板式塔技术说明
塔设备机械设计说明
第一章绪论1.1塔设备概述塔设备是石油、化工、轻工等各工业生产中仅次与换热设备的常见设备。
在上述各工业生产过程中，常常需要将原料中间产物或粗产品中的各个组成部分（称为组分）分离出来作为产品或作为进一步生产的精制原料，如石油的分离、粗酒精的提纯等。
这些生产过程称为物质分离过程或物质传递过程，有时还伴有传热和化学反应过程。
传质过程是化学工程中一个重要的基本过程，通常采用蒸馏、吸收、萃取。
以及吸附、离子交换、干燥等方法。
相对应的设备又可称为蒸馏塔、吸收塔、萃取塔等。
在塔设备中所进行的工艺过程虽然各不相同，但从传质的必要条件看，都要求在塔内有足够的时间和足够的空间进行接触，同时为提高传质效果，必须使物料的接触尽可能的密切，接触面积尽可能大。
为此常在塔内设置各种结构形式的内件，以把气体和液体物料分散成许多细小的气泡和液滴。
根据塔内的内件的不同，可将塔设备分为填料塔和板式塔。
在板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体自塔底向上以鼓泡喷射的形式穿过塔盘上的液层，使两相密切接触，进行传质。
两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。
不论是填料塔还是板式塔，从设备设计角度看，其基本结构可以概括为：（1）塔体，包括圆筒、端盖和联接法兰等；（2）内件，指塔盘或填料及其支承装置；（3）支座，一般为裙式支座；（4）附件，包括人孔、进出料接管、各类仪表接管、液体和气体的分配装置，以及塔外的扶梯、平台、保温层等。
塔体是塔设备的外壳。
常见的塔体是由等直径、等壁厚的圆筒及上、下椭圆形封头所组成。
随着装置的大型化，为了节省材料，也有用不等直径、不等壁厚的塔体。
塔体除应满足工艺条件下的强度要求外，还应校核风力、地震、偏心等载荷作用下的强度和刚度，以及水压试验、吊装、运输、开停车情况下的强度和刚度。
另外对塔体安装的不垂直度和弯曲度也有一定的要求。
支座是塔体的支承并与基础连接的部分，一般采用裙座。
其高度视附属设备（如再沸器、泵等）及管道布置而定。
它承受各种情况下的全塔重量，以及风力、地震等载荷，因此，应有足够的强度和刚度。
cuptower用户手册
cuptower用户手册CUP-TOWER用户手册CUP-TOWER User MnulZG石油大学（XX）20XX-12序言塔设备是炼油、石化、化工等部门广泛应用的工艺设备，其主要功能是通过汽（或气）液或液液两相的接触，实现物料的提纯和分离，达到流体间传质与传热的目的。
塔器通过壳体和壳体内的内件实现物料分离，具有结构简单、效率高、操作方便和稳定可靠等特点。
蒸馏、汲取、解吸、汽提、萃取等过程一般均在塔设备中进行。
塔设备的设计过程不仅受到具体参数、工艺要求等的制约，还受到设计人员实际经验和研发手段的制约。
传统的设计过程存在对人员要求高、工作量大、效率低、难以保证数据的准确性、信息不能共享等诸多不利因素。
目前常用的设计软件虽然较好地解决了传统设计的缺陷，但仍然存在一些缺点，如平XX老、塔板类型较少、图形化功能较差、人机对话不方便、设计过程中无法干预及通用性不强等。
针对上述问题，我们对各类板式塔、筛板萃取塔、散装填料塔、规整填料塔、和填料萃取塔的设计进行全面分析，通过工程经验与实验总结规律，开发了一种全新的塔设备计算软件CUP-TOWER。
该软件具有设计和校核的功能，支持多种方式的输入、输出，支持负荷性能图和塔板布置图（CD）的自动生成，能够帮助用户直观的分析塔设备的操作情况，具有较高的有用价值。
CUP-TOWER 用户手册目录第1章系统安装和启动(1)1.1 软件环境(1)1.2 使用许可(1)1.3 安装(2)第2章功能概览(3)第3章组件分类介绍(7)3.1 板式塔(7)3.2 筛板萃取塔(15)3.3 规整填料塔(19)3.4 散装填料塔(23)3.5 填料萃取塔(26)第4章其它(31)4.1 软件升级(31)4.2 软件版本和非法破解(31)4.3 联系方式(32)第1章系统安装和启动1.1 软件环境CUP-TOWER 适用于MS Win7/XP/2000/20XX/Vist，每当OS 升级时，如果有兼容性问题，CUP-TOWER 会进行兼容性升级。
化工原理课程设计-板式精馏塔设计资料教程
umax C
L V V
umax — 最 大 空 塔 气 速 ， m / s
L、V — 分 别 为 液 相 与 气 相 密 度 ， kg m 3
负荷系数
C
C
20
20
0 .2
( C20 值 可 由 S m i t h 关 联 图 求 取 )
（ 3） 加 料 板 位 置 的 确 定
