板式塔设计计算说明书
板式塔(筛板塔)设计教材
u
0.2
u f C f 20 20
式中
f
L V V
0.5
—— 气体负荷因子， m/s；可由 u
查取 图3
C f 20—— 液相表面张力，mN/m
V 、 L 是以塔内气体流通面积，即塔的横截面积减去降 注意： uAfT –Af ）为依据计算的。 液管面积（
4. 塔和塔板主要尺寸的设计
4.1 塔和塔板设计的主要依据
进行塔和塔板设计时，所依据的主要参数是： 汽相 流量 VS ( m³ /s ), 密度 ρV ( kg/m³) 液相 流量 LS ( m³ /s ), 密度 ρL ( kg/m³) 表面张力 σ （ mN/m ） 注意：由于各块塔板的组成和温度不同，所以各块塔板 上的上述参数均不同，设计时应取平均值。具体方法如下： (1) 若V、L变化不大，可以精馏段或提馏段的平均值为 代表进行设计. (2) 若V、L变化较大，应分段处理，各段分别取平均值 进行设计。
4.2塔板的设计参数
筛板塔设计必须确定的主要结构参数有（参阅 图 2 ）： （1）塔板直径D； （2）板间距HT； （3）溢流堰的型式，长度 lW 和高度 hw； （4）降液管型式、降液管底部与塔板间的距离ho； （5）液体进、出口安定区的宽度Ws’、Ws ,边缘 区宽度Wc； （6）筛孔直径do,孔间距t。
3.2 回流比的选定
选择原则：使塔的设备费用和操作费用的总和最低，
同时应考虑到操作时的调节弹性。
选择方法：
（1） 参考生产现场所提供的回流比数据； （2） 回流比取最小回流比Rmin的1.2～2倍； （3） 先求最少理论板数 Nmin , 以理论板数为Nmin 的两倍求取回流比R； （4） 作出回流比R和理论板数N的曲线图，在曲线 图上确定合适的回流比R。
化工设计竞赛4-塔设备计算说明书(0001)
塔设备计算说明书目录概述 (2)1.1 设计依据 (2)1.2 塔的设计要求 (2)1.3 塔型选择原则 (3)1.3.1 与物性有关的因素 (3)1.3.2 与操作条件有关的因素 (4)1.3.3 其他因素 (4)1.3.4 板式塔及塔板选择 (5)1.4 塔设备详细设计 (5)1.4.1 板式塔详细设计（以T0403为例） (6)1.4.2 醋酸乙烯精馏塔T0403结构设计 (11)1.4.3 醋酸乙烯塔T0403接管设计 (15)1.4.4 醋酸乙烯塔T0403机械强度核算 (17)附图：塔设备条件图 (33)概述塔设备是石油化工生产中最重要的设备之一。
它可使气液或液液两相进行紧密接触，达到相际传质和传热的目的。
化工生产中可在塔设备中完成的常见单元操作有:精馏、吸收与解吸、萃取等。
塔设备的性能对于整个装置的产品产量、产品质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面都有很大的影响。
本项目为陕西北元化工集团股份有限公司化工分公司15万吨/年醋酸乙烯项目，该项目所涉及的塔设备共12座，其中板式塔6座，填料塔6座。
项目借助Aspen Plus V10软件得到塔设备水力学数据并进行水力学校核，使用全国化工设备设计中心站研发的SW6软件对塔设备进行机械强度校核。
1.1设计依据《化工设备设计全书——塔设备》《压力容器》GB150-2011《设备及管道绝热设计导则》GB/T8175-2008《压力容器封头》GB/T25198-2010《中国地震动参数区划分》GB 18306-2001《塔器设计技术规定》HG20652-1998《钢制化工容器结构设计规定》 HG/T20583-2011《工艺系统工程设计技术规范》HG/T20570-1995《塔顶吊柱》HG/T21639-2005《钢制人孔和手孔的类型与技术条件》HG/T21514-2005《钢制塔器容器》JB/T4710-20051.2塔的设计要求作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气液两相充分接触，以获得较高的传质效率；同时还应保证塔设备的经济性和运行安全性。
课程设计计算书(板式塔)
《化工设备设计基础》课程设计计算说明书学生姓名：学号：所在学院：专业：设计题目：指导教师：2015年月日目录一.设计任务书 (2)二.设计参数与结构简图 (4)三.设备的总体设计及结构设计 (5)四.强度计算 (7)五.设计小结 (13)六.参考文献 (14)一、设计任务书1、设计题目根据《化工原理》课程设计工艺计算内容进行填料塔（或板式塔）设计。
设计题目：各个同学按照自己的工艺参数确定自己的设计题目：填料塔（板式塔）DNXXX设计。
例：精馏塔（DN1800）设计2、设计任务书2.1设备的总体设计与结构设计（1）根据《化工原理》课程设计，确定塔设备的型式(填料塔、板式塔)；（2）根据化工工艺计算，确定塔板数目(或填料高度)；（3）根据介质的不同，拟定管口方位；（4）结构设计，确定材料。
2.2设备的机械强度设计计算（1）确定塔体、封头的强度计算。
（2）各种开孔接管结构的设计，开孔补强的验算。
（3）设备法兰的型式及尺寸选用；管法兰的选型。
（4）裙式支座的设计验算。
（5）水压试验应力校核。
2.3完成塔设备装配图（1）完成塔设备的装配图设计，包括主视图、局部放大图、焊缝节点图、管口方位图等。
（2）编写技术要求、技术特性表、管口表、明细表和标题栏。
3、原始资料3.1《化工原理》课程设计塔工艺计算数据。
3.2参考资料：[1] 董大勤.化工设备机械基础[M].北京：化学工业出版社，2010.3.[2] 全国化工设备技术中心站.《化工设备图样技术要求》2000版[S]．[3] GB150.压力容器[S]．[4] 郑晓梅.化工工程制图化工制图[M]．北京：化学工业出版社，2002.[5] NB/T47041-2014.塔式容器[S]．4、文献查阅要求设计说明书中公式、内容等应明确文献出处;装配图上应写明引用标准号。
5、设计成果1、提交设计说明书一份;2、提交塔设备(填料塔、板式塔)草图一张(A3);2、提交塔设备(填料塔、板式塔)装配图一张(A1)。
板式塔计算
板式塔计算板式塔的结构设计及计算2.1 : 塔体与裙座的机械设计条件如下:1.塔体内径D=2000mm,塔体高度近似计算H=40000mm,计算压力Pc=1.0Mpa,计算温度t=300C.2.设置地区:基本风压=400N/;地震防裂度为8度,场地土类:B类。
