浮阀塔课程设计说明书
苯甲苯浮阀塔课程设计
苯甲苯浮阀塔课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握苯甲苯浮阀塔的基本原理、结构和设计方法；技能目标要求学生能够运用所学知识进行苯甲苯浮阀塔的计算和设计，提高解决实际问题的能力；情感态度价值观目标要求学生培养对化工工艺的兴趣和责任感，增强团队合作意识和创新精神。
通过分析课程性质、学生特点和教学要求，明确课程目标，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容根据课程目标，选择和教学内容，确保内容的科学性和系统性。
本课程的教学大纲包括以下内容：1.苯甲苯浮阀塔的基本原理：介绍苯甲苯浮阀塔的工作原理、特点和应用范围。
2.苯甲苯浮阀塔的结构：讲解浮阀塔的各个组成部分及其功能，包括塔体、塔板、浮阀等。
3.苯甲苯浮阀塔的设计方法：教授浮阀塔的设计步骤和方法，包括塔径、塔板面积、浮阀开度等参数的计算。
4.苯甲苯浮阀塔的优化：介绍浮阀塔的优化方法，如塔板形状、塔内流体力学性能等。
5.苯甲苯浮阀塔的案例分析：分析实际工程中的苯甲苯浮阀塔案例，加深学生对知识的理解和应用能力。
教学内容的安排和进度将根据学生的学习情况适时调整，以确保教学目标的实现。
三、教学方法选择合适的教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：通过教师的讲解，系统地传授苯甲苯浮阀塔的相关知识，帮助学生建立知识框架。
2.讨论法：学生进行分组讨论，培养学生的思考能力和团队合作意识。
3.案例分析法：分析实际工程案例，让学生将所学知识运用到实际问题中，提高解决实际问题的能力。
4.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手进行苯甲苯浮阀塔的模拟设计，增强实践能力。
通过多样化的教学方法，激发学生的学习兴趣，培养学生的主动性和创新精神。
四、教学资源选择和准备适当的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等，以支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
化工原理课程设计浮阀塔
化工原理课程设计(浮阀塔)板式连续精馏塔设计任务书一、设计题目：分离苯—甲苯系统的板式精馏塔设计试设计一座分离苯—甲苯系统的板式连续精馏塔，要求原料液的年处理量为50000 吨，原料液中苯的含量为35 %，分离后苯的纯度达到98 %，塔底馏出液中苯含量不得高于1%（以上均为质量百分数）二、操作条件1. 塔顶压强： 4 kPa （表压）；2. 进料热状态：饱和液体进料3. 回流比：加热蒸气压强：101.3 kPa（表压）；单板压降：≤ 0. 7 kPa三、塔板类型：浮阀塔板四、生产工作日每年300天，每天24小时运行。
五、厂址厂址拟定于天津地区。
六、设计内容1. 设计方案的确定及流程说明2. 塔的工艺条件及有关物性数据的计算3. 精馏塔的物料衡算4. 塔板数的确定5. 塔体工艺尺寸的计算6. 塔板主要工艺尺寸的设计计算7. 塔板流体力学验算8. 绘制塔板负荷性能图9. 塔顶冷凝器的初算与选型10. 设备主要连接管直径的确定11. 全塔工艺设计计算结果总表12. 绘制生产工艺流程图及主体设备简图13. 对本设计的评述及相关问题的分析讨论目录一、绪论 0二、设计方案的确定及工艺流程的说明 (1)2.1设计流程 (1)2.2设计要求 (2)2.3设计思路 (2)2.4设计方案的确定 (3)三、全塔物料衡算 (4)3.2物料衡算 (4)四、塔板数的确定 (5)4.1理论板数的求取 (5)4.2全塔效率实际板层数的求取 (6)五、精馏与提馏段物性数据及气液负荷的计算 (8)5.1进料板与塔顶、塔底平均摩尔质量的计算 (8)5.2气相平均密度和气相负荷计算 (9)5.3液相平均密度和液相负荷计算 (9)5.4液相液体表面张力的计算 (10)5.5塔内各段操作条件和物性数据表 (10)六、塔径及塔板结构工艺尺寸的计算 (13)6.1塔径的计算 (13)6.2塔板主要工艺尺寸计算 (14)6.3塔板布置及浮阀数目与排列 (16)七、塔板流体力学的验算及负荷性能图 (18)7.1塔板流体力学的验算 (18)7.2塔板负荷性能图 (21)八、塔的有效高度与全塔实际高度的计算 (26)九、浮阀塔工艺设计计算总表 (27)十、辅助设备的计算与选型 (29)10.1塔顶冷凝器的试算与初选 (29)10.2塔主要连接管直径的确定 (30)十一、对本设计的评述及相关问题的分析讨论 (32)13.1设计基础数据 (35)13.2附图 (37)天津大学仁爱学院化工系化工原理课程设计一、绪论化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。
浮阀塔课程设计甲醇水
浮阀塔 课程设计甲醇水一、课程目标知识目标：1. 学生能理解浮阀塔的基本结构、工作原理及其在化工过程中的应用。
2. 学生能掌握甲醇与水的相平衡关系，了解其在浮阀塔中的分离过程。
3. 学生能运用相关公式计算浮阀塔的塔板数、处理能力和分离效率。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析实际浮阀塔操作过程中存在的问题，并提出改进措施。