求 出 精 馏 段 操 作 线 和 提 馏 段 操 作 线 的 交 点 x q 、 y q ， 并 以x q 为 分
界线，当交替使用操作线方程和相平衡关系逐板往下计算到
xn xq 且 xn1 xq 时 ， 就 以 第 n 块 板 为 进 料 板 。
（ 4） 实 际 板 数 的 确 定
对高发泡系统及高压操作的塔，停留时间应加长些。
故在求得降液管的截面积之后，应按下式验算液体在降液管内的
停留时间，即
A f H T LS
5.注意事项: 写出详细计算步骤,并注明选用数据的来源; 每项设计结束后,列出计算结果明细表; 设计说明书要求字迹工整,装订成册上交。
第二部分：筛板式精馏塔设计方法
一. 工艺计算 二. 设备计算 三. 辅助设备计算 四. 塔体结构 五. 带控制点工艺流程图
一．工艺计算
主要内容是(1)物料衡算 (2)确定回流比 (3)确定理论板数 和实际板数 (4)塔的气液负荷计算 (5)热量衡算
(1).堰 长 lW : 依 据 溢 流 型 式 及 液 体 负 荷 决 定 堰 长 , 单 溢 流 型 塔 板 堰
长 lW 一 般 取 为 ( 0 . 6 ～ 0 . 8 ) D ； 双 溢 流 型 塔 板 ， 两 侧 堰 长 取 为 ( 0 . 5 ～
塔内件的一些说明
47 60 53 11 2 Cr 35 25 15 M10 Cr 11 2 Cr M10 Cr 108
18
18
18
18 109
Ni
Ni
Ni
Ni 166
52 65 58 13 3 9 40 30 17 M12 9 13 2.5 9 M12 9
167
Ti
Ti
Ti
Ti
K6C 6
1
1
1
1 107
16
GS-8
12
堆积重度 kg/m3 130 151 180 206 240 278 331 411
比表面积 m2/m3 40.1 46.7 56.3 64.6 75.8 88.2 105.5 131.4
空隙率% 91.86 90.58 88.75 87.15 84.99 82.62 74.31 72.29
填料 格栅填料
格栅填料是新型规整填料，有塑料格栅填料和金属格栅填料。塑料格栅填 料是由塑料板经过一定的加工工艺，根据塔径和人孔的大小用金属构件连接组 装而成。每盘填料高度由塔径而。金属格栅填料呈蜂窝状，由金属薄板冲压连 接根据人孔大小制成块片和塔内装组而成。
格栅填料主要是以板片作为主要传质构件。板片垂直于塔截面，与气流和 液流方向平行，上下两层呈 450旋转。气体和液体有固定的通道，流体在板片
外径高厚 d×H×δ
名称 公称尺寸
堆积个数（n） m-3堆积重量 （γρ） kg/m3比表面积 （α） m2/m3空隙率（ε） %
F
mm
（α/ε3）
Dg76
76×76×2.6
1930
73
73
0.92
94
Dg50(井) 50×50×1.5
课程设计-板式塔设计计算
（2）筛板塔板
塔板上开圆孔，孔径：3 - 8 mm，大孔径筛板：12 - 25 mm。
（3）浮阀塔板 浮阀塔盘
方形浮阀
圆形浮阀
条形浮阀
方形浮阀
F1型浮阀
优点：浮阀根据气体流量，自动调节开度，提高了塔板的操作弹 性、降低塔板的压降，同时具有较高塔板效率，在生产中得到广 泛的应用。 缺点：浮阀易脱落或损坏。
② 降液管液泛
当塔内气、液两相流量较大，导致降液管内阻力及塔板阻
力增大时，均会引起降液管液层升高，当降液管内液层高度难 以维持塔板上液相畅通时，降液管内液层迅速上升，以致达到 上一层塔板，逐渐充满塔板空间，即发生液泛。并称之为降液 管液泛。
说明：两种液泛互相影响和关联，其最终现象相同。
（2） 严重漏液 漏液量增大，导致塔板上难以维持正常操作所需的液面，无
6.10.2 塔内气、液两相异常流动
（1）液泛 如果由于某种原因，使得气、液两相流动不畅，使板上液
层迅速积累，以致充满整个空间，破坏塔的正常操作，称此现
象为液泛。 液 泛现象：
① 过量雾沫夹带液泛 原因：
① 气相在液层中鼓泡，气泡破裂，将雾沫弹溅至上一层塔板；
② 气相运动是喷射状，将液体分散并可携带一部分液沫流动。 说明：开始发生液泛时的气速称之为液泛气速 。
为了使进料保持稳定，一般入塔的原料液由高位槽供给，
以免受泵的流量波动的影响。
为了保持回流液的稳定，冷凝器常采用冷却水,而不用塔 顶蒸气预热原料液.因为塔顶蒸气量如有波动，将影响回 流液量及进料温度。从而影响整个塔的操作稳定性。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。 塔釜液体虽然温度很高，但用它来预热原料液,对液-液 传热过程其传热系数很小，则所需传热面积必然很大。
化工原理课程设计--苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计
