化工原理课程设计--塔
化工原理课程设计筛板塔
化工原理课程设计 筛板塔一、课程目标知识目标：1. 学生能理解筛板塔的基本结构和工作原理；2. 学生能掌握筛板塔在化工过程中的应用，包括物料分离、纯化等；3. 学生能运用化工原理，分析筛板塔的流体力学特性和操作参数的影响；4. 学生了解筛板塔的设计与优化原则。
技能目标：1. 学生具备运用化工软件对筛板塔进行模拟和计算的能力；2. 学生能够根据实际工况，设计并优化筛板塔的工艺参数；3. 学生能够运用实验技能，对筛板塔的性能进行测试和评价。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对化工原理课程的兴趣，激发学习热情；2. 学生树立正确的工程观念，认识到化工技术在国民经济发展中的重要作用；3. 学生通过团队协作，培养沟通、交流和解决问题的能力；4. 学生在学习过程中，树立安全意识，关注环境保护。
课程性质：本课程为化工原理课程的实践环节，以筛板塔为研究对象，结合理论知识和实际操作，培养学生的工程实践能力。
学生特点：学生已具备一定的化工基础知识和实验技能，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：结合筛板塔的工程背景，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和工程素养。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动探究和解决问题。
通过课程目标分解，确保学生达到预期的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 筛板塔的基本结构：介绍筛板塔的塔体、筛板、降液管、进料管、出料管等组成部分及其作用；参考教材章节：第三章第二节“塔设备及其结构”2. 筛板塔的工作原理：阐述气液两相在筛板塔内的流动和传质过程；参考教材章节：第三章第三节“塔内流体流动与传质过程”3. 筛板塔的应用：分析筛板塔在不同化工过程中的应用，如精馏、吸收、萃取等；参考教材章节：第三章第四节“塔设备的应用”4. 筛板塔的流体力学特性：讲解筛板塔的压降、液泛、漏液等流体力学现象及其影响因素；参考教材章节：第四章第一节“塔设备的流体力学特性”5. 筛板塔的设计与优化：介绍筛板塔的设计原则、计算方法和优化策略；参考教材章节：第四章第二节“塔设备的设计与优化”6. 筛板塔的实验操作：组织学生进行筛板塔性能测试实验，掌握实验操作方法和数据处理；参考教材章节：实验教程“筛板塔性能测试实验”教学内容安排和进度：本教学内容分为6个部分，共计12课时。
化工原理课程设计任务书精馏塔
化工原理课程设计任务书精馏塔本篇文档主要介绍化工原理课程设计任务书中关于精馏塔的要求和内容。
一、设计任务设计一座丙酮-甲醇精馏塔，要求：1. 产品：A级丙酮、B级丙酮、水、甲醇2. 输入流量：1000kg/h，A级丙酮50%，B级丙酮50%3. 操作压力：常压4. 输出流量：1000kg/h，A级丙酮90%，B级丙酮10%5. 设计基准：精馏32个板层二、设计步骤1. 精馏塔的结构设计(1) 塔的类型：管式塔(2) 塔的高度：设定32个板层，按传质条件设计最小高度(3) 填料类型：采用网格填料(4) 塔的直径：根据输入流量、精馏塔高度和填料设计(5) 塔的材质：不锈钢(6) 填料厚度：1.5cm2. 精馏塔的操作参数及控制(1) 操作压力：常压(2) 丙酮的重心温度：58℃(3) 甲醇的重心温度：52℃(4) 塔顶压力：1atm(5) 塔底压力：1atm(6) 板间压力降：0.015atm(7) 蒸汽进口管直径：50mm(8) 汽液分离器直径：100mm(9) 泵的扬程：15m3. 精馏塔的热力学计算(1) 设定板层数：32(2) 输入流量：1000kg/h，A级丙酮50%，B级丙酮50%(3) 设定塔顶压力：1atm(4) 设定塔底压力：1atm(5) 设定塔板温度，参考数值文献或软件计算(6) 根据塔板温度确定物质的蒸汽压(7) 根据物质的蒸汽压计算物质的分馏、回流比等参数4. 精馏塔的动力学模拟(1) 建立模型：使用MATLAB或其他模拟软件建立动力学模型(2) 确定控制方案：根据设定的输出要求，确定控制方案(3) 模拟仿真：进行塔的动态仿真，查找可能的故障及出现的问题(4) 评价：对模拟结果进行评价，并应对出现的问题进行处理三、设计成果1. 绘制精馏塔的结构图：包含填料、板层、进口出口等2. 绘制精馏塔的液相、气相平衡图3. 计算精馏塔流程图：包括输入和输出物质流量、温度、压力等参数4. 编写精馏塔的操作说明：包括操作控制、参数设定、操作步骤等5. 输出精馏塔的动态模拟成果：包括MATLAB或其他模拟软件的代码和仿真结果以上是化工原理课程设计的精馏塔任务书的要求和内容，本文档中介绍了设计步骤和要求，设计成果等部分，可以为读者提供一定帮助，同时也展示了精馏塔设计工作的一般流程和方法。
化工安全吸收塔课程设计
化工安全吸收塔课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握化工安全中吸收塔的基本原理和结构特点；2. 使学生了解吸收塔在化工生产中的应用及其重要性；3. 引导学生掌握吸收塔操作的安全知识和事故预防措施。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际化工生产中吸收塔问题的能力；2. 提高学生进行吸收塔操作和事故应急处理的技能；3. 培养学生团队合作和沟通协调的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工安全的责任感和使命感，提高安全意识；2. 引导学生树立环保意识，关注化工生产对环境的影响；3. 培养学生严谨、务实的学习态度，培养良好的职业道德。
课程性质分析：本课程为化工专业高年级学生设计，结合了化工原理、化工安全和化工工艺等知识。
课程旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高解决实际问题的能力。