2. 学生能够通过实验操作，观察和记录甲醇与水的分离过程，提高实验技能。
3. 学生能够运用计算机软件，对浮阀塔进行模拟和优化，提高解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到浮阀塔在化工生产中的重要作用，增强对化学工程学科的兴趣。
2. 学生能够通过学习，培养严谨的科学态度，树立良好的团队合作精神。
3. 学生能够关注化工生产对环境的影响，提高环保意识，培养可持续发展观念。
本课程针对高年级化学工程与工艺专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，制定具体、可衡量的课程目标。
通过本课程的学习，学生将能够掌握浮阀塔相关知识，提高解决实际问题的能力，同时培养良好的情感态度和价值观。
为实现课程目标，后续教学设计和评估将围绕具体学习成果展开。
二、教学内容1. 浮阀塔的基本概念与结构：介绍浮阀塔的定义、分类、结构及其在化工生产中的应用。
- 教材章节：第三章第二节“浮阀塔的结构与特点”2. 甲醇与水的相平衡关系：讲解甲醇与水的相平衡原理，分析不同温度、压力下二者的相态变化。
- 教材章节：第二章第五节“液-液平衡”3. 浮阀塔中的分离过程：阐述甲醇水混合物在浮阀塔中的分离原理，包括塔内流体流动、传质与传热过程。
- 教材章节：第三章第三节“浮阀塔的分离过程”4. 浮阀塔设计与计算：介绍浮阀塔设计方法，包括塔板数、处理能力、分离效率的计算。
- 教材章节：第四章第二节“浮阀塔的设计计算”5. 实验操作与观察：组织学生进行浮阀塔实验，观察甲醇与水的分离过程，记录数据，分析结果。
- 教材章节：第五章“实验操作”6. 计算机模拟与优化：运用相关软件，对浮阀塔进行模拟和优化，提高学生解决实际问题的能力。
化工设备机械基础课程设计(浮阀塔)
北京理工大学珠海学院课程设计任务书2013～2014学年第2 学期学生姓名：专业班级：化工一班指导教师：工作部门：化工与材料学院一、课程设计题目浮阀塔的机械设计二、课程设计内容1．塔设备的结构设计包括：塔盘结构，塔底、塔顶空间，人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等。
2. 塔体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核（1）根据设计压力初定壁厚；（2）计算危险截面的重量载荷、风载荷、地震载荷及偏心载荷；（3）计算危险截面的由各种载荷作用下的轴向应力；（4）计算危险截面的组合轴向拉应力和组合轴向压应力，并进行强度和稳定性校核。
3. 筒体和裙座水压试验应力校核4. 裙座结构设计及强度校核包括：裙座体、基础环、地脚螺栓5. 编写设计说明书一份6. 手工绘制3（A3）号装配图一张，Auto CAD绘3（A3）号图一张（换热器）。
三、设计条件1. 设备类型：自支承式塔设备（塔顶无偏心载荷）；2. 设置地区环境：基本风压：q o=400N/㎡;设计地震烈度：7度（或8度）；场地土：Ⅱ类。
地震加速度0.3g，地震系数根据自己的需要任取一组；3. 塔体及裙座的机械设计条件：（1）塔体内径Di=2200mm，塔高近似取H=45000mm（每隔一组数据不同，详见安排表）；（2）计算压力Pc=1.0MPa（每组中各人的计算压力根据安排表中数据）,设计温度t=250℃；（3）塔体装有N=75层浮阀塔盘，每块塔盘上存留介质层高度为hw=100mm，介质密度为ρ1=800kg/m3；（4）沿塔高每5m左右开设一个人孔，人数为8-10个，相应在人孔处安装半圆形平台8-10个，平台宽度为B=900mm，高度为1000mm。
（5）塔外保温层厚度为δs=120mm，保温材料密度为ρ2=300kg/m3；（6）塔体与裙座间悬挂一台再沸器，其操作质量为me=4000kg,偏心距e=2000mm；（7）塔体与封头材料在低合金高强度刚中间选用，并查出其参数。
浮阀塔课程设计说明书模板
浮阀塔课程设计说明书题目：拟建一浮阀塔用以分离苯-氯苯混合物（不易气泡），决定采用F1型浮阀，试根据以下条件做出浮阀塔（精馏段）的设计计算。
已知条件见下表：要求：（1）进行塔板工艺设计计算及验算 （2）绘制负荷性能图 （3）绘制塔板结构图 （4）给出设计结果列表 （5）进行分析和讨论设计计算及验算1.塔板工艺尺寸计算（1）塔径 欲求塔径应先给出空塔气速u ，而max u )(⨯=安全系数u vvl cu ρρρ-=max式中c 可由史密斯关联图查出，横标的数值为0625.0)996.29.841(61.1006.0)(5.05.0==v l h h V L ρρ 取板间距m H T 45.0=，板上液层高度m h L 05.0=，则图中参数值为m h H L T 4.005.045.0=-=-由图53-查得0825.020=c ，表面张力./9.20m mN =σ0832.0)20(2.020=⨯=σc cs m u /399.1996.2996.29.8410832.0max =-⨯=取安全系数为0.6，则空塔气速为 m /s 84.0399.16.0u max =⨯=⨯=安全系数u 塔径m uV D s562.184.014.361.144=⨯⨯==π按标准塔径圆整m D 6.1=，则 塔截面积 22201.2)6.1(414.34m D A T =⨯==π实际空塔气速 s m A V u T s /801.001.261.1===（2）溢流装置 选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。