化工原理课程设计--苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计湖南科技大学化工原理课程设计——苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计专业班级：应用化学二班姓名：李钰冰学号： 1006020221指导老师：杨明平、仇明华、刘和秀2012年12月24日~2013年1月4日10级应用化学专业板式精馏塔设计任务书一、设计题目：苯——甲苯连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件1 、进精馏塔料液含苯38% （质量），其余为甲苯2 、产品中苯含量不得少于96% （质量）3 、釜液中苯含量不得高于4% （质量）4 、生产能力：5.5 吨/ 小时5 、操作条件：(1) 精馏塔顶压强：4.5kPa （表压）(2) 进料热状态：自选(3) 加热蒸气：600kPa （表压）的饱和蒸气(4) 回流比：自选(5) 单板压降：≯0.7kPa三、设备型式：筛板塔四、厂址：湘潭地区（年平均水温20 ℃）五、设计内容（设计基础数据参见设计指导书）1 、设计方案的确定及流程说明2 、塔的工艺计算3 、塔和塔板主要工艺尺寸的计算⑴塔板、塔径及塔板结构尺寸的确定⑵塔板的流体力学验算⑶塔板的负荷性能图4 、设计结果概要或设计一览表5 、换热器的选型与计算6 、生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图及筛板布置图7 、对本设计的评述或有关问题的分析讨论六、按要求编制相应的设计说明书七、主要参考资料化工原理、化工原理课程设计指导书、化工工艺设计手册、物理化学手册八、指导老师组织人：刘和秀指导老师：杨明平、仇明华、刘和秀九、时间2012.12.24----2013.1.4前言化工生产中所处理的原料、中间产物、粗产品几乎都是有若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。
生产中为了满足储存、运输、加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或纯态的物质。
芳香族化合物是化工生产中的重要的材料，可用来制备染料、树脂、农药、合成药物、合成橡胶，合成纤维和洗涤等等；苯与甲苯都是重要的化工原料，苯- 甲苯混合溶液的分离技术一直是一个重要的课题。
板式塔基本知识
板式塔的焊接技术
01
02
03
04
焊接设备
选择合适的焊接设备和焊接工 艺，确保焊接质量和效率。
焊接材料
选择符合要求的焊接材料，包 括焊条、焊丝、焊剂等。
焊接顺序
制定合理的焊接顺序，确保焊 接变形和应力控制在允许范围
内。
焊接检验
对焊接过程和焊接结果进行检 验，确保焊接质量和安全性。
板式塔的检测与试验
安装内部构件
在塔体内安装内部构件，如填 料、支撑板、分布器等，确保 流体力学性能良好。
准备基础
根据塔体尺寸和重量，设计并 准备基础，要求基础承载能力 足够且稳定。
安装支撑和固定件
在塔体上安装支撑和固定件， 确保塔体的稳定性和承重能力 。
安装附件
如楼梯、平台、栏杆等，确保 人员和设备安全。
板式塔的调试与运行
的抗堵塞性能。可以通过优化塔板结构、选择合适的材料等方式来提高
抗堵塞性能。
板式塔的工艺设计
流程方案
设计板式塔的工艺流程方案需要考虑物料的性质、处理量、分离要求等因素。 根据这些因素选择合适的流程方案，包括流程的复杂程度度、气液流量比、操作压力等。这些参数需 要根据工艺要求和实际情况进行选择和调整。在设计时需要考虑到这些参数对 塔性能的影响。
板式塔的基本结构
塔体
通常由碳钢或不锈钢制成，用来支撑塔板和 内部件。
塔板
是板式塔的核心部件，由平整的金属板构成， 板上开有许多孔，以便液体通过。
降液管
位于塔板的下方，将液体从塔板上引到下一层塔 板。
溢流堰
位于降液管的上方，用于保持液面高度和防止液体 从塔板上的孔溢出。
支承板
用于支撑上一层塔板的重量，并防止塔板变形。
三甘醇接触塔的类型-解释说明
三甘醇接触塔的类型-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述三甘醇接触塔是一种用于气液相接触和质量传递的装置，主要用于化工生产中的脱硫、脱硝和脱水等工艺中。
三甘醇接触塔的类型多样，包括板式三甘醇接触塔、填料式三甘醇接触塔、螺旋板式三甘醇接触塔等。
本文将对三甘醇接触塔的类型、塔式结构及应用、设计要点等进行介绍和探讨，旨在为相关领域的研究和应用提供参考和指导。
1.2 文章结构文章结构部分：本文将分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将对三甘醇接触塔进行概述，介绍文章的结构和目的。