学生特点分析：学生已具备一定的化工基础知识，具有较强的学习能力和动手能力。
在此基础上，通过本课程的学习，使学生更好地适应未来化工行业的发展需求。
教学要求：1. 结合实际案例进行教学，提高课程的实用性和针对性；2. 注重培养学生的动手操作能力和事故应急处理能力；3. 强化团队合作，培养学生的沟通协调能力。
二、教学内容1. 吸收塔的基本原理与结构- 吸收塔的工作原理及分类- 吸收塔的结构组成及其功能- 吸收塔内流体力学特性分析2. 吸收塔在化工生产中的应用- 吸收塔在气体净化、溶剂回收等领域的应用案例- 吸收塔的设计与选型原则- 吸收塔操作与维护要点3. 化工安全与吸收塔操作- 吸收塔操作中的潜在风险与事故案例分析- 吸收塔安全操作规程及预防措施- 事故应急处理方法及逃生自救技巧4. 教学实践与案例分析- 实际操作演示及分组讨论- 案例分析：典型吸收塔事故原因及预防- 学生分组设计吸收塔操作优化方案教学内容安排与进度：第一周：吸收塔的基本原理与结构第二周：吸收塔在化工生产中的应用第三周：化工安全与吸收塔操作第四周：教学实践与案例分析教材章节关联：《化工原理》中关于吸收塔的原理、设计及应用部分；《化工安全》中关于化工设备安全操作、事故案例分析部分；《化工工艺学》中关于吸收塔在化工生产过程中的应用部分。
化工原理 课程设计 精馏塔
化工原理课程设计精馏塔
化工原理课程设计：精馏塔
一、设计题目
设计一个年产10万吨的乙醇-水溶液精馏塔。
该精馏塔将采用连续多级蒸馏的方式，将乙醇与水进行分离。
乙醇的浓度要求为95%（质量分数），水含量要求低于5%。
二、设计要求
1. 设计参数：
操作压力：常压
进料流量：10万吨/年
进料组成：乙醇40%，水60%（质量分数）
产品要求：乙醇95%，水5%
2. 设计内容：
完成精馏塔的整体设计，包括塔高、塔径、填料类型、进料位置、塔板数、回流比等参数的计算和选择。
同时，还需完成塔内件（如进料口、液体分布器、再沸器等）的设计。
3. 绘图要求：
需要绘制精馏塔的工艺流程图和结构示意图，并标注主要设备参数。
4. 报告要求：
完成设计报告，包括设计计算过程、结果分析、经济性分析等内容。
三、设计步骤
1. 确定设计方案：根据题目要求，选择合适的精馏塔类型（如筛板塔、浮阀塔等），并确定进料位置、塔板数和回流比等参数。
2. 计算塔高和塔径：根据精馏原理和物料性质，计算所需塔高和塔径，以满足分离要求。
3. 选择填料类型：根据物料的特性和分离要求，选择合适的填料类型，以提高传质效率。
4. 设计塔内件：根据塔板数和填料类型，设计合适的进料口、液体分布器、再沸器等塔内件。
5. 进行工艺计算：根据进料组成、产品要求和操作条件，计算每块塔板的温度和组成，以及回流比等参数。
6. 进行经济性分析：根据设计方案和工艺计算结果，分析项目的投资成本和运行成本，评估项目的经济可行性。
化工原理课程设计填料塔的设计
06 结论与展望
课程设计的总结与收获
01
02
03
04
设计流程掌握
通过填料塔的设计，掌握了从 需求分析、方案设计、详细设 计到最终实现的完整流程。
理论知识应用
将所学的化工原理知识应用于 实际设计中，加深了对理论知
识的理解和应用能力。
团队协作能力
在小组合作中，提高了团队协 作和沟通能力，学会了如何在
热力学第一定律
能量守恒定律，表示系统 能量的转化和守恒。
热力学第二定律
熵增加原理，表示自发反 应总是向着熵增加的方向 进行。
理想气体定律
描述气体状态变化的基本 规律。
填料塔的热量平衡与效率
热量平衡
填料塔在操作过程中，需要保持 热量平衡，即进料和出料的热量 与热源和冷源的热量交换达到平 衡状态。
效率计算
填料的作用
填料在填料塔中起到关键作用，它能够提供足够大的表面 积以促进气液间的接触，从而实现高效的传质和传热。
填料塔的工作原理
在填料塔中，液体从顶部淋下，通过填料层时与气体充分 接触，实现传质和传热。气体在填料的缝隙中流动，与液 体进行逆流接触，完成传质和传热过程。
02 填料塔的工艺设计
工艺流程
提高解决问题能力
面对实际工程问题，学生需要 独立思考、分析和解决问题， 提高解决实际问题的能力。
培养团队协作精神
课程设计通常以小组形式进行 ，学生需要分工合作、相互配
合，培养团队协作精神。
填料塔的基本概念和原理
填料塔的定义
填料塔是一种常用的化工设备，主要用于气液传质和传热 过程。它由塔体、填料、液体分布器、气体分布器和再分 布器等组成。
填料塔的流体力学性能
流体阻力
化工原理课程设计--丙酮水连续精馏塔的设计
07 安全环保措施与节能优化 建议
安全防护措施考虑
防火防爆措施
采用防爆电器、设置可燃气体检 测报警装置、确保塔内压力稳定 等，以防止火灾和爆炸事故的发 生。
操作安全
制定严格的操作规程，对操作人 员进行专业培训，确保他们熟悉 设备的操作和维护，减少人为操 作失误。
设备安全
选用高质量的材料和可靠的制造 工艺，确保设备的稳定性和安全 性；对关键设备进行定期检查和 维护，及时发现并处理潜在的安 全隐患。
根据冷却水温度、冷却水量、蒸汽量等条件，计算冷凝器传热面积 、冷却水流速等参数。
再沸器
根据加热蒸汽量、加热温度等条件，计算再沸器传热面积、加热蒸 汽流速等参数。
辅助系统（如冷凝器、再沸器等）设计
冷凝器设计
选择合适的冷凝器类型（如列管式、板式等），确定冷却 水进出口温度、冷却水量等参数，进行传热计算和结构设 计。
产品收集
塔顶蒸出的丙酮经过冷凝器冷凝 后收集，塔底排出的水经过处理
后排放或回收利用。
操作条件选择
操作压力
根据丙酮和水的性质及工艺要求 ，选择合适的操作压力。一般来
说，常压精馏可以满足要求。
操作温度
根据丙酮和水的沸点及传质传热要 求，选择合适的操作温度。通常， 操作温度略高于丙酮的沸点。
回流比
回流比对精馏塔的分离效果和能耗 有重要影响。在保证分离效果的前 提下，应尽量降低回流比以减少能 耗。
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感谢您的观看
对设计结果进行仿真验证，分析 设计方案的可行性和经济性。