3.塔内装有N=70快浮法塔板,每块塔板上存留介质层高度为=100mm,介质密度=950kg/,沿塔每高5米左右开设一个人孔,人孔数为8个,相应的人孔安置半圆形平台8个,平台宽度B=900mm,高度为1000mm。
4.塔外保温层厚度=95mm,保温材料密度=300kg/.5.塔体与裙座之间悬挂一台再沸器,其操作质量=400kg,偏心距e=2000mm。
6. 塔体与封头材料选用16MnR,,其=144MPa,=170MPa, =345MPa, =1.8MPa。
7.裙座材料选用Q235—B。
8.塔体与裙座对接焊接,塔体焊接接头系数=0.85。
9.塔体与封头壁厚附加量取c=2mm,裙座壁厚附加量取c=2mm。
2.2 按压力计算塔体厚度:===8.2mm,C=2mm,圆整后=12mm;2.3 封头厚度计算:===8.19mm,C=2mm,圆整后取=12mm;2.4 塔设备质量载荷计算:2.4.1 筒体圆筒,封头,裙座质量圆筒质量=59635.86=21372.56kg;封头质量=4382=876kg裙座质量=5963.08=1835.68kg群体裙座质量=++=21372.56+876+1835.68=24084.24kg;注:1.塔体圆筒的总高度=35.86m;2.查得DN2000,厚度12mm的圆筒每米质量为596kg;3.查得DN2000,厚度12mm的椭圆形封头质量取438kg, (其中封头曲面深度500mm,直边高度40mm;)4.裙边高度3080mm(厚度=12mm)2.4.2 塔内件质量==0.78547570=16485kg注:1.由表查得浮阀塔板每平方米的质量为75kg。
丙酮-水板式精馏塔设计说明书
目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第1章设计条件与任务 (2)1.1设计条件 (2)1.2设计任务 (2)第2章设计方案的确定 (3)第3章精馏塔的工艺设计 (4)3.1全塔物料衡算 (4)3.1.1原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数 (4)3.1.2原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 (4)3.1.3物料衡算进料处理量 (4)3.1.4物料衡算 (4)3.2实际回流比 (5)3.2.1最小回流比及实际回流比确定 (5)3.2.2操作线方程 (6)3.2.3汽、液相热负荷计算 (6)3.3理论塔板数确定 (6)3.4实际塔板数确定 (7)3.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 (8)3.5.1操作压力计算 (8)3.5.2操作温度计算 (9)3.5.3平均摩尔质量计算 (9)3.5.4平均密度计算 (10)3.5.5液体平均表面张力计算 (10)3.6精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (12)3.6.1塔径计算 (12)3.6.2精馏塔有效高度计算 (13)第4章塔板工艺尺寸的计算 (14)4.1精馏段塔板工艺尺寸的计算 (14)4.1.1溢流装置计算 (14)4.1.2塔板设计 (15)4.2提馏段塔板工艺尺寸设计 (15)4.2.1溢流装置计算 (15)4.2.2塔板设计 (16)4.3塔板的流体力学性能的验算 (16)4.3.1精馏段 (16)4.3.2提馏段 (17)4.4板塔的负荷性能图 (18)4.4.1精馏塔 (18)4.4.2提馏段 (19)第5章板式塔的结构 (21)5.1塔体结构 (21)5.1.1塔顶空间 (21)5.1.2塔底空间 (21)5.1.3人孔 (21)5.1.4塔高 (21)5.2塔板结构 (21)第6章附属设备 (21)6.1冷凝器 (21)6.2原料预热器 (22)第7章接管尺寸的确定 (23)7.1蒸汽接管 (23)7.1.1塔顶蒸汽出料管 (23)7.1.2塔釜进气管 (23)7.2液流管 (23)7.2.1进料管 (23)7.2.2回流管 (23)7.2.3塔釜出料管 (23)第8章附属高度确定 (24)8.1筒体 (24)8.2封头 (24)8.3塔顶空间 (24)8.4塔底空间 (24)8.5人孔 (24)8.6支座 (24)8.7塔总体高度 (24)第9章设计结果汇总 (25)设计小结与体会 (27)参考文献 (28)引言在炼油、石油加工、精细化工、食品、医药等部门，塔设备属于使用量大，应用面广的重要单元设备。
《化工原理》电子教案-板式塔及其设计计算
欢迎来到《化工原理》电子教案系列！在本节课中，我们将介绍板式塔及其 设计计算，帮助您深入了解这一关键概念，提升化工工程技能！
什么是板式塔
板式塔是化工工程中常用的分离设备，用于将混合物分离为不同组分。它结 构紧凑，高效可靠，广泛应用于石油、化工、制药等行业。
板式塔的结构和原理
通过分Байду номын сангаас混合物的组分、物理性质和工作条件，确定板式塔的输入和输出条 件。这对于塔设计的准确性和性能优化非常重要。
理论计算与模拟软件的应用
利用化学工程原理和计算方法，进行板式塔的理论计算。同时，计算软件如 Aspen Plus等也为塔设计和优化提供了强大的工具。
实际案例分析
通过实际案例的分析，深入了解板式塔设计和操作中的挑战和解决方案。这 将帮助您应对实际工程中的各种情况。
板式塔由一系列水平放置的平板组成，通过不同级别的填料和板间的液体-气体接触，实现物质的分离。 它运用传质和传质过程来促进组分之间的分离。
板式塔设计计算的基本步骤
板式塔的设计计算包括确定输入和输出条件、理论计算和模拟软件的应用。 了解这些步骤可以帮助您更好地设计和优化板式塔的操作。
确定输入和输出条件
总结和展望
在本节课中，我们回顾了板式塔的概念、结构、工作原理以及设计计算的基本步骤。接下来，我们将进 一步探索相关的研究和最新进展。
《化工原理》电子教案 —— 板式塔及其工艺设计计算
