计算（）6 .精饰段的汽液负荷计算（）7 .精储段塔体主要工艺尺寸的计算（）8 .精储段塔板主要工艺尺寸的计算（）9 .精储段塔高的计尊（）10 .精饰段塔板的流体力学验算（）11 .精储段塔板的汽液负荷性能图（）12 .精镭段计算结果汇总（）13 .设计评述（）14 .参考文献（）15 .附件（）附件】：附图1精谣工艺流程图（）附件2：附图2降液管参数图（）附件3：附图3塔板布孔图

2、（）板式塔设计简易步骤一、 设计方案的确定及工艺流程的说明对塔型板型、工艺流程、加料状态、塔顶蒸汽冷凝方式、塔釜加热方式等进行说明，并绘制工艺流程图，（图可附在后面）二、 见收材P270计算出F,D、W,地位：kmo1./h三、 塔板数的确定1 .汽液相平衡数据：杳资料或计算确定相平衡数据，并绘制1.r-y图，2 .确定回流比：先求出最小回流比：Pm,再确定相宜网流比：1%.3 .确定理论板数逐板法或悌汲图解法（塔或采纳全凝器）计作理论板层数，井确定加料板位置：P为.（逐板法需先计霓相对挥发度）确定精储段理论板数N、提调段理论板数立4,询定实际板数：估笄塔板效率：Px“（需知全塔平均补度,可由

3、1.XP图确定塔顶、塔底制度.或通过试差确定塔顶、塔底温度,再取算术平均值.需知相对挥发度.可由安托囚方程求平均温度下的饱和蒸汽压，再按志向溶液计算.）由塔板效率计算精储段、提储段的实际板层数*,N：PJM式6f7,四、 IIw1.段操作工艺条件及相关物性数据的计算1 .操作压力，：取Pe=%生2 .精慵段平均温度（：仃tXY图确定塔顶、进料板温度,内取,1.均值.或曲泡点方程试差法确定塔顶、进料板温度，3 .平均摩尔质量.*4IhP1.i式0-27分别计算塔顶、进料板处的摩尔质M,再分别取两处的算术平均值，汽相的摩尔分率杳t-x-y图，4 .平均密度。.、Qiw:。小用匕,式1-7分别计算塔

4、顶、进料板处液:度，再取。术平均值.p、2=与?5 .液体表面张力a,：由=a,1.-FOP,.同时计算一、1.14冷凝涔的热负荷：（本设i1.不要求计尊）六、IW1.段主要工艺嬉构尺寸的计重（一）板间距Hr的初估。板间距初估是为了估算塔径,在P”表6-8初选。（二）塔径的初估与硼用P-1 .液泛速度.2 .塔径：计算，并圆整，再按PR去6-5,检验塔径是否合适.3 .实际操作气速.七、塔板工艺尺寸的计算（一）源温装J1.说明采纳何种形式的溢流JK、降液管、受液盘，（以下为选择依据：）1 .降液管，降液管有Ia形与弓形两类.通常is形降液管只用于小道径塔,而弓形降液管也部分塔壁和块夹板围成，它

5、能充分利用塔内空间，普遍用于直径较大、负荷较大的塔板。2 .溢流方式I73降液管的布置有关。常用的降液管布置方式仃I型流、单微流、双溢流及阶梯式双溢流等.常选择的为单流型和双流型P281.可依下次进行选择.增位Mn600他体流6i/hT中海甲6-26双渝祭阶悌渔N900750100045以卜1200oa970140070以下150070以下2000”90以下90-1603000HaaHO以卜110200200-3004000us110以下110-230230-3505000I1.1.f110以下110-2502504006000“以下110250250450应用场合M1.J牧怔I般应川液y比I

6、俏液t比州A卡塔版W冏淞W人P塔板3.溢流堰的形式r有平出形和齿形两种“股选择千里.4）受液盘：,受液盘有平受液盘和凹形受液盘两种形式,如下图所示.（八）平受液盘（b）WI受液盘平受液盘一俄需在塔板上设置进口堰，以保证降液管的液片,并使液体在板上分布与称.但设置迸口烟既占用板面,又易使沉淀物淤积此处造成堵泥，因此可不设进口以，朱纳凹形受液盘不需设置进口堰。凹形受液盘既可在低液量时能形成良好的液封乂有变更液体能向的缓冲作用,并便于液体从屈线的抽出.对于060Omn以上的塔，多采纳凹形受液盘.凹形受液盆的深度一般在50ma以上，有侧线采出时宜取深蚣网形受液盘不适于易聚合及有悬浮固体的状况，因易造成

7、死角而堵塞,3.溢流装置的设计计算1）堪长IH参见PM堰氏I,应由液体负荷及海流里式而定.对产常用的弓形单溢流取1.=0.6-0.8）D其中D为塔径，m。双流型塔板，两侧堆长取为塔径的0.5。.7倍。并%id%1.11/0.0O6m,若低于此值，改用齿形1.I1.也不宜超过0.060.07m,否则改用双溢流型塔板.3）出口M1.biSeih需依据工艺条If1.与操作要求确定.设计时,依鹿保持塔板上清液层高度在50-100nm.计算公式：hw=h1.-h,M.式中：h一板上液层高度.在50-10OHm内取值m：h.堆液二高度.m.想而段在。.C3-005B范围内.对广域IK塔的h.（ft应较低,