02 精馏塔工艺设计
工艺流程确定
原料预处理
将丙酮和水按一定比例混合，经 过预热器加热至适宜温度，进入
化工原理板式塔课程设计
化工原理板式塔课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解化工原理中板式塔的基本概念、分类和结构；2. 掌握板式塔的流体力学特性和传质单元操作原理；3. 学会运用板式塔的物料和能量平衡方程，分析实际工艺过程中的塔内流动和传质现象；4. 了解板式塔在化工生产中的应用和常见问题。
技能目标：1. 能够运用板式塔的设计方法，进行塔板数、塔径和塔高的初步计算；2. 掌握板式塔内流体流动和传质的模拟与优化方法；3. 能够运用相关软件（如Aspen Plus）对板式塔进行模拟和性能分析；4. 培养解决实际工程问题，如塔内液泛、漏液、堵塞等问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工原理学科的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队协作意识，学会与他人共同解决问题；3. 增强学生的环保意识，认识到化工生产过程中节能减排的重要性；4. 培养学生的创新精神和实践能力，为将来从事化工领域工作打下基础。
本课程针对高年级化工原理相关专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确以上课程目标。
通过本课程的学习，学生能够掌握板式塔的基本理论、设计方法和应用技能，为实际工程问题的解决和未来职业发展奠定基础。
同时，注重培养学生的团队协作、创新精神和环保意识，提高学生的综合素养。
后续教学设计和评估将围绕以上具体学习成果展开。
二、教学内容1. 板式塔基本概念与结构- 板式塔的定义、分类及特点；- 常见塔板类型及其结构。
2. 板式塔流体力学特性- 单板塔的流体流动现象；- 塔内液相和气相流动的压降计算；- 液泛和漏液的判断及防止措施。
3. 传质单元操作原理- 传质的基本理论；- 传质单元数的计算；- 影响传质效率的因素。
4. 板式塔物料和能量平衡- 板式塔内物料和能量的平衡方程；- 塔内流动和传质的模拟与优化；- 实际工艺过程中的案例分析。
5. 板式塔设计方法- 塔板数、塔径和塔高的初步计算；- 塔内流体流动与传质的模拟；- 设计软件（如Aspen Plus）的应用。
化工原理课程设计精馏塔
化工原理课程设计任务书1.设计题目：分离乙醇—正丙醇二元物系旳浮阀式精馏塔2.原始数据及条件：进料：乙醇含量45%（质量分数，下同），其他为正丙醇分离规定：塔顶乙醇含量 93%；塔底乙醇含量 0.01%生产能力：年处理乙醇-正丙醇混合液 25000 吨，年动工 7200 小时操作条件：间接蒸汽加热；塔顶压强 1.03atm(绝压)；泡点进料； R=53.设计任务：⑴完毕该精馏塔旳各工艺设计，包括设备设计及辅助设备选型。
⑵画出带控制点旳工艺流程图、塔板版面布置图、精馏塔设计条件图。
⑶写出该精馏塔旳设计阐明书，包括设计成果汇总和设计评价。
概述本次设计针对二元物系旳精馏问题进行分析、计算、核算、绘图，是较完整旳精馏设计过程。
精馏设计包括设计方案旳选用，重要设备旳工艺设计计算、辅助设备旳选型、工艺流程图旳制作、重要设备旳工艺条件图等内容。
通过对精馏塔旳核算，以保证精馏过程旳顺利进行并使效率尽量旳提高。
本次设计成果为：理论板数为 20 块，塔效率为 42.2%，精馏段实际板数为 40块，提馏段实际板数为 5 块，实际板数 45 块。
进料位置为第 17 块板，在板式塔重要工艺尺寸旳设计计算中得出塔径为 0.8 米，设置了四个人孔，塔高 22.19 米，通过浮阀板旳流体力学验算，证明各指标数据均符合原则。
关键词：二元精馏、浮阀精馏塔、物料衡算、流体力学验算。
目录第一章绪论 (5)第二章塔板旳工艺设计 (7)一、精馏塔全塔物料衡算 (7)二、乙醇和水旳物性参数计算 (7)1.温度 (7)2.密度 (8)三、理论塔板旳计算 (11)四、塔径旳初步计算 (12)五、溢流装置 (14)六、塔板分布、浮阀数目与排列 (15)第三章塔板旳流体力学计算 (16)一、气相通过浮阀塔板旳压降 (16)二、淹塔 (17)三、物沫夹带 (18)四、塔板负荷性能图 (19)1.物沫夹带线 (19)2.液泛线 (19)3.液相负荷上限 (20)4.漏液线 (20)5.液相负荷下限 (20)第四章塔附件旳设计 (21)一、接管 (21)二、筒体与封头 (23)三、除沫器 (23)四、裙座 (24)五、人孔 (24)第五章塔总体高度旳设计 (24)一、塔旳顶部空间高度 (24)二、塔总体高度 (24)第六章附属设备旳计算 (24)8.1热量衡算 (24)8.1.10℃旳塔顶气体上升旳焓Qv (24)258.1.2回流液旳焓QR..................................................................8.1.3塔顶馏出液旳焓Q D (25)8.1.4冷凝器消耗旳焓Q C (25)8.1.5进料口旳焓Q F (25)8.1.6塔釜残液旳焓Q W (26)8.1.7再沸器Q B (26)8.2冷凝器旳设计 (26)8.3冷凝器旳核算 (27)8.4泵旳选择 (27)浮阀塔工艺设计计算成果列表 (28)重要符号阐明 (29)参照文献 (31)第一章绪论精馏旳基本原理是根据各液体在混合液中旳挥发度不一样，采用多次部分汽化和多次部分冷凝旳原理来实现持续旳高纯度分离。
化工原理课程设计吸收塔
化工原理课程设计吸收塔一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握吸收塔的基本结构和工作原理，理解吸收过程中的质量传递和动力学原理；2. 使学生了解吸收塔在化工行业中的应用，掌握常见吸收塔的设计参数和操作方法；3. 引导学生运用所学知识，分析吸收塔的优缺点，探讨提高吸收效率的途径。
