化工原理课程设计-板式精馏塔的设计.docx

化工原理课程设计板式精循塔的设计*绪论4第一节概述111.1 林钝愎作对熔错备的*或I1.1.2极K塔类变121.2 .1筛板塔121.3 .2浮阀塔131.4 代钝琳的锐计步骤13其次节设计方案的确定142.1 然作冬件的稀泥141. 1.1操作压力142. 1.2进料状态143. 1.3加热方式144. 1.4冷却剂与出口温度155. 1.5热能的利用152.2 绪生德计方嗦的原则16第三节板式精储塔的工艺计算113.1检科雷嘉3珞作假方姓173. 1.2干脆蒸汽加热19第四节板式塔主要尺寸的设计计算204.1熔的彳鼓方木为极M雁的初嫁2141.1塔的有效高度214. 1.2板间距的初选214.2塔程224. 2.1初步计算塔径224. 2.2塔径的图整234. 2.3塔径的核算24第五节板式塔的结构254.1 埠的总体詹构254.2 熔体息方发255. 2.1塔顶空间Ha265. 2.2人孔数目265. 2.3塔底空间H0285.3熔救#构285. 3.1整块式塔板结构28第六节精t留装置的附属设备295.1 <»01寿双赤295.2 管花式铝棺袋的做什万线型30621流体流淌阻力（压强降）的计算306. 2.2管壳式换热器的选型和设计计算步骤32634洋者336.1 决管JI役346.2 加拄老九蚊池管356.3 离心泵的也绰35绪论一、化工潦理课程设计的目的和要求课程设计足£化工原理深程的一个总结性教学环节,是培育学生综合运用本门课程及有关选修课程的范本学问去解决某,设计任务的一次训练。在整个教学支配中，它也起若培方学生独立工作实力的重要作用。课程设计不同于平常的作业，在设计中须要学生自己做出决策，即自己确定方案，选标流程，戊取资料，进行过程和设茶计算，并要对自己的选挣做出论证和核眸，经过反攻的分析比较择优选定最志向的方案和合理的设计.所以,课程设计是培育学生独立工作实力的彳!益实践.通过课程设计,学生应当留意以下几个实力的训练和培W：1 .杳回资料，选用公式和搜柒数据（包括从己发表的文献中和从生产现场中搜集）的实力：2 .树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性,并用意到操作时的劳动条件和环境舞护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的实力：3 .快速精确的迸行工程计算的实力：4 .用简洁的文字，清楚的图表来表达自12设计思想的实力。二、化工原理课程设计的内容和步骤（一课程设计的基本内容1 .设计方案简介对给定或选定的工艺流程,主要的设翁蟹式进行简要的论述：2 .主要设备的工艺设计计算包括工艺参数的选定、物料衡分、热显衡制、设备的工艺尺寸计算及结构设计；3 .典型协助设备的选型和计算包括典型协助设备的主要工之尺寸计尊和设备型号规格的选定：4 .带限制点的工艺流程简图以单线图的形式绘制，标出主体设备和悔助设得的物料流向、物流.破、能流员和主要化工参数测盘点：5 .主体设在工艺条件图图面上应包括设法的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表；完整的课程设计中说明书和图纸两部分组成.说明书是设计的书面总结.也是后续设计工作的主要依据，应包括以下主要内容：（D封面（课程设计题目、班级、姓名、指导老师、时间）；（2）书目：（3）设计任务书:（4）设计方案陆介：（5）设计条件及主要物性参数发：（6）工艺设计计算：（7）协助设备的计算及选型：<8）设计结果汇总表：（9）设计评述及设计者对本设计有关何也的探讨：<10>工艺流程图及设备工艺条件图：（U）参考资料。（二）课程设计的步骤1 .