8、以降低塔板的压降.JB商还要考虑降液笆底端的液封，慑应使堆志在降液管底端。QOCm以上，大塔径相应增大此值。若堰而不能满意液到要求时,可设进口垠。在求出h.行.检立8高是否在卜式范围：OAfBNENoO5-%4）弓形降液管寞度,与俄面积Ae可依据与黄由卜,图查得。（图中R,为塔横被面枳。）按PW式6-65股算停刷时间。即1.OO-3-5若不能满意上式骁求,应调整降液管尺寸或板间距.5）降液管底原高度h.:降液管底限高度h,应低于出口堰高度h.,才ffe保证降液管底端有良好的液封,一般取为，h0=.-(0.006-0.012),m降液管底隙高度般也不宜小于2025*m,否则易于堵塞，或因安装偏差

9、而使液流不物，造成液泛.在设计中.塔径较小时可取M为2530mm,塔径较大时可取ho为40mm左右,最大可达ISOnBu饱=齐降波管怅隙离度h,也Ur用卜式计算；中。式中：1.塔内液体流1./$：Uo液体通过降液管底隙的流速，11s;一般Ur取u=0.070.25ms.（一）塔板布置】.边缘区宽度町与安定区宽度塔板通常分为四个区：即边缘区、安定区、溢流区、开孔区。确定边缘区宽度叱.：在双近塔梁的周边缘区域供支持塔板的边案之用，称为无效区,也称边缘区。其宽度或视塔板的支承须膜而定，小塔茨为30、76伽，大塔一般为5Q7511un,为防止液体经无效区流过而产生短路现象，可在塔板上沿塔壁设置挡板。确

10、定安定区宽度J匕：开孔区叮溢流区之间的不开孔区域称为安定区，也称为被沐区，滋流堪旃的安定区宽度为九其作用是在液体迸入降液管之前有段不鼓泡的安定地带，以免液体大量夹带气泡进入降液管：安定区的宽度可按卜述范的选取，即：溢流堰前的安定区宽度=70100am.对小直径的塔“XIm3因塔板面积小,安定区要相陶减小.溢流区为降液管及受液盘所占的区域,其中降液管所占面积以用表示，受液儆所占面积以/1,表示。对单溢流型塔板，开孔区面积可用F式计算,即nR2Xsin-180R2 .计算开孔区面枳:-JFn,-式中2,；2,；R为以角度表示的反正弦函数,对双流型塔板，请表资料.3 .开孔数及脩孔排列（彳低塔板）：

11、g孔直径：阀孔1.件由所选浮W的型号确定,如常川的FI型浮闺的阀孔直径为39nm.归孔敷；阀孔教”取决于操作时的阀孔气速u,而“，由阀孔动能内数A：确定.S式中4一一孔速，三s;小气相密度，kg*R阀孔的动能因子，一般取811C架-甲茶体系取&13）,对于不同的工艺条件,也可适rn=-n2当调整,网孔数的计算：4式中一一阀孔数：气相流境,m,/S；4阀孔孔径.m.I1.1.所选浮阳的型号确定.aW1.的排列：阀孔的排列方式行正三角形排列和等腴角形排列.E.角形排列乂仃毗持和叉排两种方式（见下图）。采纳叉排时，相邻两网吹出的气流搅动液层的作用比顺持明显，而且相邻两网箭单被收开，液面悌度较小,鼓泡

12、匀称，所以采纳叉持更好.在整块式塔板中,一孔一般按正三角形排列.其孔心版t-fi75m11,100mm.125m三,15011m等几种.在分块式塔板中，同孔也可按等腰三角形排列，三角形的底边固定为75wn,三角形高人（即排间距）有65mm,70mn.80n.90ra11,10011三,UOm几种,必要时还可以调整.按等核三角形排列时：按正三角形排列时：T7sO075式中一一等腰三角形的高.tn：,开孔鼓泡区面积.m2:1,一一等腰三角形的底边长，,一股取为0.075m：A,阀孔总面积,；f正三角形的孔心即，m,估算后要依据实际排间电核算实际陶孔数，依据实际同孔教校核孔逑及阀孔动能因数，和塔板开

13、孔率.塔板上阀孔的开孔率指阀孔面枳与塔做面之比.即。=上。一般开孔率大，塔板压Ar降低.雾沫夹带量少,但操作弹性小漏液量大,板效率低,最好为6%.八、 1馆段塔高（精馆段）Zj=（M-I）/九、 精馆段塔板的流体力学险年1 .塔板压降：塔板压降”算大为：:pp=hppug,即W也算：p1,=h1,p1g是否小于设计规定的0.7kPa.其卡h”的计算：/+瓦+h式中：h1.-与气体通过一层浮闺塔板的压强降相当的液柱高度,B：ht一一与，体克服干板阻力所产生的压强降相当的液枝高度,m：h：一一马气体克服板上充气液层的峥压强所产生的压强降相当的液柱尚度，m：h.与气体克眼液体表面张力所产生的压强降相当的液柱高度，mDhC的计算：得浮闷.也到全开时的阀孔气速称之为临界孔速.以u.小对于F1束阀(质量约33g,阀孔直径为3mm)干板压阵计算式为：阀片全开前3VuQ阀片全开后(u)Ac=19.9史Ac=5.34-Pt2g0式中；U.孔气速，m/s；5气体通过仍孔的临界气速，ms.浮阀塔板