技能目标：1. 培养学生运用化工原理解决实际问题的能力，学会设计简单的吸收塔流程；2. 提高学生运用专业软件进行吸收塔模拟和参数优化的技能；3. 培养学生团队协作、沟通表达和工程实践能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工行业的热爱和责任感，激发学生为我国化工事业贡献力量；2. 增强学生的环保意识，引导学生关注吸收塔在环保方面的应用；3. 培养学生严谨、求实的科学态度，树立良好的工程伦理观念。
课程性质：本课程为化工原理实践教学课程，以吸收塔为研究对象，结合理论知识，培养学生的工程实践能力。
学生特点：学生具备一定的化工原理基础知识，具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，突出实用性，提高学生的综合运用能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 吸收塔的基本概念与分类：介绍吸收塔的定义、功能、分类及其在化工生产中的应用。
参考教材章节：第三章第二节“吸收塔的基本概念与分类”2. 吸收塔的工作原理与结构：讲解吸收塔内部流体流动、传质过程和动力学原理，分析吸收塔的结构特点。
参考教材章节：第三章第三节“吸收塔的工作原理与结构”3. 吸收塔设计参数与操作方法：阐述吸收塔设计过程中涉及的主要参数，介绍吸收塔的操作方法及注意事项。
参考教材章节：第三章第四节“吸收塔的设计参数与操作方法”4. 吸收塔的模拟与优化：介绍吸收塔模拟软件的使用方法，分析吸收塔的模拟结果，探讨参数优化方法。
参考教材章节：第三章第五节“吸收塔的模拟与优化”5. 吸收塔在环保领域的应用：讲解吸收塔在废气处理、脱硫等方面的应用，提高学生的环保意识。
化工原理课程设计筛板塔
化工原理课程设计筛板塔一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握化工原理中筛板塔的基本概念、工作原理及结构特点；2. 掌握筛板塔在精馏、吸收等单元操作中的应用及操作条件对分离效果的影响；3. 了解筛板塔在化工生产过程中的重要性和实际工程案例。
技能目标：1. 能够运用所学知识，分析并解决筛板塔在操作过程中可能遇到的问题；2. 学会使用相关软件或工具，对筛板塔进行设计和计算，提高工程实践能力；3. 能够通过团队合作，完成筛板塔课程设计任务，并进行有效的展示和沟通。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工原理课程的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度；2. 增强学生的环保意识，认识到化工生产过程中节能减排的重要性；3. 培养学生的团队合作精神，提高沟通与协作能力，为未来职业生涯奠定基础。
本课程针对高中年级学生，结合化工原理课程特点，以筛板塔为载体，旨在提高学生理论联系实际的能力。
课程目标具体、可衡量，有利于学生和教师在教学过程中明确课程预期成果，并为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 理论知识：- 筛板塔的基本概念、分类及结构特点；- 筛板塔的工作原理及在精馏、吸收等单元操作中的应用；- 筛板塔操作条件对分离效果的影响因素；- 筛板塔在化工生产中的重要性及实际工程案例。
2. 实践操作：- 使用相关软件或工具进行筛板塔的设计和计算；- 分析筛板塔操作过程中可能遇到的问题及解决方案；- 团队合作完成筛板塔课程设计，并进行展示和沟通。
3. 教学大纲安排：- 第一周：筛板塔基本概念、分类及结构特点；- 第二周：筛板塔工作原理及在单元操作中的应用；- 第三周：筛板塔操作条件对分离效果的影响；- 第四周：筛板塔设计及计算方法；- 第五周：课程设计实践，问题分析及解决方案；- 第六周：课程设计成果展示与评价。
教学内容参考教材相关章节，结合课程目标，保证科学性和系统性。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，提高学生的工程实践能力。
化工原理课程设计精馏塔cad
化工原理课程设计精馏塔cad一、课程目标知识目标：1. 理解精馏塔的基本化工原理，掌握其结构与功能的关系；2. 学习并掌握使用CAD软件进行精馏塔的设计与绘制；3. 了解精馏塔在化工生产中的应用及其对分离效果的影响。
技能目标：1. 能够运用化工原理知识，进行精馏塔的初步设计与参数计算；2. 掌握CAD软件的基本操作，独立完成精馏塔的三维模型构建和工程图绘制；3. 培养解决实际工程问题、团队协作和动手操作的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工原理学科的兴趣，激发学习热情；2. 增强学生的环保意识，认识到化工技术在环保领域的重要作用；3. 培养学生的创新意识和工程思维，提高对工程问题的解决能力。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合化工原理与CAD软件应用，以实际工程案例为背景，培养学生的实际操作能力。
学生特点：学生具备一定的化工原理基础知识，但对实际工程设计和CAD软件操作相对陌生。
教学要求：教师需结合学生特点，采用案例教学、任务驱动、分组合作等教学方法，引导学生掌握课程内容，实现课程目标。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
后续教学设计和评估将以具体学习成果为导向，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 精馏塔基本原理：- 精馏塔的工作原理与结构特点（对应教材第3章第2节）；- 精馏过程中的相平衡与物料平衡（对应教材第3章第3节）。
2. 精馏塔设计与参数计算：- 精馏塔的设计方法与步骤（对应教材第4章第1节）；- 精馏塔关键参数的计算，包括理论板数、回流比等（对应教材第4章第2节）。
3. CAD软件操作与应用：- CAD软件的基本操作与功能介绍（对应教材附录A）；- 精馏塔三维模型构建与工程图绘制（结合教材实例与实际案例）。