各项计算如下：①堰长W l ：取堰长D l W 66.0=，即 m l W 056.16.166.0=⨯= ②出口堰高W h ：OW L W h h h -=采用平直堰，堰上液层高度OW h 可依下式计算：32)(100084.2Wh OWl L E h = 近似取1=E ，则可由列线图查出OW h 值。
m 021.0h 056.1,/6.213600006.0OW 3===⨯=，查得m l h m L W hm h h h OW L W 029.0021.005.0=-=-=则③弓形降液管宽度d W 和面积f A ：66.0=Dl W由图103-查得：124.0,0721.0==DW A A dTf ，则 2145.001.20721.0m A f =⨯=m W d 199.06.1124.0=⨯=停留时间s L H A L H A sT f hTf 88.10006.045.0145.03600=⨯===θs 5>θ，故降液管尺寸可用。
苯甲苯浮阀塔课程设计
苯甲苯浮阀塔课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握苯甲苯浮阀塔的基本原理、结构和设计方法。
具体包括以下三个方面：1.知识目标：（1）了解苯甲苯浮阀塔的定义、分类和应用领域；（2）掌握苯甲苯浮阀塔的工作原理、结构特点和设计原则；（3）熟悉苯甲苯浮阀塔的优缺点和性能评价。
2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决苯甲苯浮阀塔的实际问题；（2）具备初步设计苯甲苯浮阀塔的能力；（3）学会查阅相关资料，进行技术创新和优化。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对化工工艺的兴趣和热情，提高专业素养；（2）培养学生勇于探索、创新的精神，树立正确的价值观；（3）培养学生团队协作、沟通交流的能力，增强社会责任感。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.苯甲苯浮阀塔的定义、分类和应用领域；2.苯甲苯浮阀塔的工作原理、结构特点和设计原则；3.苯甲苯浮阀塔的优缺点和性能评价；4.苯甲苯浮阀塔的设计方法和步骤；5.苯甲苯浮阀塔在化工工艺中的应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下几种教学方法：1.讲授法：教师讲解苯甲苯浮阀塔的基本概念、原理和设计方法；2.案例分析法：分析实际应用案例，让学生更好地理解苯甲苯浮阀塔的原理和应用；3.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作，增强实践能力；4.讨论法：分组讨论，引导学生主动思考、提问和解决问题。
四、教学资源为了支持教学内容的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《化工工艺学》、《化工设备设计》等；2.参考书：相关论文、专利、设计手册等；3.多媒体资料：图片、视频、动画等；4.实验设备：苯甲苯浮阀塔模型、实验室仪器等。
通过以上教学资源的使用，为学生提供丰富的学习体验，提高教学效果。
五、教学评估本节课的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等方面的表现，评估学生的学习态度和积极性。
浮阀式精馏塔课程设计
浮阀式精馏塔课程设计
一、设计任务和要求
1.设计一个浮阀式精馏塔，以满足给定的分离要求。
2.根据给定的进料条件、产品要求和操作条件，确定合适的操作方式和工艺参数。
3.使用适当的设计软件进行模拟和优化，以确定最佳塔体尺寸和分离效果。
4.编写设计报告，包括塔体尺寸、分离流程、操作条件、经济效益等方面的分析。
二、设计步骤
1.确定设计任务和要求，明确进料条件、产品要求和操作条件。
2.进行物性分析和热力学分析，选择合适的精馏分离流程。
3.根据流程图和工艺参数，使用设计软件建立浮阀式精馏塔的模型。
4.进行模拟计算，优化塔体尺寸和分离效果。
5.根据模拟结果，确定塔体尺寸、填料和附件等参数。
6.编写设计报告，包括流程图、模拟结果、塔体尺寸、经济效益等方面的分析。
7.准备答辩材料，向老师和同学展示设计成果。
三、注意事项
1.在设计过程中，应充分考虑安全、环保和经济效益等方面的因素。
2.注意数据的准确性和可靠性，以确保设计的可行性和可靠性。
3.在答辩过程中，应注意表达清晰、逻辑严谨，回答问题时要准确、全面。
四、总结
本课程设计通过模拟和优化浮阀式精馏塔，使我们更深入地了解了精馏分离的原理和工艺参数，提高了我们的工程设计能力和实际操作能力。
同时，也使我们认识到了工程实践中的复杂性和多样性，培养了我们的创新思维和实践能力。
在未来的学习和工作中，我们将不断积累经验，提高自己的综合素质和能力水平。
化工原理课程设计说明书 苯和苯乙烯分离过程浮阀精馏塔设计.