《化工原理》电子教案——板式塔及其工艺设计计算教案章节：一、板式塔的分类及基本结构1.1 板式塔的分类1.2 板式塔的基本结构1.3 板式塔的优点与缺点二、塔板的设计与计算2.1 塔板的设计原则2.2 塔板的计算方法2.3 塔板效率的计算与提高三、塔板的类型及其特点3.1 固定泡沫塔板3.2 动态泡沫塔板3.3 流动泡沫塔板3.4 其他类型的塔板四、塔的工艺设计计算4.1 塔的直径计算4.2 塔的高度计算4.3 塔的内件设计4.4 塔的流体力学计算五、塔板塔的应用案例分析5.1 案例一：苯甲酸乙酯的合成5.2 案例二：硫酸铵的结晶分离5.3 案例三：异构体的分离5.4 案例四：乙二醇的脱水反应《化工原理》电子教案——板式塔及其工艺设计计算教案章节：六、塔板塔的流体力学计算6.1 塔内流体的流动模型6.2 塔板塔的流动阻力计算6.3 塔板塔的压力降计算6.4 塔板塔的气液负荷计算七、塔板塔的物料与热量平衡7.1 塔板塔的物料平衡计算7.2 塔板塔的热量平衡计算7.3 塔板塔的热量传递与热效率7.4 塔板塔的节能措施八、塔板塔的模拟与优化8.1 塔板塔的模拟方法8.2 塔板塔的优化目标与方法8.3 塔板塔的工艺参数优化8.4 塔板塔的操作条件优化九、塔板塔的安全与环保考虑9.1 塔板塔的安全设计9.2 塔板塔的安全操作规程9.3 塔板塔的环境影响评估9.4 塔板塔的环保措施十、综合案例分析与实践10.1 案例五：塔板塔在合成氨厂的应用10.2 案例六：塔板塔在石油炼制中的应用10.3 案例七：塔板塔在精细化工中的应用10.4 案例八：塔板塔在环境保护中的应用《化工原理》电子教案——板式塔及其工艺设计计算教案章节：十一、塔板塔的操作与控制11.1 塔板塔的操作流程11.2 塔板塔的控制系统11.3 塔板塔的操作参数监控11.4 塔板塔的故障处理与维护十二、塔板塔的现代化改造与创新12.1 塔板塔的现代化改造技术12.2 塔板塔的创新设计理念12.3 塔板塔的新型材料应用12.4 塔板塔的智能化发展十三、塔板塔在不同领域的应用13.1 塔板塔在化学工业中的应用13.2 塔板塔在制药工业中的应用13.3 塔板塔在食品工业中的应用13.4 塔板塔在其他领域的应用案例十四、实验与实践教学14.1 塔板塔的实验设计14.2 塔板塔的实验操作步骤14.3 塔板塔的实验数据处理14.4 塔板塔的实验结果分析十五、课程总结与展望15.1 塔板塔的主要概念与原理回顾15.2 塔板塔工艺设计计算的关键点15.3 塔板塔在化工领域的未来发展趋势15.4 塔板塔在技术创新中的机遇与挑战重点和难点解析本教案主要围绕板式塔的分类、结构、设计计算、流体力学、物料与热量平衡、模拟与优化、安全与环保、操作与控制、现代化改造与创新、应用领域、实验与实践以及课程总结与展望等方面进行讲解。
毕业设计 分离乙醇—水板式精馏塔设计设计说明书
毕业设计分离乙醇—水板式精馏塔设计设计说明书课程设计课程名称：化工原理题目名称：分离乙醇—水板式精馏塔设计学生学院：轻工化工学院专业班级：学生学号：学生姓名：指导教师：2010 年 6月20 日1.设计任务 (5)2.工艺流程图 (8)3.设计方案 (8)3.1设计方案的确定 (8)3.1.1塔型的选择 (8)3.1.2操作压力 (8)3.1.3进料方式 (9)3.1.4加热方式 (9)3.1.5热能的利用 (9)3.1.6回流方式 (10)3.2实验方案的说明 (10)4、板式塔的工艺计算 (11)4.1物料衡算 (11)4.2最小回流比RMIN和操作回流比R的确定 (12)4.3操作线的确定 (14)4.3.1精馏段操作曲线方程 (14)4.3.2提馏段操作曲线方程 (14)4.4确定理论板层数NT (15)4.5确定全塔效率ET 和实际塔板层数NP (15)4.5.1相对挥发度 (15)4.5.2物系黏度 (16)4.5.3全塔效率和实际塔板数 (16)4.6操作压强的计算 (17)4.7平均分子量的计算 (18)4.8平均密度的计算 (18)4.9表面张力的计算 (20)4.10平均流量的计算 (21)5、塔体和塔板的工艺尺寸计算 (22)5.1塔径 (22)5.2溢流装置 (25)5.3塔板布置及筛板塔的主要结构参数 (30)5.4塔板流体力学验算 (32)5.4.1塔板阻力HP (32)5.4.2降液管泡沫层高度 (34)5.4.3液体在降液管内的停留时间 (35)5.4.4雾沫夹带量校核 (35)5.4.5漏液点 (37)5.5操作负荷性能图 (38)5.6设计结果 (43)6、辅助设备的计算与选型 (45)6.1料液储罐的选型 (45)6.2换热器的选型 (46)6.2.1预热器 (47)6.2.2再沸器 (48)6.2.3全凝器热负荷及冷却水消耗量 (49)6.2.4产品冷却器 (50)6.3各接管尺寸的确定 (51)6.3.1进料管 (51)6.3.2釜残液出料管 (51)6.3.3回流液管 (51)6.3.4塔顶上升蒸汽管 (52)6.3.5水蒸汽进口管 (52)6.4塔高 (53)6.5法兰 (54)6.6人孔 (56)6.7视镜 (56)6.8塔顶吊柱 (56)6.9泵的计算及选型 (57)7、经济横算 (58)7.1成产成本 (58)7.2水蒸汽费用CS (58)7.3冷却水费用CW (58)7.4设备投资费CD (59)7.5总费用 (59)7.6利润 (59)8心得体会 (60)符号说明：英文字母Aa---- 塔板的开孔区面积，m2Af---- 降液管的截面积, m2Ao---- 筛孔区面积, m2A T----塔的截面积m2△P P----气体通过每层筛板的压降C----负荷因子无因次t----筛孔的中心距C20----表面张力为20mN/m的负荷因子do----筛孔直径u’o----液体通过降液管底隙的速度D----塔径m Wc----边缘无效区宽度e v----液沫夹带量kg液/kg气Wd----弓形降液管的宽度E T----总板效率Ws----破沫区宽度R----回流比Rmin----最小回流比M----平均摩尔质量kg/kmolt m----平均温度℃g----重力加速度9.81m/s2Z----板式塔的有效高度Fo----筛孔气相动能因子kg1/2/(s.m1/2)hl----进口堰与降液管间的水平距离m θ----液体在降液管内停留时间h