4. 实践操作与案例分析：- 案例分析：精馏塔设计在化工生产中的应用（结合教材第5章实例）；- 实践操作：分组进行精馏塔设计与绘制，培养实际操作能力。
化工原理课程设计吸收塔
化工原理课程设计吸收塔一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握吸收塔的基本原理、结构及操作方法，能够运用化工原理分析吸收过程中存在的问题，并提出解决方法。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解吸收塔的定义、分类及应用；（2）掌握吸收塔的基本原理，包括质量传递、动量传递和热量传递；（3）熟悉吸收塔的操作方法，包括填料层高度、液气比、吸收剂选择等；（4）掌握吸收塔的优化设计方法，能够对实际吸收过程进行分析和评价。
2.技能目标：（1）能够运用化工原理分析吸收过程中存在的问题，并提出解决方法；（2）具备吸收塔的设计和操作能力，能够进行吸收塔的优化设计；（3）能够运用现代化教学手段，如计算机模拟、实验等，进行吸收塔的研究和分析。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对化工行业的兴趣和热情，提高学生对化工原理知识的认同感；（2）培养学生团队合作精神，提高学生分析问题和解决问题的能力；（3）培养学生关注环保、安全生产的意识，提高学生的社会责任感和职业道德。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括吸收塔的基本原理、结构及操作方法。
具体内容如下：1.吸收塔的定义、分类及应用；2.吸收塔的基本原理，包括质量传递、动量传递和热量传递；3.吸收塔的结构，包括填料层、液体分布器、气体分布器等；4.吸收塔的操作方法，包括填料层高度、液气比、吸收剂选择等；5.吸收塔的优化设计方法，能够对实际吸收过程进行分析和评价。
三、教学方法本节课的教学方法采用讲授法、案例分析法和实验法相结合的方式。
具体方法如下：1.讲授法：通过讲解吸收塔的基本原理、结构和操作方法，使学生掌握吸收塔的基本知识；2.案例分析法：分析实际吸收过程存在的问题，引导学生运用化工原理提出解决方法；3.实验法：学生进行吸收塔的实验操作，使学生能够亲身体验并巩固吸收塔的知识。
四、教学资源本节课的教学资源包括教材、实验设备和相关多媒体资料。
具体资源如下：1.教材：《化工原理》相关章节；2.实验设备：吸收塔模型或仿真实验设备；3.多媒体资料：吸收塔的结构和操作方法的图片、视频等。
化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计doc
化工原理课程设计-乙醇-水精馏塔设计.doc化工原理课程设计：乙醇-水精馏塔设计一、设计任务本设计任务是设计一个乙醇-水精馏塔，用于分离乙醇和水混合物。
给定混合物中，乙醇的含量为30%，水含量为70%。
设计要求塔顶分离出95%以上的乙醇，塔底剩余物中水含量不超过5%。
二、设计方案1.确定理论塔板数根据给定的乙醇含量和设计要求，利用简捷计算法计算理论塔板数。
首先确定乙醇的回收率和塔顶产品的浓度，然后根据简捷计算公式计算理论塔板数。
2.塔的总体积和尺寸根据理论塔板数和每块理论板的液相体积流量，计算塔的总体积。
根据总体积和塔内件设计要求，确定塔的外形尺寸。
3.塔内件设计塔内件包括溢流管、进料口、冷凝器、再沸器和出口管等。
溢流管的尺寸和形状应根据塔径和物料性质进行设计。
进料口的位置和尺寸应根据进料流量和进料组成进行设计。
冷凝器和再沸器应根据物料的热力学性质和工艺要求进行设计。
出口管应根据塔径和出口流量进行设计。
4.塔板设计每块塔板的设计包括板上液相和气相的流动通道、堰和降液管等。
根据物料的物理性质和操作条件，确定液相和气相的流动通道尺寸和形状。
堰的高度和形状应根据液相流量和操作条件进行设计。
降液管的设计应保证液相流动顺畅且无滞留区。
5.塔的支撑结构和保温根据塔的外形尺寸和操作条件，设计支撑结构的形状和尺寸。
考虑保温层的设置，以减小热量损失。
三、设计计算1.确定理论塔板数根据简捷计算法，乙醇的回收率为95%，塔顶产品的乙醇浓度为95%。
通过简捷计算公式，得到理论塔板数为13块。
2.塔的总体积和尺寸每块理论板的液相体积流量为0.01m3/min，因此总体积为0.013m3/min。
考虑一定裕度，确定塔的外径为0.6m，高度为10m。
3.塔内件设计溢流管的尺寸为Φ10mm，形状为直管上升式。
进料口的位置位于第3块理论板处，尺寸为Φ20mm。
冷凝器采用列管式换热器，再沸器采用釜式再沸器。
出口管采用标准出口管，直径为Φ20mm。
化工原理课程设计——精馏塔
(二)
塔板的类型与选择
塔板是板式塔的主要构件,分为错流式塔板和逆流式塔板两类，工业应用以错 流式塔板为主，常用的错流式塔板主要有下列几种。
1. 泡罩塔板
泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其主要元件为升气管及泡罩。泡罩安装 在升气管的顶部，分圆形和条形两种，国内应用较多的是圆形泡罩。泡罩尺寸分 为ϕ80 mm、ϕ100 mm、ϕ150mm三种，可根据塔径的大小选择。通常塔径小于 1 OOO mm,选用ϕ80 mm的泡罩；塔径大于 2 000 mm,选用ϕ150 mm的泡罩。 泡罩塔板的主要优点是操作弹性较大，液气比范围大,不易堵塞，适于处理各 种物料，操作稳定可靠。其缺点是结构复杂，造价高； 板上液层厚， 塔板压降大， 生产能力及板效率较低。近年来，泡罩塔板已逐渐被筛板、浮阀塔板所取代。在 设计中除特殊需要（如分离粘度大、易结焦等物系)外一般不宜选用。
σ，m
N m
双组分混合液体的表面张力 σm 可按下式计算
m
式中
x x
A B A A B
B
m
-混合液体的平均表面张力 ，
A
B
-纯组分 A，B 的表面张力