在正文部分将详细介绍三甘醇接触塔的类型、塔式结构及应用以及设计要点。
最后，在结论部分将对文章进行总结，展望三甘醇接触塔的应用前景，并提出展望。
通过这样的结构，本文将全面深入地介绍三甘醇接触塔的相关知识和应用技术。
1.3 目的撰写本文的目的在于深入探讨三甘醇接触塔的类型及其在工业生产中的应用。
通过对不同类型的三甘醇接触塔进行详细介绍和分析，旨在帮助读者更全面地了解三甘醇接触塔的特点、优缺点以及适用范围。
同时，通过对其设计要点和应用前景的探讨，希望能为相关领域的工程技术人员提供一些有价值的参考和建议，推动该领域的发展和进步。
最终，本文还将展望三甘醇接触塔在未来的发展趋势和应用前景，为相关领域的研究和应用提供一些新的思路和方向。
2.正文2.1 三甘醇接触塔的类型三甘醇接触塔是一种用于气液传质传热的设备，根据不同的工艺要求和物料性质，可以分为多种类型。
（1）板式三甘醇接触塔板式三甘醇接触塔是最常见的一种类型，其结构简单，易于维护和清洗。
板式三甘醇接触塔利用板式填料来增加气液接触面积，从而提高传质传热效率。
该类型的接触塔适用于一般的气体-液体传质过程。
（2）填料式三甘醇接触塔填料式三甘醇接触塔采用各种形状和材质的填料作为传质传热介质，填料的形状和材质会直接影响接触塔的传质传热效果。
在填料式三甘醇接触塔中，填料的选择和布置是至关重要的，不同的填料类型适用于不同的工艺要求。
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。
化工原理课程设计精馏板式塔的设计
确保停留时间大于或等于3～5s，这样使得溢流中的泡沫有足够的时间在降
液管中分离。
（27）
⑤ 降液管底隙高度hb：
（28）
• 采用合适的回流比； • 蒸馏系统的合理设置，如采用中间再沸器和中间 冷凝器的流程，可以提高精馏塔的热力学效率。
3.板式精馏塔的工艺计算
釜。 （1） （2）
得出：
3.1物料衡算及操作线方程
• 常规塔：一处进料和塔顶、塔底各有一个产品，塔釜间接蒸汽加热的精馏
（3）
（4）
式中：F、D、W——分别为原料液、馏出液和釜残液流量，kmol/h；
2.2进料状态的选择
• • • • • • •
进料状态以进料热状态参数q表示，有五种进料状态； q>1.0时，为低于泡点温度的冷液进料； q＝1.0时，为泡点下饱和液体； q＝0时，为露点下的饱和蒸气； 1>q>0时，为介于泡点和露点间的气液混合物； q<0时，为高于露点的过热蒸气进料。 为使塔的操作稳定，免受季节气温影响，精、提馏段采 用相同塔径以便于制造，则采用饱和液体（泡点）进料， 但需增设原料预热器。
• 4、塔的负荷性能图（放在说明书的流体力学验算后、用 标准坐标纸绘制）
2.设计方案的确定
2.1操作压力
精馏操作可以在常压、减压和加压下进行。
除热敏性物料外，凡通过常压精馏即可实现分离要 求，并能用江河水或循环水将馏出物冷凝下来的 系统，都采用常压精馏；
对热敏性物料或混合物沸点过高的系统，宜采用减 压精馏； 常压下成气态的物料必须采用加压精馏。
化工原理
百科名片化工原理化学工程学及其进展化学工程学，以化学、物理和数学原理为基础，研究物料在工业规模条件下，它所发生物理或化学点击此处添加图片说明状态变化的工业过程及这类工业过程所用装置的设计和操作的一门技术学科。
化学工程学的进展：三阶段：单元操作：20世纪初期。
单元操作的物理化学原理及定量计算方法，奠定了化学工程做为一门独立工程学科的基础。
“三传一反”概念：20世纪60年代多分支：20世纪60年代末。
形成了单元操作、传递过程、反应工程、化工热力学、化工系统工程、过程动态学及控制等完整体系。
目录英文名称0.1 化学工程学科的进展单元操作图书信息内容简介图书目录绪论第1章流体流动原理及应用第2章传热及传热设备第3章传质原理及应用第4章固体颗粒流体力学基础与机械分离第5章固体干燥第6章其他单元附录化工原理（第三版上册）化工原理（第三版）（下册）内容简介目录一、上册二、下册英文名称0.1 化学工程学科的进展单元操作图书信息图书目录绪论第1章流体流动原理及应用第2章传热及传热设备第3章传质原理及应用第4章固体颗粒流体力学基础与机械分离第5章固体干燥第6章其他单元附录化工原理（第三版上册）化工原理（第三版）（下册）内容简介目录一、上册二、下册展开编辑本段英文名称Chemical Engineering Principles编辑本段0.1 化学工程学科的进展单元操作化工生产是以化学变化或化学处理为主要特征的工业生产过程。
在化学工业中，对原料进行大规模的加工处理，使其不仅在状态与物理性质上发生变化，而且在化学性质生也发生变化，成为合乎要求的产品，这个过程即叫化工生产过程。