《化工原理》课程设计说明书苯-苯乙烯分离过程浮阀精馏塔设计院系：化学与化工学院专业：化学工程与工艺班级：09化工2班学号：0906210201姓名：武金龙指导老师：李梅摘要本设计的任务是设计用于分离苯-苯乙烯的浮阀精馏塔。
精馏是多级分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
精馏装置包括精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。
热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
根据加热方式来决定塔底是否设置再沸器，塔底设置再沸器时为间接加热，这种加热方式适用于各种物系，且被广泛使用。
由于本设计设置了再沸器，故采用间接加热。
板式塔的种类繁多，本设计采用浮阀塔，它是在泡罩塔的基础上发展起来的。
浮阀塔被广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中，塔径从200mm到6400mm，使用效果较好。
它具有处理能力大，操作弹性大，塔板效率高，压强小，使用周期长等特点。
确定回流比有图解法和逐板计算法，本设计采用逐板计算法，虽然计算过程较为繁琐，但计算精度较高。
理论板确定后，计算实际板数，再设计塔和塔板中所有的参数，初选塔板间距并计算塔径，这些数据的计算都是以精馏段的数据为依据的。
设计中采用平直溢流堰，因为这样可以使得塔板上具有一定高度的均匀流动的液层。
浮阀塔的开孔率设计中要满足一定的要求，即要确定合适的浮阀数，浮阀的孔径是由所选浮阀的型号确定的，浮阀数通过上升蒸汽量、阀孔气速和孔径确定，阀孔的排列采用等腰三角形叉排。
最后是塔板负荷性能图中过量雾沫夹带线、液泛线、漏液线、液相负荷上、下限线的计算以及确定塔体结构。
目录第一部分概述 (5)一、设计目标 (5)二、设计任务 (5)三、设计条件 (5)四、设计内容 (5)第二部分工艺设计计算 (6)一、设计方案的确定 (6)二、精馏塔的物料衡算 (6)1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (6)2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数 (6)3.物料衡算原料处理量 (7)三、塔板数的确定 (7)1.相对挥发度的求取 (7)2.进料状态参数的确定 (8)3.最小回流比的确定 (8)4.操作线方程的求取 (9)5.全塔效率的计算 (9)6.实际板层数的求取 (10)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)1.操作压强计算 (10)2.操作温度计算 (10)3.平均摩尔质量计算 (11)4.平均密度计算 (11)5.液相平均表面张力计算 (12)6.求精馏塔的气、液相负荷 (13)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (14)1.塔径的计算 (14)2.精馏塔的有效高度的计算 (15)六、塔板主要工艺尺寸的计算 (15)1.溢流装置计算 (15)2.塔板布置 (18)3.浮阀数与开孔率 (19)七、塔板的流体力学验算 (20)1.气体通过干板的压降 (20)2.雾沫夹带量的验算 (21)3.液泛的验算 (21)4.漏液的验算 (22)八、塔板负荷性能图 (22)1.漏液线 (22)2.过量雾沫夹带线 (22)3.液相负荷下限线 (23)4.液相负荷上限线 (23)5.液泛线 (23)九、附属设备的设计 (25)1.接管尺寸 (25)2.回流管尺寸 (25)3.塔底进气管尺寸 (25)4.加料管尺寸 (25)5.料液排出管尺寸 (25)第三部分设计结果汇总 (26)一、设计结果一览表 (26)二、工艺流程图 (28)三、设计总结 (29)参考文献 (29)第一部分概述一、设计目标分离苯—苯乙烯混合液的浮阀式精馏塔设计二、设计任务试设计分离苯与苯乙烯混合物的浮阀精馏塔，年处理量为2.4万吨苯与苯乙烯混合液，要求气液混合进料。
浮阀塔设计计算说明书 精品
乙醇-水连续精馏浮阀塔设计说明书.山东大学课程设计（）成绩评定表学院：机械工程学院专业：过程装备与控制工程年级：09级第1章浮阀塔国内外研究现状及应用1.1 浮阀塔研究现状1.1.1 应用领域和应用现状浮阀塔是20世纪50年代开发的一种新塔型，其特点是在筛板塔基础上，在每个筛孔除安装一个可上下移动的阀片。
当筛孔气速高时，阀片被顶起上升，空速低时，阀片因自身重而下降。
阀片升降位置随气流量大小自动调节，从而使进入夜层的气速基本稳定。
又因气体在阀片下侧水平方向进入液层，既减少液沫夹带量，又延长气液接触时间，故收到很好的传质效果。
浮阀塔结构简单，制造费用便宜，并能适应常用的物料状况，是、行业中使用最广泛的塔型之一。
1.1.2 国内外研究现状浮阀塔作为化工、炼油行业中广泛应用的塔型之一，得到全世界的认可。
无论是中国还是国外，大型化工行业都对浮阀塔做了很多的研究。
随着对浮阀塔等一系列板式塔的研究，逐渐对塔进行结构和技术操作上的改造，让塔的效率和制造成本得到了降低，同时，更加新型的塔设备也在孕育之中。
1.2 本文涉及的内容、目的以及意义1.2.1 本文涉及的内容本文主要内容是对乙醇-水分离设备—浮阀塔的设计。
在已知的条件和数据之下，计算塔高、壁厚，然后进行各种校核：风载荷校核、地震载荷校核、筒体应力校核、补强等。
对塔盘的设计和计算式非常关键的一步，也是整个塔设计中最复杂的一步。
最后是选择标准件，比如吊住，除沫器等等，根据已有的标准进行选择，最后进行塔体的整合，形成完整的浮阀塔。
1.2.2 本文的目的通过对塔设备的涉及，对《过程装备设计》课程有更加深入的理解和认知，同时也将课堂知识运用到实际设计问题中来。
1.2.3 本文的意义化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。
浮阀塔设计计算说明书
山东大学课程设计（论文）设计(论文)题目：乙醇——水浮阀式精馏塔设计姓名学院机械工程学院专业过程装备与控制工程年级2012 级指导教师唐委校宋清华2015 年12 月31 日山东大学课程设计（论文）成绩评定表学院：机械工程学院专业：过程装备与控制工程年级：2012级目录目录摘要 (IV)Abstract (V)第一章绪论 ................................................................................................................ - 1 -1.1设计背景 ......................................................................................................... - 1 -1.2设计任务 ......................................................................................................... - 1 -1.1.1设计任务概述 ....................................................................................... - 1 -1.1.2设计任务书 ........................................................................................... - 2 -1.3设计方案 ......................................................................................................... - 2 -第二章塔总体结构设计 ............................................................................................ - 3 -2.1总体结构 ......................................................................................................... - 3 -2.2主体尺寸 ......................................................................................................... - 3 -2.2.1塔高 ....................................................................................................... - 3 -（注：H指从基础环到上封头切线高度） ........................................................ - 5 -2.2.2设计参数及材料指标 ........................................................................... - 5 -2.2.3壁厚 ....................................................................................................... - 5 -2.3总结 ................................................................................................................. - 6 -第三章塔盘设计与校核 ............................................................................................ - 7 -3.1塔盘型式设计 ................................................................................................. - 7 -3.2塔盘的结构设计 ............................................................................................. - 7 -3.2.1塔盘结构 ............................................................................................... - 7 -3.2.2浮阀 ....................................................................................................... - 7 -3.2.3 受液盘 .................................................................................................. - 7 -3.2.4 排液孔 .................................................................................................. - 8 -3.2.5 降液板 .................................................................................................. - 8 -3.2.6 入口堰 .................................................................................................. - 8 -3.2.7 出口堰 .................................................................................................. - 8 -3.2.8 液封盘 .................................................................................................. - 9 -3.3 塔盘的校核 .................................................................................................... - 9 -3.3.1塔盘载荷计算 ....................................................................................... - 9 -3.3.2塔盘边板强度校核 ............................................................................. - 10 -3.3.3通道板的强度校核 ............................................................................. - 13 -3.4总结 ............................................................................................................... - 15 -第四章塔设备的强度设计与稳定校核 .................................................................. - 16 -4.1塔体载荷分析 ............................................................................................... - 16 -4.1.1质量载荷 ............................................................................................. - 16 -4.1.2风载荷和风弯矩 ................................................................................. - 19 -4.1.3地震载荷 ............................................................................................. - 22 -4.1.4偏心弯矩 ............................................................................................. - 25 -4.1.5计算截面处载荷 ................................................................................. - 25 -将上述各截面的计算结果汇总于下表 ...................................................... - 25 -4.1.6最大弯矩 ............................................................................................. - 26 -4.2筒体的强度及稳定校核 ............................................................................... - 27 -4.2.1操作工况 ............................................................................................. - 27 -4.2.2液压实验 ............................................................................................. - 29 -4.3裙座壳体轴向应力校核 ............................................................................... - 30 -4.3.1 裙座底部截面的校核 ........................................................................ - 30 -4.3.2检查孔中心截面的校核 ..................................................................... - 31 -4.4 本章小结 ...................................................................................................... - 33 -第五章塔附件设计 .................................................................................................. - 35 -5.1 保温层与保温圈 .......................................................................................... - 35 -5.1.1 保温层 .............................................................................................. - 35 -5.1.2 保温圈 .............................................................................................. - 35 -5.2 裙座 .............................................................................................................. - 35 -5.2.1 裙座形式及材料 ................................................................................ - 35 -5.2.2 裙座与封头连接结构 ........................................................................ - 36 -5.2.3 地脚螺栓座 ........................................................................................ - 36 -5.2.4 排气管 ................................................................................................ - 36 -5.2.5 塔底接管引出孔 ................................................................................ - 37 -5.3 塔顶吊柱 ...................................................................................................... - 37 -5.4 除沫器 .......................................................................................................... - 37 -5.5操作平台与梯子 ........................................................................................... - 38 -5.5.1操作平台 ............................................................................................. - 38 -5.5.2梯子 ..................................................................................................... - 39 -5.6 本章小结 ...................................................................................................... - 42 -第6章裙座强度校核 .............................................................................................. - 43 -6.1 基础环强度校核 .......................................................................................... - 43 -6.1.1 基础环尺寸 ........................................................................................ - 43 -6.1.2基础环强度校核 ................................................................................. - 43 -6.2地脚螺栓座强度校核 ................................................................................... - 44 -6.2.1 筋板强度校核 .................................................................................... - 45 -6.2.2盖板强度校核 ..................................................................................... - 46 -6.3 裙座与筒体对接焊缝强度校核 .................................................................. - 46 -6.4 本章小结 ...................................................................................................... - 47 -第7章开孔及开孔补强设计 .................................................................................. - 48 -7.1开孔补强设计 ............................................................................................... - 48 -7.1.1气体出口补强设计 ............................................................................. - 48 -7.1.2气体入口补强设计 ............................................................................. - 50 -7.1.3液体出口补强设计 ............................................................................. - 52 -7.1.4人孔补强设计 ..................................................................................... - 54 -7.2接管及法兰选型 ........................................................................................... - 56 -7.3 本章小结 ...................................................................................................... - 58 -参考文献 .................................................................................................................... - 59 -谢辞 ............................................................................................................................ - 60 -摘要在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门，塔设备是一种重要的单元操作设备，它广泛应用于蒸馏、吸收、气提、萃取、气体的洗涤、增湿及冷却等单元操作中。
浮阀式塔板课程设计
浮阀式塔板课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握浮阀式塔板的基本原理、结构特点及其在化工过程中的应用。
通过本课程的学习，学生能理解浮阀式塔板的工作原理，掌握其设计计算方法，并能够分析解决实际工程问题。
1.掌握浮阀式塔板的基本原理和结构特点。
2.理解浮阀式塔板的设计计算方法。
3.了解浮阀式塔板在化工过程中的应用。
4.能够运用浮阀式塔板的基本原理分析和解决实际工程问题。
5.能够运用浮阀式塔板的设计计算方法进行简单的设计计算。
情感态度价值观目标：1.培养学生的工程意识，使其能够将理论知识应用于实际工程实践。
2.培养学生对化工行业的兴趣，提高其对化工专业的认同感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括浮阀式塔板的基本原理、结构特点、设计计算方法以及在化工过程中的应用。
1.浮阀式塔板的基本原理：介绍浮阀式塔板的工作原理，包括塔板的作用、塔板流体力学原理、塔板效率等。
2.浮阀式塔板的结构特点：介绍浮阀式塔板的结构组成，包括塔板本体、浮阀、升气管、塔板孔等，并分析各种结构特点对塔板性能的影响。
3.浮阀式塔板的设计计算方法：介绍浮阀式塔板的设计计算方法，包括塔板孔径计算、塔板压降计算、塔板流量计算等。
4.浮阀式塔板在化工过程中的应用：介绍浮阀式塔板在化工过程中的应用实例，包括蒸馏、吸收、萃取等，并分析浮阀式塔板在各种化工过程中的优缺点。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过讲解浮阀式塔板的基本原理、结构特点、设计计算方法等，使学生掌握相关理论知识。
2.讨论法：学生针对浮阀式塔板在实际工程中的应用进行讨论，培养学生的工程意识和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析浮阀式塔板在化工过程中的实际应用案例，使学生能够将理论知识与实际工程相结合。