c----与干板压降相当的液柱高度mυ----粘度hd----与液体流过降液管的压降相当的液注高度m ρ----密度hf----塔板上鼓层高度m σ----表面张力h L----板上清液层高度mΨ----液体密度校正系数h1----与板上液层阻力相当的液注高度m 下标ho----降液管的义底隙高度m max----最大的h ow----堰上液层高度m min----最小的h W----出口堰高度m L----液相的h’W----进口堰高度m V----气相的hσ----与克服表面张力的压降相当的液注高度mH----板式塔高度mH B----塔底空间高度mHd----降液管内清液层高度mH D----塔顶空间高度mH F----进料板处塔板间距mH P----人孔处塔板间距mH T----塔板间距mH1----封头高度mH2----裙座高度mK----稳定系数l W----堰长mLh----液体体积流量m3/hLs----液体体积流量m3/sn----筛孔数目P----操作压力KPa△P---压力降KPa△Pp---气体通过每层筛的压降KPaT----理论板层数u----空塔气速m/su0,min----漏夜点气速m/su o’ ----液体通过降液管底隙的速度m/s V h----气体体积流量m3/hV s----气体体积流量m3/sW c----边缘无效区宽度mW d----弓形降液管宽度mW s ----破沫区宽度mZ ---- 板式塔的有效高度m希腊字母δ----筛板的厚度mθ----液体在降液管内停留的时间sυ----粘度mPa.sρ----密度kg/m3σ----表面张力N/mφ----开孔率无因次α----质量分率无因次下标Max---- 最大的Min ---- 最小的L---- 液相的V---- 气相的1.设计任务1.1题目：分离乙醇—水板式塔精馏塔设计1.2生产原始数据：1）原料：乙醇—水混合物，含乙醇35%（质量分数），温度35℃；2）产品：馏出液含乙醇93%（质量分数），温度38℃，残液中含酒精浓度≤0.5%；3）生产能力：原料液处理量55000t／年，每年实际生产天数330t，一年中有一个月检修；4）热源条件：加热蒸汽为饱和蒸汽，其表压为2.5Kgf/cm2；5）当地冷却水水温25℃；6）操作压力：常压101.325kp a；1.3设计任务及要求1）设计方案的选定，包括塔型的选择及操作条件确定等；2）确定该精馏的流程，绘出带控制点的生产工艺流程图，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；3）精馏塔的有关工艺计算计算产品量、釜残液量及其组成；最小回流比及操作回流比的确定；计算所需理论塔板层数及实际板层数；确定进料板位置。
课程设计-板式塔设计计算(2013)
法操作。此漏液为严重漏液，称相应的孔流气速为漏液点气速 。
常用塔板的类型
塔板是气液两相接触传质的场所，为提高塔板性能， 采用各种形式塔板。 （1）泡罩塔 组成：升气管和泡罩
优点：塔板操作弹性大，塔效率也比较高，不易堵。 缺点：结构复杂，制造成本高，塔板阻力大但生产能力不大。
圆形泡罩
泡罩塔
条形泡罩
热敏性和高沸点的物料-----减压操作；P降低，相对挥发度提高，有利
于分离。操作的平均温度降低，加热剂温度降低，但可导致D增加，塔顶 蒸气冷凝温度降低，必须使用真空设备。相应的操作费用和设备费用增加. 由于塔板压降，从塔顶到塔底压力逐渐增加，温度也相应的增加(物料 组成和压力同时作用的结果)。因而沿塔物性和气液负荷也随之变化。 常压和减压塔---如塔板压降不是很大，工艺计算时假定全塔各处压力 相等--误差不大。
板式塔的设计内容
工艺流程的设计 板式塔的工艺计算 塔的辅助设备设计与选型
工艺流程的设计
板式塔的设计从两方面考虑: 1.经济方面:应该充分考虑整个系统热能的利用,以便降低操作 费用。 例如:从塔顶出来的蒸气和从塔底排出的液体带出的热量可用 于预热原料液或它处。 2.全塔操作的稳定性:若操作不稳定,就不能保证产品质量的 均匀。有时也把冷凝器分割为两部分,一部分预热原料液,另一 部分用冷却水使蒸气冷凝。这样可以用控制冷却水量来控制冷 凝器的操作,同时保证进料温度一定。为此 ，控制再沸器中加 热蒸气压力的恒定是保证操作稳定的条件之一，但原料液或回 流液的流量和温度发生变化时，稳定情况也会受到一定的影响
奥康内尔（O’connell）关联方法 精馏塔：采用相对挥发度 与液相粘度 L 的乘积为参数来表 示全塔效率 ET： 0.245
ET 0.49 L
化工原理-板式塔及其设计计算
第八页，共56页。
塔板上理想流动情况：
液体横向均匀流过塔板，气体从气体通道上升，均匀穿过液层。气液
两相接触传质，达相平衡，分离后，继续流动。
传质的非理想流动情况： ①反向流动
液沫夹带、气泡夹带 ，即：返混现象 后果：使已分离的两相又混合，板效率降低，能耗增加。 ②不均匀流动 液面落差（水力坡度）：引起塔板上气速不均； 塔壁作用（阻力）：引起塔板上液速不均，中间 > 近壁；
m液柱
塔板阻力 hf包括 以下几部分: （a）干板阻力 h0—气体通过板上孔的阻力（设无液体时）； （b）液层阻力 hl —气体通过液层阻力； （c）克服液体表面张力阻力 hσ—孔口处表面张力。
（a）干板阻力h0
h0
p f ,o
Lg
1 2g
V L
u0 C0
2
第三十三页，共56页。
C0— 孔流系数
说明：通常应使溢流强度qVLh/lW 不大于100~130 m3/（mh）。
第二十七页，共56页。
堰上方液头高度 hOW ：
how
2.84103
E
qVLh lW
2/3 பைடு நூலகம்
其中， E：液流收缩系数，一般可近似取 E =1。
要求： hOW 6mm
(4) 塔板及其布置 ① 受液区和降液区
一般两区面积相等。
C0
塔板孔流系数
第三十四页，共56页。
d0/δ
（b）液层阻力 hl
hl hW hOW
查图求充气系数β
Fa
ua
1/
V
2
m s
kg m3
1/ 2
第三十五页，共56页。
（c）克服液体表面张力阻力（一般可不计）
板式塔设计
hw , ho , W s , W s , W c , d o , t
W s ,W s ,W c , d o , t