以氯碱生产为例说明化工生产过程的基本步骤。
可见，虽然电解反应为核心过程，但大量的物理操作占有很大比重。
另外象传热过程，不仅在制碱中，在制糖、制药、化肥中都需要，在传热过程物料的化学性质不变，遵循热量传递规律，通过热量交换的方式实现，所用设备均为换热器，作用都是提高或降低物料温度，为一普遍采用的操作方式。
科普▕板式塔功能介绍一览
科普▕板式塔功能介绍一览板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备，由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成。
广泛应用于精馏和吸收，有些类型（如筛板塔）也用于萃取，还可作为反应器用于气液相反应过程。
操作时（以气液系统为例），液体在重力作用下，自上而下依次流过各层塔板，至塔底排出；气体在压力差推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。
每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际接触传质。
沿革工业上最早出现的板式塔是筛板塔和泡罩塔。
筛板塔出现于1830年，很长一段时间内被认为难以操作而未得到重视。
泡罩塔结构复杂，但容易操作，自1854年应用于工业生产以后，很快得到推广，直到20世纪50年代初，它始终处于主导地位。
第二次世界大战后，炼油和化学工业发展迅速，泡罩塔结构复杂、造价高的缺点日益突出，而结构简单的筛板塔重新受到重视。
通过大量的实验研究和工业实践，逐步掌握了筛板塔的操作规律和正确设计方法，还开发了大孔径筛板，解决了筛孔容易堵塞的问题。
因此，50年代起，筛板塔迅速发展成为工业上广泛应用的塔型。
与此同时，还出现了浮阀塔，它操作容易，结构也比较简单，同样得到了广泛应用。
而泡罩塔的应用则日益减少，除特殊场合外，已不再新建。
60年代以后,石油化工的生产规模不断扩大,大型塔的直径已超过 10m。
为满足设备大型化及有关分离操作所提出的各种要求，新型塔板不断出现，已有数十种。
2 塔板又称塔盘，是板式塔中气液两相接触传质的部位，决定塔的操作性能，通常主要由以下三部分组成：①气体通道为保证气液两相充分接触，塔板上均匀地开有一定数量的通道供气体自下而上穿过板上的液层。
气体通道的形式很多，它对塔板性能有决定性影响，也是区别塔板类型的主要标志。
筛板塔塔板的气体通道最简单，只是在塔板上均匀地开设许多小孔（通称筛孔）,气体穿过筛孔上升并分散到液层中（图2）。
泡罩塔塔板的气体通道最复杂，它是在塔板上开有若干较大的圆孔，孔上接有升气管，升气管上覆盖分散气体的泡罩（图3）。
乙酸乙酯-乙酸丁酯筛板精馏塔的设计
化工原理课程设计题目乙酸乙酯-乙酸丁酯分离板式精馏塔系（院）化学与化工系专业化学工程与工艺班级2009级1班学生姓名毋瑞仙学号2009010825指导教师贾冬梅职称副教授二〇一一年十二月十日课程设计任务书一、课题名称乙酸乙酯—乙酸丁酯分离板式精馏塔设计二、课题条件（原始数据）原料：乙酸乙酯、乙酸丁酯溶液处理量：5万t/a原料组成：23%（乙酸乙酯的质量分率）料液初温： 25℃操作压力、回流比、单板压降：自选进料状态：冷液体进料塔顶产品浓度： 98%（质量分率）塔底釜残液乙酸丁酯回收率为96%（质量分率）塔顶：全凝器塔釜：饱和蒸汽间接加热塔板形式：筛板生产时间：300天/年，每天24h运行冷却水温度：20℃设备形式：筛板塔厂址：滨州市三、设计内容（包括设计、计算、论述、实验、应绘图纸等根据目录列出大标题即可）1 、设计方案的选定2、精馏塔的物料衡算3、塔板数的确定4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算（加热物料进出口温度、密度、粘度、比热、导热系数）5、精馏塔塔体工艺尺寸的计算6、塔板主要工艺尺寸的计算7、塔板的流体力学验算8、塔板负荷性能图（精馏段）9、换热器设计10、馏塔接管尺寸计算11、制生产工艺流程图（带控制点、机绘，A2图纸）12、绘制板式精馏塔的总装置图（包括部分构件）（手绘，A1图纸）13、撰写课程设计说明书一份（设计说明书的基本内容：⑴课程设计任务书；⑵课程设计成绩评定表；⑶中英文摘要；⑷目录；⑸设计计算与说明；⑹设计结果汇总；⑺小结；⑻参考文献）14、有关物性数据可查相关手册15、注意事项●写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源●每项设计结束后列出计算结果明细表●设计最终需装订成册上交四、进度计划（列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期）1.