xA,xB-A,B 组分的摩尔分率 4、氯苯的汽化潜热 常压沸点下的汽化潜热为 35.3×103kJ/kmol 纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式计算：
纯组分在任何温度下得密度可由下式计算： 苯 ρA=912-1.187t 氯苯 ρB=1127-1.111t 3、组分的表面张力 σ 温度，℃ 80 苯 氯苯 21.2 26.1 85 20.6 25.7 110 17.3 22.7 115 16.8 22.2 120 16.3 21.6 131 15.3 20.4 式中 t 为温度，℃
化工原理-课程设计-精馏塔
化工原理课程设计任务书设计时间：设计题目：乙醇——水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒精生产现场）设计条件： 1. 常压操作，P=1 atm（绝压）。
2. 原料来至上游的粗馏塔，为95——96℃的饱和蒸汽。
因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。
3. 塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为40吨/日。
4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%（质量分率）。
5．塔釜采用饱和水蒸汽加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。
6．操作回流比R=（1.1——2.0）Rmin设计任务： 1. 完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。
2．画出带控制点的工艺流程图，t-x-y相平衡图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。
3．写出该精流塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。
指导教师：时间1设计任务1.1 任务1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒精生产现场）1.1.2 设计条件 1.常压操作，P＝1 atm（绝压）。
2．原料来至上游的粗馏塔，为95－96℃的饱和蒸气。
因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。
3．塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为40吨/日。
4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03％(质量分率)。
5．塔釜采用饱和水蒸气加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。
6．操作回流比R=(1.1—2.0)R。
min1.1.3 设计任务1.完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。
2．画出带控制点的工艺流程示意图，t-x-y相平衡图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。
3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。
1.2 设计方案论证及确定1.2.1 生产时日设计要求塔日产40吨92.41%乙醇，工厂实行三班制，每班工作8小时，每天24小时连续正常工作。
化工原理课程设计-萃取塔
化工原理课程设计-萃取塔一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握萃取塔的基本结构和工作原理，理解其在化工生产中的应用。
2. 使学生了解萃取塔的物料平衡和能量平衡，能够运用相关公式进行简单计算。
3. 引导学生掌握影响萃取效率的主要因素，并能结合实际案例进行分析。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并优化萃取塔操作参数的能力。
2. 提高学生分析问题、解决问题的能力，使其能够针对萃取塔操作过程中出现的问题，提出合理的解决方案。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能够就萃取塔的设计和优化进行讨论和交流。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工原理课程的兴趣，激发其学习积极性。
2. 引导学生树立环保意识，关注化工生产过程中的环保问题。
3. 培养学生严谨的科学态度，提高其对工程实践的责任心。
课程性质：本课程为化工原理课程设计，以萃取塔为载体，结合理论知识与实践操作，培养学生解决实际问题的能力。
学生特点：学生已具备一定的化工基础知识，具有较强的学习能力和动手能力，但对实际工程问题的分析解决能力尚需提高。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和分析解决问题的能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于萃取塔的设计、优化和操作过程中，为今后从事化工生产和管理奠定基础。
教学过程中，注重培养学生的团队合作精神和沟通能力，提高其综合素质。
二、教学内容1. 萃取塔基本概念：讲解萃取塔的定义、分类及其在化工生产中的应用。
参考教材章节：第二章第二节“萃取塔的概述”2. 萃取塔结构及工作原理：介绍萃取塔的内部结构，阐述其工作原理及影响萃取效率的因素。
参考教材章节：第二章第三节“萃取塔的结构与工作原理”3. 萃取塔的物料平衡和能量平衡：讲解萃取过程中物料平衡和能量平衡的计算方法。
参考教材章节：第二章第四节“萃取塔的物料平衡和能量平衡”4. 萃取塔的设计与优化：分析萃取塔设计参数的确定方法，探讨优化操作参数的途径。
化工原理课程设计-精馏塔