动员和布置任务；2 .阅读指导书和查阅资料:3 .现场调查：4 .设计计算舲图和编写说明书:5 .考核和答辩，整个改计是由论述、计算和绘图：.部分组成.论述应当条理清楚，观点明确：计算要求方法正确，误差小于设计要求，计算公式和所用数据必35注明出处；图表应能简要表达计算的结果.设计后期的答辩，刚好了解学生设计实力的补充过程，也是提海设计水平，沟通心得和扩大收获的重要过程。答辩通常包括个别答辩和公开答辩两种形式.个别答辩的目的不仅是对学生进行全面考核，更主要的是促进学生开动脑苑,提高谀汁水平.所以,在个别答斛后，应允许学生修诙补充自己的图纸和说明书，公开答群是在个别答辩的基础上，选出几个有代表性的学生在全班公开答辩,事实上是以他们的中心发音来引导全班性的探讨目的是沟通心得、探讨问题和犷大收换.三、带限制点的工艺流程图的绘制带限制点的工之流程图是一种示意性的图样.它以形象的图形、符号、代号表示出化工设备、管路、附件和仪表自控等，借以表达出一个生产中物料及能显的变更始末,工艺流程图绘制范圉如下:必需反映出全部工艺物料和产品所羟过的设备：1,应全部反映出主要物料管路，并表达出进出装附界区的流向；2 .冷却水、冷冻盐水、工之用的压缩空气、蒸汽（不包括副产品蒸汽）及蒸汽冷凝液系统等的整套设备和管戏不在图内表示，仪示意工艺设茁运用点的进出位K；3 .标出有助于用户确认及上级或有关领导审批用的一些工乞数据（例如:温度、压力、物流的质量流豉或体积流量、密度、换热显等）：4 .包括绘制图例，图画上必要的说明和标注，并按图签规定卷署：5 .必需标注工之设备,工艺物波线上的主要限制点符及调整阀等.这里指的限制点符包括被测变吊的仪表功能（如调整、纪录、指示、积弊、连锁、报警、分析、检测及集中,就地仪表等）.流程图的绘制步骤如下：1 .一细实践（0.3皿力画出设缶简洁外形,设备一般按1:100或1:50的比例绘制，如某种设符过高（如将愉塔），过大或过小，则UJ适当放大或缩小：2 .常用设备外形可参照图04所示，对于无示例的设备可绘出其象征性的简洁外形，表明设密的特征即可：3 .用粗实线（0.9"”）画出连接设备的主要物料管线,并注出流向箭头：4 .物料平衡数据可干脆在勃料管道上用细实线引出并列成衣；5 .称助物料管道（如冷却水、加热蒸汽等卜用中粗实战（0.6“n）表示；6 .谀备的布置原则上按流程图由左至右，图上一律不标示设备的支脚、支架和平台等.一股状况下也不标注尺寸.V.2物料的介质代码自行编制.一般以分子式及其短写字母表示.协助物料如公用系统介场代号规定如我（H.«0-1%助物解和共用系数介质代号代号中文名教代号中文名称W水S蒸汽BW锅炉给水HS鸟乐蒸汽HKSt水1.S低压范汽BRR秋水月水MS中压蓑汽BRS公水补给水C冷发液CW（Jfi环）冷如水PIW生产废水CWR（循环）冷却Iq水CS化学污水RW冷却水（用于年度以上）Kw冷谥同水图匕应标注单元设符的代号，单元设备分类代号见表0-2o表02单元设备分类代号单元设备代号胞元设招代号现场装置.MR1.混设上构件A炉子B技化器,反应器,内生器D换热器Cff1.储靖F塔E泉、压缩机.风机'里动机和蛀风机J管道M特殊装置1.电气N仪衣Q四、主体设备1：2条件图主体设备是指在年个单元操作中处核心地位的美键设在，如传热中的换热器，蒸发中的蒸发器，蒸饱和汲取中的塔设符（板式塔和埴料塔），干燥中的干爆器等。一般，主体设备在不同单元操作中是不同的,即使同一设备在不同单元操作中其作用也不相同，如某一设备在某个单元操作中为主体设备,而在另总元操作中就可变为协助设备,例如，按热器在传热中为主体设备.而在精搐或干燥操作中就变为仍助设备.泉、压缩机等也有类似状况。主体设备工艺条件图是构设各的结构设计和工艺尺寸的计"结果用一张总图衣示出来图面上应包括如下内容：1 .