化工原理设计范例.ppt

化工原理课程设计 任课教师：蒋 炜 设计任务书 设计内容： 精馏塔的设计 设计时间： 一周 教学目的 文献检索 1. 化工工艺设计手册 2. 化工原理设计导论 3. 化工制图 4. 常用化工单元的设备设计 5. 塔设备设计 6. 换热器设计手册 7. 化工数据手册 引言 ⑴ 设计方案的选定。对给定和选定的工艺流程、主要设 备的类型进行简要的论述。 ⑵ 工艺设计。选定工艺参数，物料衡算，热量衡算，单 元操作的工艺计算，绘制相应的工艺流程图、标出物 流量、能流量及测量点。 ⑶ 设备设计。设备的结构尺寸和工艺尺寸的设计计算，绘 制设备的工艺条件图，包括设备主要的工艺尺寸、技术 特性表和接管表。 ⑷ 辅助设备选型。辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备规 格型号的选定。 ⑸ 编写设计说明书。内容应包括：设计任务书；目录；设 计方案简介；工艺计算及主要设备设计；工艺流程图和 主要设备的工艺条件图；辅助设备的计算和选型；设计 结果汇总；设计评述；参考文献。 设计时间安排 1. 星期1 查阅文献， 选定设计方案； 2. 星期2～星期3 工艺设计计算； 3. 星期4 设备设计； 星期5 辅助设计； 工艺流程图 1. 管件 工艺流程 板式塔Plate Tower 浮阀塔板Valve Tray 浮阀塔的设计Design of Valve Tower 全塔效率的关联式 Correlation of Overall Plate Efficiency 塔径Diameter of Tower 塔径Diameter of Tower A’ 的计算Calculation of A’ 史密斯关系曲线Smith Relationship Curve Af / AT 的确定Determination of Af / AT 塔板结构设计 Design of Tray 溢流装置Overflow Equipments 单溢流弓形降液管结构尺寸的计算Size of Down-Comer 出口溢流堰与进口溢流堰Overflow Weir 浮阀的数目与排列Number and Array of Floating Valve 浮阀塔板的流体力学校核 Hydrodynamic Check of Valve Tray 液沫夹带的校核Check of Entrainment 溢流液泛的校核 Check of Overflow Flooding 漏液线（气相负荷下限线）Weeping Line 过量液沫夹带线（气相负荷上限线）Droplet Entrainment Line 液相负荷下限线和液相负荷上限线Liquid Load Upper Limit and Low Limit Line 溢流液泛线Overflow Flooding Line 操作弹性Turn-Down Ratio 操作弹性Turn-Down Ratio 1: 溢流装置 受液盘 降液管 溢流堰2: 浮阀 鼓泡区：取决于所需浮阀数与排列； 溢流区：与所选溢流装置类型有关。 上两区均需根据塔板上的流体力学状况进行专门计算。 进口安定区(分布区)：保证进塔板液体的平稳均匀分布，也防止气体窜入降液管。Ws’ = 50~100 mm。 出口安定区(脱气区)：避免降液管大量气泡夹带。Ws = 70~100 mm。 塔板布置 Array of Tray r x Ws’ Af D hw A A h0 HT Af Aa Ws lw Wd’ Wd Wc D800mm 整块式塔板； D900mm 分块式塔板。 边缘区：塔板支撑件塔板连接。 D 2.5 m WC = 50 mm； D 2.5 m WC ? 60 mm。 溢流装置：由降液管、溢流堰和受液盘组成。 降液管：连通塔板间液体的通道，也是供溢流中所夹带的气体分离的场所。常见的有弓形、圆形和矩形降液管 弓形降液管：有较大容积，能充分利用塔板面积，一般塔径大于800mm的大塔均采用弓形。 降液管的布置确定了液体在塔板上的流径以及液体的溢流形式。液体在塔板上的流径越长，气液接触时间就越长，有利于提高塔板效率；但是液面落差也随之加大，不利于气体均匀分布，使板效率降低。 溢流形式的选择：根据塔径及流体流量等条件全面考虑。 D 2.0 m 单溢流式 D 2