化工原理课程设计任务书(一)设计题目在抗生素类药物生产过程中,需要用甲醇溶液洗涤晶体,洗涤过滤后产生废甲醇溶液,其组成为含甲醇46%、水54%（质量分数），另含有少量的药物固体微粒。
为使废甲醇溶液重复利用，拟建立一套填料精馏塔，以对废甲醇溶液进行精馏，得到含水量≤0.3%（质量分数）的甲醇溶液。
设计要求废甲醇溶液的处理量为 3.6万吨/年，塔底废水中甲醇含量≤0.5%（质量分数）。
(二)操作条件1)操作压力常压2)进料热状态自选3)回流比自选4)塔底加热蒸汽压力 0.3Mpa（表压）(三)填料类型因废甲醇溶液中含有少量的药物固体微粒，应选用金属散装填料，以便于定期拆卸和清洗。
填料类型和规格自选。
(四)工作日每年工作日为300天，每天24小时连续运行。
(五)设计内容1、设计说明书的内容1)精馏塔的物料衡算；2)塔板数的确定；3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5)填料层压降的计算；6)液体分布器简要设计；7)精馏塔接管尺寸计算；8)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
摘要甲醇最早由木材和木质素干馏制的，故俗称木醇，这是最简单的饱和脂肪组醇类的代表物。
无色、透明、高度挥发、易燃液体。
略有酒精气味。
近年来，世界甲醇的生产能力发展速度较快。
甲醇工业的迅速发展，是由于甲醇是多种有机产品的基本原料和重要的溶剂，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。
由甲醇转化为汽油方法的研究成果，从而开辟了由煤转换为汽车燃料的途径。
近年来碳化学工业的发展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇树脂等产品，正在研究开发和工业化中。
甲醇化工已成为化学工业中一个重要的领域。
目前，我国的甲醇市场随着国际市场的原油价格在变化，总体的趋势是走高。
随着原油价格的进一步提升，作为有机化工基础原料——甲醇的价格还会稳步提高。
国内又有一批甲醇项目在筹建。
这样，选择最好的工艺利设备，同时选用最合适的操作方法就成为投资者关注的重点。
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化工原理课程设计任务书（07 化工一班叶成 200730262460 ）一、题目：酒精连续精馏板式塔的设计二、原始数据：1、乙醇—水混合物，含乙醇 32 % （质量），温度 28C ;2、产品：馏出液含乙醇93 % （质量），温度31C ；3、塔底：塔底液含乙醇0.06 % （质量）4、生产能力：日产酒精（指馏出液）9800 kg;5、热源条件：加热蒸汽为饱和蒸汽，其绝对压强为300 kPa;三、任务：1、确定精馏的流程，绘出流程图，标明所需的设备、管线及其有关观测或控制所必需的仪表和装置。
2、精馏塔的工艺设计和结构设计：选定塔板型，确定塔径、塔高及进料板的位置；选择塔板的结构型式、确定塔板的结构尺寸；进行塔板流体力学的计算（包括塔板压降、淹塔的校核及雾沫夹带量的校核等）。
3、作出塔的操作性能图、计算其操作弹性。
4、确定与塔身相连的各种管路的直径。
5、计算全塔装置所用蒸汽量和冷却水用量，确定每个换热器的传热面积并进行选型，若采用直接蒸汽加热，需确定蒸汽鼓泡管的形式和尺寸。
6、其它。
四、作业份量：1、设计说明书一份，说明书内容见《化工过程及设备设计》的绪论，其中设计说明结果概要一项具体内容包括：塔板数、塔高、塔径、板间距、回流比、蒸汽上升速度、热交换面积、单位产品热交换面积、蒸汽用量、单位产品蒸汽用量、冷却水用量、单位产品冷却水用量、操作压强、附属设备的规格、型号及数量等。
2、塔装配图（1号图纸）；塔板结构草图（35 X35计算纸）；工艺流程图（35 X50计算纸〕第一部分化工原理课程设计任务原始数据：1、乙醇—水混合物，含乙醇32 % （质量），温度28 C ;2、产品：馏出液含乙醇93 % （质量），温度31 C;3、塔底：塔底液含乙醇0.06 % （质量）4、生产能力：日产酒精（指馏出液）9800 kg;5、热源条件：加热蒸汽为饱和蒸汽，其绝对压强为300 kPa;第二部分工艺流程图第三部分设计方案确定第三部分：设计方案的确定一、操作压力：对于酒精一一水体系，在常压下已经是液态，而且高压或者真空操作会引起操作上的其他问题以及设备费用的增加，尤其是真空操作不仅需要增加真空设备的投资和操作费用；综上所述，本设计选择常压操作。
二、进料状况：进料状态有五种，如果选择泡点进料，即q=1时，操作比较容易控制，且不受季节气温的影响，此外，泡点进料时精馏段和提馏段的塔径相同，设计和制造时比较方便。
三、加热方式：采用间接蒸汽加热。
四、回流比：适宜的回流比应该通过经济合算来确定，即操作费用和设备折旧费用之和为最低时的回流比为最适宜的回流比。
我们确定回流比的方法为：先求出最小回流比R min，根据经验取操作回流比为最小回流比的1.1 —2.0 倍，即：R=（1.1 —2.0 ）R min。
回流方式采用泡点回流，易于控制。
五、选择塔板类型：选用F1浮阀塔板（重阀）。
F1浮阀的结构简单，制造方便，节省材料，性能良好，且重阀采用厚度2mm的薄板冲制，每阀质量约为33g，其具有如下优点：生产能力大，操作弹性大，塔板效率高，气体压强以及液面落差较小，塔的造价比较低（浮阀塔的造价一般为泡罩塔的60 —80 %, 而为筛板塔的120 —130 %）。