设在图形指主要尺寸（外形尺寸、结构尺寸、连接尺寸）、接管、人孔等：M4>MtrxtjeOOQ乎MMI<J(Kffj*S*t尽片父OQISO-I流程图设备外影图例2 .技术特性指装置的用途、生产实力、最大允许压避、鼠高介质温度、介质的毒性和爆炸危急性；3 .设备组成一览表注明机成议备的各部件的名称等.应予以指出，以上设计全过程统称为设在的工艺设计，完整的设在设计，应在上述工艺设计基础上再进行机械强度设计,最终供应可供加工制造的施工图.这一环节在高等院校的教学中，属于化工机械专业中的专业课程，在设计部门则属于机械设计纲的职贡。第一节概述4 .1代钝穗作甘熔核备的步东精匐所进行的是气(汽卜液两相之间的传侦，而作为气(汽卜液两相传J贞所用的塔设条，首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以达到较裔的传质效率。但是,为了酒足工业生产和须要，塔设备还得具备下列各种基本要求：(I)气(汽)、液处理优大，即生产实力大时，仍不致发生大里的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象.2)操作和定，冲性大，即当塔设备的气(汽八液负荷有较大范困的变动时，仍能在较高的传质效率卜进行枪定的操作并应保证长期连续操作所必需具有的牢整性。(3)流体流淌的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小,这将大大节约动力消耗，从而降低操作跟用。对于诚压精慵操作，过大的压力降还将使整个系统无法处持必要的真空度,最终破坏物系的操作.(4)结构简洁，材料耗用度小,制造和安裳简洁.(5)耐腐蚀和不妨堵塞，便利操作、调整和检修。(6)珞内的滞留量要小.小宾上，任何塔设备都碓以满足上述全部要求，况且上述要求中有些也是相互冲突的。不同的塔型各有某些独特的优点,设计时应依据物系性质和具体要求.抓住主要冲突进行选型。5 .2板款熔小：变气一液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类.精馈操作既可采纳板式塔，也可采纳填料塔，埴料塔的设计将在其他分册中作具体介绍，故本书将只介绍板式塔，板式塔为逐级接触型气一液传质设备,其种类繁多,依据塔板上气一液接触元件的不同，可分为泡溟塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动唉射塔等多种。板式塔在工业上及我运用的是泡黑塔(1813年)、筛板塔(1832年),其后，特殊是在本世纪五十年头以后,随着石油、化学工业生产的快速发展，相:出现了大批新型塔板,如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板'舌形塔板、穿流式水纹塔板、浮动喷射塔板及角铜塔板等.目前从国内外实际运用状况看，主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡式塔.而曲两者运用尤为广泛，因此，本章只探讳浮阀塔与筋板塔的设计.12.1筛板塔筛板塔也是传质过程常用的塔设备，它的主要优点有：(1)结构比浮阀塔更荷洁，易于加工,造价约为泡累塔的60%,为浮阳塔的80%左右.(2处理实力大,比同塔径的泡罩塔可增加1015%。(3)塔板效率高，比泡罩塔Si15%左右.(4)压降较低，狗板压力比泡般塔约低30%左右，脚板塔的缺点是：(1)塔板安袋的水平度要求较高,否则气液接触不匀.(2)操作弹性较小(约2-3),(3)小孔筛板简洁堵塞.1.2.2浮阀塔浮阀塔是在泡基塔的基础上发展起来的，它主要的改进是取消了升气管和泡SR,在塔板开孔上设有浮动的