[工学]化工原理课程设计讲稿装控-2011.ppt

化工工艺与设备课程设计 第一部分 前言 培养学生综合运用所学知识、查阅化工资料获取有关知识和数据、进行化工设备初步设计的能力。 培养学生独立工作及发现问题、分析问题、解决问题的综合能力。 提高计算能力、培养工程实际观念。 深入了解化工设备的内部结构，掌握板式精馏塔的各主要部件的结构及作用。 培养学生认真的学风和工作作风。 认真阅读教材，草拟进度表，拟定设计的方法和步骤。 计算过程中要随时复核计算结果的正确性，做到有错即改，避免大的返工。 要求来教室进行设计，以便于答疑和掌握进度。 第二部分 工艺计算设计要点 物料衡算 塔顶和塔底温度和压力的确定 冷凝器及再沸器热负荷的确定 关于混合物物性参数的计算 关于回流比的选择 全塔效率的计算 部分物性数据 补充：多组分精馏的计算 回流比的确定 2、回流罐压力的初步计算 用泡点方程计算回流罐的压力。 （1）常压或减压时： 用Antonine(安托因)方程计算 （2）加压时： 已知T,设压力P，查平衡常数列线图(P250)得Ki， 代入上式是否成立，进行试差计算P。 3、回流罐压力的确定 （1）计算值大于101.3kPa时，采用加压操作。 （2）计算值小于101.3kPa时，采用常压或减压操作。 4、塔顶压力的确定。 回流罐的压力加上管线阻力即为塔顶压力。管线阻力可取0.1----0.2 atm，减压塔可取25 mmHg左右。 1、取适宜阀孔气速要大于临界阀孔气速的一个值 对于F1型重阀，临界阀孔气速用下式计算。 对于轻阀, 临界阀孔气速可用下式计算 2、由阀孔动能因数计算适宜阀孔气速 对精馏段和提馏段进行水力学校核。 绘出塔板负荷性能图。 塔板的负荷性能图绘制 ⒈过量雾沫夹带线 ⒉淹塔线（液泛线） ⒊过量泄漏线（气相负荷下限线） ⒋降液管超负荷线（液相负荷上限线） ⒌液相负荷下限线 ⒍操作线： 直角坐标纸上绘制塔板负荷性能图， 并计算塔的操作弹性K，要求K不小于3。 根据塔板的流体力学计算结果和塔板的负荷性能图，分析讨论所设计塔板的特点及优缺点。 塔板有整块式和分块式两种类型。 当塔直径小于800mm时，一般将塔板加工成整块式；当塔直径大于800mm，一般将塔板加工成分块式。 分块式塔板由两块弓形板、一块通道板和数个矩形板构成。 　　　 分块式塔板示意图 分块式塔板装配图 分块式塔板装配图 分块式塔板装配图 第五部分 塔体的初步设计 二、接管的设计 几 点 说 明 Smith法和波津法计算允许空塔气速； 求出塔截面积； 求总开孔面积、所需阀孔的个数和开孔率； 由开孔率，选取标准塔板； 对选取的标准塔板进行水力学校核计算； 作出塔板负荷性能图； 确定塔体相关数据和接管尺寸 该过程需反复计算，调整所有参数直到合适为止。 第三部分 塔板尺寸设计要点 板间距HT的选定 塔径的计算 标准浮阀的选用 塔板开孔率的计算 标准塔板的选取 浮阀塔板的流体力学计算 塔板结构 精馏塔设计框图 一、塔板间距HT的选定 选择塔板间距时，主要考虑以下因素 雾沫夹带 物料的起泡性 操作弹性 安装与检修的要求 塔径 注: 带*者不推荐使用 300 350 450 *350 450 500 600 *350 450 500 600 *800 *450 500 600 800 600 800 600～700 800～1000 1200～1400 1600～3000 3200～4200 塔板间距／mm 塔径/mm 表1 塔板间距与塔径的关系 塔径公式计算 ：计算空塔气气速(u) 应注意以下事项： 二、塔径的计算 空塔气速的经验计算公式很多，可根据经验公式的使用条件进行选择。 推荐使用比较普遍的史密斯和波津方法，取两法计算的较大直径。 精馏段与提馏段应分别计算,如两段塔径相差不多,可采用同一塔径. 2,3,4 2 33 F-1型重阀 2,3,4 1.5 25 F-1型轻阀 适用塔板厚度 (mm) 阀片厚度 (mm) 阀质量 (g) 种类 三、标准浮阀的选用 浮阀基本知识： F-1型浮阀有轻、重两种。阀片直径均为Φ48mm，阀孔直径均为Φ39mm，最小开度2.5mm、最大开度8.5mm。 四、塔板开孔率的计算 取一个大于临界阀孔气速的值作为适宜的阀孔气速，其取值原则为：常压塔：3-7m/s，减压塔：＞10m/s，加压塔：0.5-3m/s m0