W s W s 50 ~ 100 mm
'
'
W c 25 ~ 50 mm
Aa
p 128 式 10 23
d o 3 ~ 8 mm
d0 ＝ 0 .907 Aa t A0
3
Lh E l w
2
3
p 133 式 10 34
堰上液层高度how 不小于6ｍｍ（平顶堰）
液流收缩系数E由p134 图10-48查取。
孔数 n ＝
A0
d 02
4
3 ~ 4 mm
' s
D , H T , l w , h w , ho , W s , W , W c , d o , t 和 W d， ， how， n
式 10 31
p ＝ L gh f 500 ~ 600 Pa
由釜压查釜温， T釜 5％
求ＥＴ需假设釜温，最后要求釜温校核；
如hf超过允许值，可增大开孔率，使
u ,或h
液沫夹带
eV 0 . 1 kg 液体 kg 干气
eV L V eV 式 10 6 eV ＝
H d hw how
相对泡沫系数
hf
0 .5
h
f
2 3
p 111 式 10 8
p 133 式 10 34
0
how 2 . 84 10
3
Lh E l w
h f ＝ 0 . 153 (
板式精馏塔设计软件说明书
板式精馏塔设计软件说明书板式精馏塔的设计是高等院校化工类专业在进行课程设计时的一项必要的、综合的技能训练内容，是培养学生综合运用有关课程的理论和专业知识解决实际问题，按照科学的研究方法，建立正确的设计思想，对于培养学生理论联系实际的能力和分析问题解决问题的能力，活跃思维、开阔思路、提高创新能力起着积极的作用。
所以课程设计环节质量的高低，直接影响到学生创新思维和综合能力的培养。
为适应社会的发展，培养高素质的人才，全国各高校都在进行教学改革尝试，加强教学实践环节。
然而在设计过程中，繁杂的公式计算、大量的资料收集，庞大的数据处理占据了学生大部分时间，严重的制约了学生的思维、创作能力，使其在有限的课时内仅做了大量的基础计算，而不是完成应具有的创造性设计。
随着计算机技术的迅猛发展，多媒体教学已成为主要的教学手段。
它不仅使传统的课堂变成为不受时间和空间限制的虚拟教室，使以讲解和板书为主的教学模式变成为文本、图像、动画、音频和视频等多种媒体共存的新型教学模式；而且也使学生从被动接受转为主动学习，从呆板、单一、顺序的教学内容安排转变为生动、多彩、跳跃式的教学内容安排。
因此，为结合实际教学、提高教学质量，我们选择了BORLAND 公司的RAD工具C++BUILDER，同时还涉及一些多媒体创作工具，如Dreamweaver 4、Photoshop6.0、Flash5.0,开发了“板式精馏塔课程设计软件”。
这套软件把板式精馏塔的整个工艺设计过程在计算机上实现，通过友好的交互性能，帮助使用者轻松完成设计任务。
它把学生设计期间需要掌握的专业知识、技术参数、理论公式以及要用到的图表、物性参数等进行了归纳总结，减轻了学生查找资料的负担，为学生进行进一步的思考提供了机会，使得设计变得更加有意义。
有了这套软件，学生可以随时检验自己设计结果的合理性，为学生在设计过程中进行参数的优选及多设计方案的比较提供了强有力的工具。
这对培养学生的思维能力、分析判断能力和设计能力起到了良好的促进作用，为以后专业课的课程设计和毕业设计打下了良好的基础。
（整理）板式塔设计指导书.pdf
（整理）板式塔设计指导书.pdf 化⼯原理课程设计指导书–––––板式精馏塔的设计黄⽂焕⽬录绪论 (4)第⼀节概述 (9)1.1精馏操作对塔设备的要求 (9)1.2板式塔类型 (9)1.2.1筛板塔 (10)1.2.2浮阀塔 (10)1.3精馏塔的设计步骤 (10)第⼆节设计⽅案的确定 (11)2.1操作条件的确定 (11)2.1.1操作压⼒ (11)2.1.2 进料状态 (11)2.1.3加热⽅式 (11)2.1.4冷却剂与出⼝温度 (12)2.1.5热能的利⽤ (12)2.2确定设计⽅案的原则 (12)第三节板式精馏塔的⼯艺计算 (13)3.1 物料衡算与操作线⽅程 (13)3.1.1 常规塔 (13)3.1.2 直接蒸汽加热 (14)第四节板式塔主要尺⼨的设计计算 (15)4.1 塔的有效⾼度计算 (16)4.2 板式塔的塔板⼯艺尺⼨计算 (19)4.2.1 溢流装置的设计 (19)4.2.2 塔板设计 (26)4.2.3 塔板的流体⼒学计算 (29)4.2.4 塔板的负荷性能图 (34)第五节板式塔的结构 (35)5.1塔的总体结构 (35)5.2 塔体总⾼度 (35)5.2.1塔顶空间H D (35)5.2.2⼈孔数⽬ (35)5.2.3塔底空间H B (37)5.3塔板结构 (37)5.3.1整块式塔板结构 (37)第六节精馏装置的附属设备 (37)6.1 回流冷凝器 (38)6.2管壳式换热器的设计与选型 (38)6.2.1流体流动阻⼒（压强降）的计算 (39)6.2.2管壳式换热器的选型和设计计算步骤 (40)6.3 再沸器 (40)6.4接管直径 (41)6.4加热蒸⽓⿎泡管 (42)6.5离⼼泵的选择 (42)附：浮阀精馏塔设计实例 (43)附1 化⼯原理课程设计任务书 (43)附2 塔板的⼯艺设计 (43)附3 塔板的流体⼒学计算 (57)附4 塔附件设计 (64)附5 塔总体⾼度的设计 (67)附6 附属设备设计（略） (68)绪论⼀、化⼯原理课程设计的⽬的和要求课程设计是《化⼯原理》课程的⼀个总结性教学环节，是培养学⽣综合运⽤本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某⼀设计任务的⼀次训练。
乙醇-水溶液连续精馏板式塔设计说明书
目录第一章绪论 .............................................................................................................................. 错误！未定义书签。
一、设计题目：................................................................................................................. 错误！未定义书签。