设计动员，下达设计任务书 0.5天2.收集资料，阅读教材，拟定设计进度 1-2天3.初步确定设计方案及设计计算内容 5-6天4.绘制总装置图 2-3天5.整理设计资料，撰写设计说明书 2天6.设计小结及答辩 1天目录摘要 (1)第一章概述 (1)1.1精馏操作对塔设备的要求 (1)1.2板式塔类型 (1)第二章设计方案的确定 (2)2.1操作条件的确定 (2)2.2确定设计方案的原则 (4)第三章塔的工艺尺寸得计算 (5)3.1精馏塔的物料衡算 (5)3.1.1摩尔分率 (5)3.1.2平均摩尔质量 (5)3.1.3 物料衡算 (5)3.1.4 回收率 (5)3.2塔板数的确定 (6)3.2.1理论板层数N的求取 (6)3.3 精馏塔有关物性数据的计算 (8)3.3.1 操作压力计算 (8)3.3.2 操作温度计算 (9)3.3.3 平均摩尔质量计算 (9)3.3.4 平均密度计算 (10)3.3.5 液体平均表面张力计算 (10)3.3.6 液体平均黏度计算 (11)3.4 精馏塔的塔体工艺尺寸设计 (11)3.4.1 塔径的计算 (11)3.4.2 精馏塔有效高度的计算 (11)3.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (14)3.5.1 溢流装置计算 (14)3.5.2 塔板布置 (17)3.6 筛板的流体力学验算 (19)3.6.1 塔板压降 (20)3.6.2液面落差 (21)3.6.3 液沫夹带 (22)3.6.4 漏液 (22)3.6.5 液泛 (23)3.7 塔板负荷性能图 (23)3.7.1 漏液线 (23)3.7.2 液沫夹带线 (23)3.7.3 液相负荷下限线 (24)3.7.4 液相负荷上限线 (25)3.7.5 液泛线 (26)第四章塔附属设计 (29)4.1 塔附件设计 (29)4.2 筒体与封头 (32)4.3 塔总体高度设计 (33)4.3.1 塔的顶部空间高度 (33)4.3.2 塔的底部空间高度 (33)4.3.3 塔体高度 (33)4.4 附属设备设计 (33)4.4.1 冷凝器的选择 (33)4.4.2 泵的选择 (34)设计小结 (35)附录 (36)参考文献 (43)摘要化工生产过程中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。
板式塔的结构范文
板式塔的结构范文板式塔是一种常见的结构类型，广泛应用于石化、化工、环保等行业的装置中。
它具有结构简单、自重轻、抗风抗震能力强等特点，因此在实际工程中被广泛采用。
1.板式塔的基本概念和特点板式塔是一种由平行板组成的塔结构，其中的平行板称为板架，通过螺栓连接并形成一个整体。
每根板子上都设有横向杆束以增加结构强度。
板架上的板子可以是圆形、方形、三角形等形状，具体根据工艺要求和使用环境而定。
板式塔的特点主要有以下几个方面：1.1结构简单：由于主要由平板构成，在制造和安装过程中比较简单。
而且板式塔的每个单元都相对独立，可以根据需要进行灵活组合。
1.2质量轻：板架由轻钢材料制成，板子的材质通常是塑料、铝合金等轻质材料，所以整体结构比较轻巧。
1.3抗风能力强：板式塔可以通过合理的设计和加固措施来提高其抗风能力，减小其在风力作用下的变形和破坏风险。
1.4提高传质效率：板式塔内每一层板子的密度较大，通过板子的阻力增加了气体与液体的接触面积，从而提高了传质效率。
2.板式塔的结构设计2.1塔顶塔顶是板式塔的一个重要组成部分，主要包括排气管、下部挡雨帽和上部挡水帽等。
排气管的作用是将内部的气体排出，并防止外部异物进入。
挡雨帽用来防止雨水进入塔内，挡水帽用来防止水进入塔内，一般应具有良好的密封性能。
2.2横梁和纵梁横梁和纵梁是连接塔板的重要部件，用于增加结构的稳定性和强度。
横梁一般位于塔板的下方，纵梁则位于塔板的两侧，它们通过螺栓连接起来，形成一个整体。
2.3板子的选择和安装板子通常由塑料、铝合金或玻璃钢等材料制成。
选择具体板子的形状和材质，应根据工艺要求、介质性质和使用环境等因素综合考虑。
板子的安装一般是通过螺栓紧固于梁上，需要注意安装的准确度和平整度，以确保整个结构的稳定性。
3.板式塔的安装与维护3.1安装板式塔的安装一般分为塔身和塔盘的安装过程。
首先，根据设计要求将塔架立起来，然后将板子一层一层地按照设计顺序安装在横梁和纵梁上，通过螺栓进行连接紧固。
（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。
板式塔基本知识
根据实际需要，选择不同结构形式的塔盘， 如泡罩式、筛板式、浮阀式等。
塔盘开孔率
支撑结构