4.实验法：安排实验室实践活动，使学生能够直观地了解浮阀式塔板的工作原理和结构特点，提高学生的实践操作能力。
浮阀塔课程设计
1 引言精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。
精馏过程在能量计的驱动下，使气，液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移。
实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。
本次设计任务为设计一定处理量的精馏塔，实现苯—甲苯的分离。
化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。
为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。
可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。
浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为国内应用最广泛的塔型，特别是在石油、化学工业中使用最普遍。
浮阀有很多种形式，但最常用的形式是F1型和V-4型。
F1型浮阀的结果简单、制造方便、节省材料、性能良好，广泛应用在化工及炼油生产中。
1.1 精馏塔对塔设备的要求1.生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流动。
2.效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。
3.流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达到所要求的真空度。
4.有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会使效率发生较大的变化。
5.结构简单，造价低，安装检修方便。
6.能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。
1.2 浮阀塔的优点1．生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大 20%～40%，与筛板塔接近。
2．操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。
板式塔中的浮阀塔课程说明
板式塔中的浮阀塔课程说明前言精馏按其操作方式可分为简单蒸馏、闪蒸和精馏等。
前两者是仅进行一次部分汽化和部分冷凝的过程，故只能部分的分离液体混合物；后者是进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，可使混合液得到近乎完全的分离。
将单级分离加以组合变成多级分离。
若将第一级中溶液的部分汽化所得气相产品在冷凝器中加以冷凝，然后再将冷凝液在第二级中进行部分汽化，此时所得气相组成为y2，且y2必大于y1(第一级气相产品组成)，若部分汽化的次数越多，所得蒸气的组成也越高，最后所得到几乎纯态的易挥发组分。
同理，若将从各分离器中所得到的液相产品进行多次的部分汽化和分离，那么这种级数越多，所得液相产品的组成越低，最后可得几乎纯态的难挥发组分。
因此，汽化和部分冷凝是使得混合液得以完全分离的必要条件。
不同温度且互不平衡的气液两相接触时，必然会同时产生传热和传质的双重作用，所以使上级液相回流与下一级气相直接接触，就可以省去中间加热器和冷凝器，因此，回流和溶液的部分汽化而产生上升蒸气是保证精馏过程连续操作的两个必不可少的条件。
总之，精馏是将由不同挥发度的组分所组成的混合液在精馏塔中同时多次地部分汽化和冷凝，使其分离成几乎纯态组分的过程。
实现精馏操作的塔设备有板式塔和填料塔两大类，本次设计内容为板式塔中的浮阀塔。
1流程的选择乙醇——水混合液经预热器加热到指定温度后，送入精馏塔的进料板，在进料板上与自塔上部释放的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。
在每层板上，回流液体与上升蒸汽互相接触，进行热和质的传递过程。
操作时，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品（釜残液），部分液体汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。
塔顶蒸汽进入冷凝器中被全部冷凝，并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体，其余部分经冷却器后被送出作为塔顶产品（馏出液）。
2工艺计算2.1物料衡算：查文献1可知：M 乙醇=46 g/mol ；M 水=18 g/molF F F F /0.27/460.13/(1)/0.27/46(10.27)/18W M x W M W M ===+-+-乙醇乙醇水D D D D /0.93/460.84/1)/0.93/46(10.93)/18W M x W MW M ===+-+-乙醇水乙醇（W W W /0.005/460.002/1)/0.005/46(10.005)/18W W M x W M W M ===+-+-乙醇乙醇水（混合液分子量：F F 46(1)180.13460.871821.64g/mol M x x =⨯+-⨯=⨯+⨯=混36600010==10166.36kmol/21.64300F ⨯⨯天F D W10166.361552.86kmol/0.1310166.360.840.0028613.5kmol/F W D D W D Fx Dx Wx D W W =+=+=⎧⎧⎧⇒⇒⎨⎨⎨=+⨯=+=⎩⎩⎩天天 由于R=2.7，查文献5得精馏段操作线方程：1 2.710.8411 2.71 2.710.730.227D R y x x y x R R y x =+⇒=+⨯++++⇒=+ 进料热状况：查文献1得乙醇与水的有关物性为：汽化热：m r r M =⨯混加料液的平均汽化热：m 1930.951836.751930.95(2724.99)]21.641892.0721.6440944.39kJ/kmol29.8624.99r -=[+-⨯⨯=⨯=-由文献5查出组成F 0.13x =的乙醇-水溶液泡点为85°C ，平均温度854062.52t -+==℃ 查文献1得：()p 4.45 4.294.452724.61 4.41kJ/(kg K)33.3024.61C -=-⨯-=-P m m 4.41(8540)21.6440944.391.1040944.39C t r q r ∆+⨯-⨯+=== ∴1.10111 1.101q q ==-- ∴q 线方程为：F11111 1.3q y x x q q y x =---⇒=-提留段操作线方程为： 2.71552.864192.72kmol/L RD ==⨯=天W4192.72 1.1010116.368613.50.0024192.72 1.1010116.368613.54192.72 1.1010116.368613.52.280.003L qF Wy x x L qF W L qF Wy x y x +=-+-+-+⨯⇒=-⨯+⨯-+⨯-⇒=-2.2塔板数确定由图解法求得T 18N =（包括再沸器），第16块为进料板位置图2.1 常压下乙醇-水溶液的x-y 图塔顶温度由D 0.84x =查文献7得 D 78.2t =℃ 塔底温度由W 0.002x =查文献7得W 99.3t =℃'78.299.388.72t +==℃ 查文献5得0.32mPa sμ=水 查文献3得0.38mPa sμ=乙醇查文献7得A 0.0641x = B 0.9359x =根据公式Lm i i x μμ=∑ 得Lm 0.320.93590.410.06410.3258mPa s μ=⨯+⨯= 因为塔顶采用全凝器，所以1D 0.84y x == 查文献7可知120.8280.730.8280.2270.8314x y =⇒=⨯+=所以A B1A B1.094y x x y α== 同理得：表 2.1每层塔板上的相对挥发度123.229NNNαααα+++==∑由奥康奈尔关联式：T L 0.2450.2450.49()0.49(3.2290.3258)48%E αμ--==⨯⨯= 求解实际塔板数T T 1181360.48N N E --==≈精馏段塔板数D 16330.48N == 提馏段塔板数W 36333N =-=2.