二、设计任务及操作条件： (2)三、设计任务： (2)第二章课程设计报告内容 (3)一、设计方案的确定 (3)二、精馏塔的物料衡算 (3)三、塔板数的确定 (4)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算............................................................. 错误！未定义书签。
五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算..................................................................................... 错误！未定义书签。
六、塔板主要工艺尺寸的计算 (12)七、筛板的流体力学验算................................................................................................. 错误！未定义书签。
八、塔板负荷性能图......................................................................................................... 错误！未定义书签。
板式塔设计计算说明书
一、设计任务1. 结构设计任务完成各板式塔的总体结构设计，绘图工作量折合A1图共计4张左右，具体包括以下内容：⑴各塔总图1张A0或A0加长； ⑵各塔塔盘装配及零部件图2张A1。
2. 设计计算内容完成各板式塔设计计算说明书，主要包括各塔主要受压元件的壁厚计算及相应的强度校核、稳定性校核等内容。
二、设计条件1. 塔体内径mm 2000=i D ，塔高m 299.59H i =；2.设计压力p c =2.36MPa ，设计温度为=t 90C ︒；3. 设置地区：山东省东营市，基本风压值q 0=480Pa ，地震设防烈度8度，场地土类别III 类，地面粗糙度是B 类；4. 塔内装有N=94层浮阀塔盘；开有人孔12个，在人孔处安装半圆形平台12个，平台宽度B=900m m ，高度为1200m m ；5. 塔外保温层厚度为δs =100m m ，保温层密度ρ2=3503m /kg ；三、设备强度及稳定性校核计算1. 选材说明已知东营的基本风压值q 0=480Pa ，地震设防烈度8度，场地土类别III 类；塔壳与裙座对接；塔内装有N=94层浮阀塔盘；塔外保温层厚度为δs =100m m ，保温层密度ρ2=3503m /kg ；塔体开有人孔12个，在人孔处安装半圆形平台12个，平台宽度B=900m m ，高度为1200m m ；设计压力 p c =2.36MPa ，设计温度为=t 90C ︒；壳3m m ，裙座厚度附加量2m m ；焊接接头系数取为0.85；塔内径mm 2000=i D 。
通过上述工艺条件和经验，塔壳和封头材料选用Q345R 。
对该塔进行强度和稳定计算。
2. 主要受压元件壁厚计算本部分应包括常压塔的主要筒体及椭圆封头等重要受压元件的壁厚计算，裙座厚度先按经验值取。
l塔壳和封头材料选用Q345R[MPa 185][,325)(t.20p eL ==σR R (16<≤δ36)] 直径mm 2000=i D 段圆筒及封头： 圆筒：15.12mm 36.285.01852200036.2][2ci c =-⨯⨯⨯=-=p D p tφσδ 封头：mm 06.1536.25.085.018521200036.25.0][2ci c h =⨯-⨯⨯⨯⨯=-=p K D p tφσδ 经圆整后，塔壳厚度取为22m m ，封头厚度取为24m m ，裙座壳厚度取为18m m 。
《化工原理》电子教案 板式塔及其工艺设计计算
《化工原理》电子教案板式塔及其工艺设计计算教案章节：一、板式塔的分类及工作原理二、板式塔的主要参数三、塔板的设计与计算四、塔板的性能评价五、塔器工艺设计计算实例教案内容：一、板式塔的分类及工作原理1. 板式塔的分类a) 按塔板结构分类：平板塔、条形塔、圆形塔等b) 按操作压力分类：常压塔、真空塔、加压塔c) 按用途分类：分离塔、吸收塔、蒸馏塔等2. 工作原理a) 气液两相流动：气体从塔底进入，液体从塔顶进入，两相在塔板处接触并发生质量、能量交换b) 传质过程：气体与液体之间的质量传递，包括分子扩散和湍流扩散c) 传热过程：气体与液体之间的热量传递，包括对流换热和辐射换热二、板式塔的主要参数1. 塔径：与塔内气液流量、塔板结构等因素有关2. 塔高：与分离要求、塔板数、气液流量等因素有关3. 塔板效率：衡量塔板质量传递效果的指标，常用塔板效率来表示4. 气液负荷：气体和液体在塔内的流量，分别用G和L表示5. 塔板压降：气体和液体在塔板处的压力损失，分别用ΔPg和ΔPl表示三、塔板的设计与计算2. 塔板结构设计：选择合适的塔板形式，如平板塔、条形塔、圆形塔等3. 塔板计算：根据气液负荷、塔板效率等参数，计算塔板面积、塔板高度等四、塔板的性能评价1. 塔板效率：衡量塔板质量传递效果的指标，常用塔板效率来表示2. 塔板压降：气体和液体在塔板处的压力损失，分别用ΔPg和ΔPl表示3. 气液分布均匀性：衡量气体和液体在塔板上的分布均匀程度，影响塔板效率和压降五、塔器工艺设计计算实例1. 计算实例一：求解一个蒸馏塔的塔径、塔高、塔板数等参数2. 计算实例二：求解一个吸收塔的塔径、塔高、塔板数等参数3. 计算实例三：求解一个加压塔的塔径、塔高、塔板数等参数《化工原理》电子教案板式塔及其工艺设计计算教案章节：六、塔板的流动与传质过程七、塔板的设计与计算方法八、塔板的性能测试与评价九、塔器工艺流程与操作条件优化十、塔器安全技术与环保要求六、塔板的流动与传质过程1. 塔板流动特点：气体与液体在塔板上的流动形态，如溢流、雾沫、沟流等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、设计任务1. 结构设计任务完成各板式塔的总体结构设计，绘图工作量折合A1图共计4张左右，具体包括以下内容：⑴各塔总图1张A0或A0加长； ⑵各塔塔盘装配及零部件图2张A1。