开孔率要适宜，以保证液体和气体在塔盘上 有足够的流通面积，同时防止溢流液泛。
塔盘需要可靠的支撑结构，以保证其稳定性 和刚度。
溢流装置的选用与设计
溢流装置的功能
溢流装置主要用来使液体在塔盘上 均匀分布，同时防止液泛现象的发 生。
受液盘的选用与设计
受液盘的功能
受液盘主要用来收集从降液管流出 的液体，同时防止气体进入受液盘 内。
受液盘的类型
受液盘有多种类型，如平板型、槽 型等，应根据工艺条件和物料性质 选择合适的受液盘。
受液盘的尺寸
受液盘的尺寸要与降液管相适应， 以保证液体能够均匀地流入到受液 盘中。
受液盘的材料
受液盘的材料应耐腐蚀、耐高温， 根据工艺条件可选用不同的材料。
溢流装置的结构与类型
溢流装置结构
溢流装置主要由溢流堰、受液盘和降液管组成，用于控制液 体流动。
溢流装置类型
溢流装置可分为固定式溢流装置和可调式溢流装置两种，其 中可调式溢流装置又可分为旋转式和升降式。
降液管的结构与类型
降液管结构
降液管是连接溢流装置和受液盘的管道，用于输送液体。
降液管类型
降液管可分为直型降液管、斜型降液管和多级降液管等。
溢流装置的类型
溢流装置有多种类型，如堰式、槽 式等，应根据工艺条件和物料性质 选择合适的溢流装置。
溢流装置的尺寸
溢流装置的尺寸要与塔盘相适应， 以保证液体能够均匀地分布在塔盘 上。
溢流装置的材料
溢流装置的材料应耐腐蚀、耐高温 ，根据工艺条件可选用不同的材料 。
降液管的选用与设计
降液管的功能
塔设备设计说明书资料
目录目录 (1)塔设备选型说明书 (1)1.1 塔型的选择原则 (1)1.2 填料塔和板式塔的比较 (1)1.2.1 板式塔塔型选择的一般原则 (2)1.2.2 板式塔的塔盘类型与选择 (3)1.2.3 填料塔填料选择 (4)1.3 塔型的结构与选择 (4)1.3.1 与物性有关的因素 (5)1.3.2 与操作条件有关的因素 (5)1.3.3 其他因素 (5)1.3.4 本厂实际情况的选择 (6)1.4 塔的设计 (6)1.4.1 塔的主要工艺尺寸计算 (7)1.5 CupTower校核 (18)1.6 塔负荷性能优化数据 (23)1.7 塔机械工程设计 (24)1.7.1 塔高的计算 (24)1.7.2 塔相关设计与校核参数 (25)1.7.3 SW6塔强度校核 (26)附塔设备一览表 (40)塔设备选型说明书1.1 塔型的选择原则精馏塔主要有板式塔、填料塔两种，它们都可以用作蒸馏和吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，要根据具体情况选择。
塔选型参考标准《固定式压力容器》GB 150-2011《压力容器封头》GB/T 25198-2010《石油化工塔器设计规范》SHT 3098-2011《钢制化工容器结构设计规定》HG/T 20583-2011《工艺系统工程设计技术规范》HG/T 20570-1995《塔顶吊柱》HG/T 21639-2005《不锈钢人、手孔》HG 21594-21604《钢制人孔和手孔的类型与技术条件》HG/T 21514-2005《钢制塔式容器》JB/T 4710-2005《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG/T 20592~20635-20091.2 填料塔和板式塔的比较表1-1 精馏塔的主要类型及特点类型板式塔填料塔结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板等规整填料操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可采用并流操作类型板式塔填料塔设备性能空塔速度（亦即生产能力）高，效率高且稳定；压降大，液气比的适应范围大，持液量大，操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；要求液相喷淋量较大，持液量小，操作弹性大制造与维修直径在600mm以下的塔安装困难，金属材料耗量大新型填料制备复杂，造价高，检修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难适用场合处理量大，操作弹性大，带有污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料1.2.1 板式塔塔型选择的一般原则选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。
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板式塔技术说明