第四部分：设计计算一、物料衡算1.1、质量分数转换成摩尔分数状态：X F =32%(wt%) ; X D =93%(wt%) ; X B =0.06%(wt%)1.2、摩尔流量计算F B DFX F BX B DX DM F = 22.354 g/mol; M D =41.48g/mol; D=9800kg/day=9.844kmol/h3293 X F46 32 68 15.55% ； X D 46 1846 93 46 1883.87%; X B 0.06育0.06 99.94 "46 180.0235%F=53.16kmol/h ;B=43.316kmol/h.二、塔板数计算 2.1、最适回流比 100 _ 95 二 90 二 85匚 80匚 75 . 70 ■ 65 二 60 二 55 二 50 二 45 - 40 - 35匚 30七 25 二 20 - 15 - 10 -5 二Y0 010 15 20 2530 35 40 4550 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100X图1.最小回流比操作线由上图得出,xD- 0.324 解得 R M 11.59;取R=1.5R M ;得出操作回流比 R=2.385.2.2、理论塔板数N TR根据精馏段操作线方程y nx n 1R 1作图，画出理论塔板数N T ,如下图。
0 ；得 y n0.7046x n 1 24.78M B =18.007 g/mol;x得出，N T =25块。
2.3、塔板效率224-225 页附表，得；塔顶：X 1=82.58% , 丫1=83.87% ,「=78.36 C ；卩 1=0.44mPa s; 塔底：X Z =0.0235% , Y Z =0.307% , T z =99.93 C ；卩底=0.28mPa s; 取粘度的平均值卩=0.36mPa s;丫 1查《传热传质过程设备设计》相对挥发度 1 =1 Y Z & “97； ’ =13.1011 X Z取相对挥发度平均值 所以全塔效率E T =0.49(1 Z=3.791；-0.245-0.245) =0.49 (3.791 0.36)=0.454 ;2.4、实际塔板数N p =吐亠56;E T 0.454精馏段为45块，进料板为第46块，提馏段为11块。
三、塔工艺条件计算 3.1、平均分子量塔顶：X 1=82.58% , Y 1=83.87% ；M V1 =46 0.8387+18 (1-0.8387)=41.4836g/mol M L1 =46 0.8258+18 (1-0.8258)=41.1224g/mol塔底： X Z =0.0235% , Y Z =0.307%M vz =46 0.000307+18 (1-0.000307)=18.009g/molM Lz =46 0.000235+18 (1-0.000235)=18.007g/mol ‘进料板：X F =15.55% , Y F =50.22%;M VF =46 0.5022+18 (1-0.5022)=32.0616g/mol M LF =46 0.1555+18 (1-0.1555)=22.354g/mol精馏段平均分子量：MV 精M V1 +M VFV1VF=36.7726g/molML 精M L1 +M LF 'LF=31.7382g/mol提馏段平均分子量:M VZ +M VF M V 提VZVF=25.0353g/molM LZ +M LF M L 提LZLF=20.1805g/mol23.2、平均密度塔顶：3V1=1.458kg/m;L1=743.69 0.8258+972.5 0.1742=783.55kg/m 3塔底： 3VZ =0.608kg/m3 5=717.3 0.000235+958.3 0.999765=958.24kg/m 3进料板：VF=°.764kg/m3LF=722.86 0.1555+961.367 0.8445=924.28kg/m 33.3、气液相负荷量塔顶：1 22.5mN / m精馏段：L=RD=2.175 X 9.844=21.411kmol/h; VMV 精 V=L+D=21.411+9.844=31.255kmol/h;qVG乳255 36.7726 0.287m 3/s3600V 精 3600 1.111 LM L 精21.411 31.73823600 L 精 3600 853.915 :L'=L+F=74.571kmol/h; V V'M V 提 31.255 25.0353 3600 V 提 3600 0.686 L'M L 提74.571 20.18053600 L 提3600 941.26 q vL q'vL溶液表面张力提馏段 q ’VG 30.0002211m /s 0.3168m 3/s 3 0.000444m /s 3.4、V1VFV 精一2精馏段：L1LF ,一2VZVFV 提一o 提留段：2LZLFL 提 ------ - ----- =941.26kg/m 3=853.915kg/m 3 3=0.686kg/m=1.111kg/m 3塔底：Z 66.3mN / m进料板：F 33.2mN / m精馏段：精1 F 27.85mN /m精 2提馏段：提」F 49.75mN/m。
提 2第五部分：精馏塔设计5.1、塔径D塔径的确定与气液负荷、物性和塔板的结等参数有关。
本设计采用smith法计算塔径。
精馏段：（1）弘（_!精严°.°°°2211（85319^）0.50.02136 cpG G精0.287 1.111（2）初选板间距H T=0.3m ;板上液层厚度h L=0.05m ;贝9 H T-h L=0.25m.（3）根据史密斯图，得C20=0.052c二C20(』)0.20.0556 ;20（4）空塔气速max0.7 max 1.078m/s提馏段:（2）初选板间距H T=0.3m ;板上液层厚度h L=0.05m ;贝卩H T-h L=0.25m.（3）根据史密斯图，得C20=0.052提、0.2C=C 20 ( ) 0.0624 ;20（4）空塔气速max0.7 max 1.6177m/s将精馏段空塔气速和提馏段相比，选取较小的精馏段空塔气速计算塔径按标准塔径圆整为D = 0.6m，可见这里的D和H T的关系相符合;校正：实际空塔气速: 4q VGD24 0.2873.14 0.621.0156m/s ;=1.540 m/s;(1) C'VL (C'VGL提)0.5G提0.000444( 941.26).50.3168 ( 0.686"0.05191=2.311 m/ s;4 0.2873.14 1.0780.582m;塔径D:。