2. 设计计算内容完成各板式塔设计计算说明书，主要包括各塔主要受压元件的壁厚计算及相应的强度校核、稳定性校核等内容。
二、设计条件1. 塔体内径mm 2000=i D ，塔高m 299.59H i =；2.设计压力p c =2.36MPa ，设计温度为=t 90C ︒；3. 设置地区：山东省东营市，基本风压值q 0=480Pa ，地震设防烈度8度，场地土类别III 类，地面粗糙度是B 类；4. 塔内装有N=94层浮阀塔盘；开有人孔12个，在人孔处安装半圆形平台12个，平台宽度B=900m m ，高度为1200m m ；5. 塔外保温层厚度为δs =100m m ，保温层密度ρ2=3503m /kg ；三、设备强度及稳定性校核计算1. 选材说明已知东营的基本风压值q 0=480Pa ，地震设防烈度8度，场地土类别III 类；塔壳与裙座对接；塔内装有N=94层浮阀塔盘；塔外保温层厚度为δs =100m m ，保温层密度ρ2=3503m /kg ；塔体开有人孔12个，在人孔处安装半圆形平台12个，平台宽度B=900m m ，高度为1200m m ；设计压力 p c =2.36MPa ，设计温度为=t 90C ︒；壳3m m ，裙座厚度附加量2m m ；焊接接头系数取为0.85；塔内径mm 2000=i D 。
通过上述工艺条件和经验，塔壳和封头材料选用Q345R 。
对该塔进行强度和稳定计算。
2. 主要受压元件壁厚计算本部分应包括常压塔的主要筒体及椭圆封头等重要受压元件的壁厚计算，裙座厚度先按经验值取。
l塔壳和封头材料选用Q345R[MPa 185][,325)(t.20p eL ==σR R (16<≤δ36)] 直径mm 2000=i D 段圆筒及封头： 圆筒：15.12mm 36.285.01852200036.2][2ci c =-⨯⨯⨯=-=p D p tφσδ 封头：mm 06.1536.25.085.018521200036.25.0][2ci c h =⨯-⨯⨯⨯⨯=-=p K D p tφσδ 经圆整后，塔壳厚度取为22m m ，封头厚度取为24m m ，裙座壳厚度取为18m m 。
3. 原油分馏塔质量载荷的计算质量载荷包括：塔体、裙座质量01m ；塔内件如塔盘的质量02m ；保温材料的质量03m ；操作平台及扶梯的质量04m ；操作时物料的质量05m ；塔附件如人孔、接管、法兰等质量a m ；水压试验时充水的质量w m 。
塔体、裙座质量01m =7850299.59)2044.2(414.322⨯⨯-⨯=65020.53kg 附属件质量a m =0.2501m =16255.13kg 则01m +a m =65020.53+16255.13=81275.66kg 塔内件质量02m =kg 2213775940.242=⨯⨯⨯π保温层质量03m =725.50350)044.2244.2(422⨯⨯-⨯π=11958.17kg操作平台及扶梯的质量04m =2112150)244.2044.4(422⨯⨯⨯-⨯π+299.5940⨯ =10372.46kg操作时物料的质量05m =94050.00.243972⨯⨯⨯⨯π=5861.90kg水压试验时充水的质量w m =69.161608)1257.12725.500.24(10002=⨯+⨯⨯⨯πkg塔设备在正常操作时的质量0m =01m +02m +03m +04m +05m +a m=131605.19kg塔设备在水压试验时的最大质量max m =01m +02m +03m +04m +w m +a m=287351.98kg塔设备在停工检修时的质量min m =01m +022.0m +03m +04m +a m=108033.69kg将塔高分成9段，每段的质量列于表1中。
表1 kg【注】塔内构件浮阀塔盘的质量每m 2质量为75kg 计算平台质量按每m 2为150kg 计算 笼式扶梯质量按每m 为40kg 计算4. 分段相关参数说明将塔沿高度分成9段，在裙座开孔处及裙座和筒体连接处作为分段点，筒体以上每10m 平均分段。
具体参数见下图1所示。
图15. 风载荷与风弯矩的计算因1529/>=D H 而且高度H >30m ,因此要同时计算顺风向和横风向载荷。
（1）顺风向水平风力计算塔设备第一自振周期EImH T 419.71=)(6479.144030i D D E H m -=πs 539.2)2044.2(14.310101.9159.29919.3160516479.144653=-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=塔设备第二自振周期EImH T 42285.0=)(64285.044030i D D E H m -=πs404.0)2044.2(14.310101.9159.29919.31605164285.044653=-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=塔设备第三自振周期EImH T 43102.0=)(64102.044030i D D E H m -=π s 145.0)2044.2(14.310101.9159.29919.31605164102.044653=-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 因地面粗糙度是B 类，基本风压01q q =塔设备中第i 计算段所受的水平风力按下式计算：ei i i i i D l q f K K P 021=式中各参数按线性插值由标准查得，计算结果列于表2表2(2)顺风向弯矩计算0-0截面风弯矩:2(.....)2()2(2456789912331221100l l l l l l P l l l P l l P l P M w ++++++++++++=- =N.mm 10100.69⨯I-I 截面风弯矩：)2(.....)2(223456789923322l l l l l l l lP l l P l P M W +++++++++++=I -I =N.mm 10964.59⨯ II-II 