板式塔的主要特征是在塔内装置一定数量的塔板，原水水平流过塔板，经降液管流入下一层塔板，载气以鼓泡或喷射方式穿过板上水层，相互接触传质。
塔内气相和水相组成沿塔高呈阶梯变化。
板式塔的传质效率比填料塔高。
一、板式塔的结构
板式塔为逐级接触式的气液传质设备，其结构如图
12-6 所示。
它由圆柱形壳体、塔板、溢流堰、降液管及
受液盘等部件组成。
操作时，塔内液体依靠重力作用，
由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘，然后横向
流过塔板，从另一侧的降液管流至下一层塔板。
溢流堰
的作用是使塔板上保持一定厚度的流动液层。
气体则在
压力差的推动下，自下而上穿过各层塔板的升气道（泡
罩、筛孔或浮阀等），分散成小股气流，鼓泡通过各层塔板的液层。
在塔板上，气液两相必须保持密切而充分的接触，为传质过程提供足够大而且不断更新的相际接触表面，减小传质阻力。
在板式塔中，尽量使两相呈逆流流动，以提供最大的传质推动力。
气液两相逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化，在正常操作下，液相为连续相，气相为分散相。
二、塔板类型
塔板可分为有降液管式塔板和无降液管式塔板（也称为穿流式或逆流式）两类。
在有降液管式塔板上，气液两相呈错流方式接触，这种塔板效率较高，具有较大的操作弹性，使用广泛。
在无降液管式塔板上，气液两相呈逆流接触，塔板板面利用率较高，生产能力大，结构简单，但效率低，操作弹性较小，工业使用较少。
有降液管式塔板分为泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、喷射型塔板。
（1）泡罩塔板
泡罩塔板的主要元件为升气管及泡罩。
泡罩安装在升气管顶部，分圆形和条形两种，其中圆形泡罩使用较广。
泡罩的下部周边有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯形。
泡罩在塔板上按一定规律排列。
操作时，板上有一定厚度的液层，齿缝浸没于液层中而形成液封。
升气管的顶部应高于泡罩齿缝的上沿，以防止液体从升气管中漏下。
上升气体通过齿缝进入板上液层时，被分散成许多细小的气泡或流股，在板上形成鼓泡层，为气液两相的传热和传质提供大量的接触界面。
（2）筛孔塔板
筛孔塔板简称筛板，塔板上开有许多均匀的小孔，孔径一般为3～8mm，筛孔直径大于10mm的筛板称为大孔径筛板。
筛孔在塔板上作正三角形排列。
塔板上设置溢流堰，使板上能保持一定厚度的液层。
操作时，气体经筛孔分散成小股气流，鼓泡通过液层，气液间密切接触而进行传热和传质。
在正常的操作条件下，通过筛孔上升的气流应
能阻止液体经筛孔向下泄漏。
筛板的优点是结构简单，造价低;板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大;气体分散均匀，传质效率较高。
其缺点是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、黏度大的物料。
（3）浮阀塔板
浮阀塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两种塔板的优点。
其结构特点是在塔板上开有若干个阀孔，每个阀孔装有一个可以上下浮动的阀片。
阀片本身连有几个阀腿，插入阀孔后将阀腿底脚拨转90°，用以限制操作时阀片在板上升起的最大高度，并限制阀片不被气体吹走。
阀片周边冲出几个略向下弯的定距片，当气速很低时，靠定距片与塔板呈点接触而坐落在网孔上，阀片与塔板的点接触也可防止停工后阀片与板面黏结。
操作时，由阀孔上升的气流经阀片与塔板间隙沿水平方向进入液层，增加了气液接触时间，浮阀开度随气体负荷而变，在低气量时，开度较小，气体仍能以足够的气速通过缝隙，避免过多的漏液;在高气量时，阀片自动浮起，开度增大，使气速不致过大。
浮阀塔板的优点是结构简单、制造方便、造价低;塔板开孔率大，生产能力大，由于阀片可随气量变化自由升降，故操作弹性大;因上升气流水平吹入液层，气液接触时间较长，故塔板效率较高。
其缺点是处理易结焦、高黏度的物料时，阀片易与塔板黏结;在操作过程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降。
（4）喷射型塔板
在喷射型塔板上，气体沿水平方向喷出，不再通过较厚的液层而鼓泡，因而塔板压降降低，液沫夹带量减少，可采用较大的操作气速，提高了生产能力。
根据塔板结构的不同，板式塔可分为泡罩塔、筛板塔、浮阀塔和喷射塔等，如图12-7所示。
下面以浮阀塔为例介绍设计计算方法，其他板式塔的设计计算方法类似。
如图12-7 板式吹脱塔的构造示意。