截面风弯矩：)7800176602(.....)7800176602/5(5)2780017660(5678994-+++++++-++-=II -II l l l l l P l P P M W =N.mm 10806.49⨯III-III 截面风弯矩:)8500176002(.....)8500176602(2850017660567899554-+++++++-++-=III -III l l l l l P lP P M W =N.mm 10700.49⨯ （3）横风向振幅计算临界风速计算：t a c S T D v 11=2.0539.2244.2⨯=s /m 42.4= t a c S T D v 22=2.0404.0244.2⨯=s /m 77.27= 共振判别：设计风速0265.1q f v v t H ==48077.1265.1⨯⨯=s /m 87.36= 因为12c c v v v >>，故应同时考虑第一振型和第二振型的振动。
横风塔顶振幅：雷诺数v D a 69Re =224487.3669⨯⨯=561041071.5⨯>⨯=时，2.0=L C当α111)(/H c c v vH H =0)87.3642.4(16.01≈=时，56.11=λ 阻尼比取为01.0=ζ 截面惯性矩)(64440i D D I -=π41044mm 1014.7)20002044(6414.3⨯=-⨯=横风塔顶振幅9114211104.49-⨯=IE H v D C Y tc a L T ζλρ 910542101014.71091.101.04.4956.15929942.425.122442.0-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=m 0319.0=（4）横风向弯矩计算共振时临界风速风压作用下的顺风向风力列于表3中表3顺风向弯矩：0-0截面风弯矩:)2(.....)2()2(2123456789912331221100l l l l l l l l lP l l l P l l P l P M cw +++++++++++++++=- =N.mm 10281.18⨯I-I 截面风弯矩：)2(.....)2(223456789923322l l l l l l l lP l l P l P M cw +++++++++++=I-I =N.mm 10252.18⨯ II-II 截面风弯矩：)7800176602(.....)7800176602(2780017660456789955-+++++++-++-=II-II l l l l l P lP P M cw =N.mm 10002.18⨯III-III 截面风弯矩:)8500176602(.....)8500176602(2850017660567899554-+++++++-++-=III-III l l l l l P lP P M cw =N.mm 10980.08⨯横风向弯矩： 0-0截面：19112100)2(k k k k T cah m Y T Mφπ∑=-=9210763.20319.0)539.214.32(⨯⨯⨯⨯= N.m m 10398.58⨯=I-I截面：192121)800()2(k k k k T cah m Y T Mφπ-=∑=I-I 9210710.20319.0)539.214.32(⨯⨯⨯⨯= N.mm 10294.58⨯=II-II 截面: 194121)7800()2(k k k k T cah m Y T M φπ-=∑=II-II9210242.20319.0)539.214.32(⨯⨯⨯⨯==4.380X108Nmm III-III 截面: 194121)8500()2(k k k k T cah m Y T M φπ-=∑=III-III9210195.20319.0)539.214.32(⨯⨯⨯⨯=N.mm 10288.48⨯=组合风弯矩: 0-0截面：N.mm10548.5)()(N.mm10100.6820020090000⨯=+⨯==----cw ca W ewM M M MN.mm 10100.69⨯=I-I 截面：N.mm10440.5)()(N.mm10964.58229⨯=+⨯==I -I I -I I -I I-I cw ca W ewM M M MN.mm 10964.59⨯=II-II 截面：N.mm10493.4)()(N.mm10806.48229⨯=+⨯==II -II II -II II -II II-II cw ca W ewM M M MN.mm 10806.49⨯=III-III 截面：N.mm10399.4)()(N.mm10700.48229⨯=+⨯==III -III III -III III -III III-III cwcaW ewM M M MN.mm 10700.49⨯=6. 地震弯矩计算地震设防烈度8度，取16.0m ax =α； 因场地土类别III 类，则特性周期s 55.0=g T 阻尼比取为01.0=ξ 阻尼调整系数ξξη7.106.005.012+-+=519.1=衰减指数ξξγ+-+=5.005.09.0=0.978地震影响系数max 211)(αηαγT T g =0544.016.0519.1)539.255.0(978.0=⨯⨯=则0-0截面的地震弯矩：gH m mgH M E 012100135163516αα==-=592999.8 19.1316050544.03516⨯⨯⨯⨯ N.m m 10902.19⨯= I-I 截面的地震弯矩:)41410(17585.35.25.35.111I I I-I +-=h H h H Hmg M E αN.mm 10866.19⨯= II-II 截面的地震弯矩:)41410(17585.35.25.35.111II II II -II +-=h H h H Hmg M E αN.mm 10552.19⨯= III-III 截面的地震弯矩:)41410(17585.35.25.35.111III III III -III +-=h H h H Hmg M E αN.mm 10521.19⨯= 以上计算是按塔设备基本振型的结果，此塔1530/>=D H 且高度大于20m ，故还必须考虑高振型的影响。