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算2.71552.864192.72kmol/L RD ==⨯=天(1)(2.71)1552.865745.58kmol/V R D =+=+⨯=天'4192.72 1.1010166.3615320.72kmol/L L qF =+=+⨯=天 '(1)5745.58(1.101)10166.366762.22kmol/V V q F =+-=+-⨯=天（1）操作压力：塔顶操作压力：D 101.33kPa P = 每层塔板压降：0.7kPa P ∆=进料板压力：F 101.330.734125.13kPa P =+⨯=塔底操作压力：W 101.330.736126.53kPa P =+⨯=精馏段平均压力：D F 101.33125.13113.23kPa 22P P P ++=== 提馏段平均压力：F W '125.13126.53125.83kPa 22P P P ++===（2）操作温度： 塔顶采用全凝器塔 顶 温度：由 D 0.84x = ，查得：D 78.3t =℃ 进料板温度：由 F-10.35x = ，查得：F-181.2t =℃由F 0.13x = ，查得：F 85.1t =℃塔 底 温度：由 W 0.002x = ，查得：W 99.3t =℃ 精馏段平均温度：D F-178.381.279.722t t t ++===℃ 提馏段平均温度：F D'85.399.392.322t t t ++===℃（3）平均摩尔质量的计算：塔 顶：1D 0.84y x ==查文献7得10.83x =VDm 0.8446(10.84)1841.52kg/kmol M =⨯+-⨯=LDm 0.8346(10.83)1841.24kg/kmol M =⨯+-⨯= 进料板上一块：F-10.35x =查得F-10.6y =VF-1m 0.646(10.6)1834.8kg/kmol M =⨯+-⨯=LF-1m 0.3546(10.35)1827.8kg/kmol M =⨯+-⨯= 精馏段平均摩尔质量：VDm VF-1mvm 41.5234.838.16kg/kmol 22M M M ++=== LDm LF-1mLm 41.2427.834.52kg/kmol 22M M M ++=== 提馏段：F 0.13x =查得F 0.6y =VFm'0.4146(10.41)1829.48kg/kmol M =⨯+-⨯='LFm 0.1346(10.13)1821.64kg/kmol M =⨯+-⨯=塔底：W 0.002x =查得W 0.0248y =Vwm '0.024846(10.0248)1818.69kg/kmol M =⨯+-⨯=Lwm 0.00246(10.002)1818.06kg/kmol M =⨯+-⨯=提馏段平均摩尔质量：VWmVFm '''Vm 29.4818.6924.09kg/kmol 22M M M ++===LFm Lwm'''Lm21.6418.0619.85kg/kmol 22M M M ++===（4）平均密度的计算： ①汽相平均密度计算：由理想气体方程得：Vm PMRT ρ=精馏段气相平均密度：VmVm 3113.2338.161.473kg/m 8.314(273.1579.73)P M RTρ⨯⨯===⨯+提馏段汽相平均密度：'Vm''3Vm125.8324.090.998kg/m 8.314(273.1592.26)P M Rt ρ⨯⨯'===⨯+② 液相平均密度计算：i Lmi1αρρ=∑塔顶：由D 78.25t =℃查文献5得3972.85kg/m ρ=水查文献3得3763.2kg/m ρ=乙醇∴LDm 311774.89kg/m 0.930.07763.2972.85ρααρρ===++水乙醇乙醇水进料板上一块：F-181.2t =℃查得3758.1kg/m ρ=乙醇，3971.02kg/m ρ=水, ∴LF-1m 311884.11kg/m 0.351-0.35758.1971.02ρααρρ===++水乙醇乙醇水精馏段液相平均密度：3774.89884.11829.5kg/m 2Lm ρ+==塔底由W 99.3t =℃查得3745.6kg/m ρ=乙醇，3958.9kg/m ρ=水，∴Lwm '311957.53kg/m 0.0051-0.005745.6958.9ρααρρ===++水乙醇乙醇水进料板由F 85.1t =℃查3755.4kg/m ρ=乙醇，3968.5kg/m ρ=水∴LFm '311899.95kg/m 0.271-0.27755.4968.5ρααρρ===++水乙醇乙醇水提馏段液相平均密度：'3Lm 957.53899.95928.74kg/m 2ρ+==② 液相平均表面张力12Lm 121221121x x x x σσσσσσσ==++由D 78.3t =℃查文献3得17.3mN/mσ=乙醇查文献562.9mN/mσ=水DmL 119.57mN/m0.841-0.8417.362.9σ==+进料板上一块板F-181.2t =℃查得62.37mN/mσ=水，17.2mN/mσ=乙醇F-1mL132.5mN/m 0.351-0.3517.262.37σ==+∴精馏段液相平均表面张力：m L 19.5732.526.04mN/m 2σ+==由W 99.3t =℃查得58.94mN/m σ=水，15.5mN/m σ=乙醇WmL 158.61mN/m 0.0021-0.00215.558.94σ==+由F 85.1t =℃查得61.64mN/m σ=水，16.7mN/m σ=乙醇Fm L 145.66mN/m 0.131-0.1316.761.64σ==+ ∴提馏段液相平均表面张力：Lm '58.6145.6652.14mN/m 2σ+== 2.4塔径的计算（1）精馏段 气相体积流量3Vm s Vm5745.5838.1624 1.72m /s 36003600 1.473VM V ρ⨯===⨯ 液相体积流量33Lm s Lm 4192.7234.5224 2.0210m /s 36003600829.5LM L ρ-⨯===⨯⨯ 取塔板间距T 0.45m H =，板上液层高度 L 0.05m h =11322s Lm s Vm 2.0210829.50.02791.72 1.473L V ρρ-⎛⎫⨯⎛⎫=⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭及T L 0.450.050.4m H h -=-= 查文献5史密斯关联图得200.081C =0.20.2Lm 2026.040.0810.08542020C C σ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∴max 0.0854 2.02m/s u === 取安全系数为0.8，则max 0.80.8 2.02 1.62m/s u u ==⨯=∴精馏段塔径 1.16m D == 取塔径 1.2m D = 则塔空速s 0221.72 1.52m ππ 1.244V u D ===⨯ 则0max 1.520.752.02u u ==，在0.6~0.8的安全系数之间 （2）提馏段 气相体积流量Vm s Vm '''3'6762.2224.0924 1.889m /s 360036000.998V M V ρ⨯===⨯液相体积流量Lm s Lm '''33'15320.7219.8524 3.7910m /s 36003600928.74LM L ρ-⨯===⨯⨯ 取塔板间距T '0.45m H =，板上液层高度L '0.05m h =s Lm s Vm 11''232'' 3.7910928.740.0611.889 1.889L V ρρ-⎛⎫⨯⎛⎫=⨯= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭及T L ''0.450.050.4m H h -=-= 查文献5史密斯关联图得20'0.075C =Lm 200.2'0.2''52.140.0750.0912020C C σ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∴max '0.091 2.77m/s u C === 取安全系数为0.7，则max ''0.70.7 2.77 1.94m/s u u ==⨯=∴提馏段塔径' 1.11m D === 取塔径 1.2m D = 则塔空速s 0'''221.889 1.67m ππ 1.244V u D ===⨯ 则0max '' 1.670.602.77u u ==，在0.6~0.8的安全系数之间 查文献5塔高的计算：T T T 18110.4516.43m 0.48N Z H E ⎛⎫⎛⎫=-=-⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2.5热量衡算及冷凝器选择塔顶：由1D 0.84y x ==所以其质量分数为0.93查文献1可知：()0.844610.841841.52g/mol M =⨯+-⨯=VD 1213.441.5250380.37kJ/kmol H =⨯=由D 0.84x =，得D 0.85y =()'0.854610.851841.8g/mol M =⨯+-⨯=LD 265.4241.811094.56kJ/kmol H =⨯=∴塔顶冷凝器：()()()6c VD LD 1552.861 3.750380.3711094.569.410kJ/h 24Q R D H H =+-=⨯⨯-=⨯ 设=20t 进℃，=30t 出℃，则水的平均温度m =25t ℃查得20℃时3998.2kg/m ρ=水()P 4.183kJ/kg K C =()()65c c P 9.410 2.2510kg/h 4.1833020Q W C t t ⨯===⨯-⨯-出进 又D 78.25t =℃()()m 78.252078.253053.0978.2520ln 78.2530t ---∆==--℃K 预设为500W/（m 2•℃）则62c m 9.41098.37m 50053.09Q A K t ⨯===∆⨯ 查文献5可知：选取列管换热器公称直径：600mm管程数：1管子总根数：245管长：6m碳钢管：φ25×2.5实际面积S ：113.5m 2639.41010433.33600113.553.09⨯⨯==⨯⨯管子正三角形排列 符合350~1160之间 2.6塔底再沸器W 0.002x =查得W 0.0249y =，W 99.3t =℃()'W 0.02494610.02491818.697g/mol M =⨯+-⨯=()W 0.0024610.0021818.056g/mol M =⨯+-⨯=VD '2666.618.05648132.13kJ/kmol Z =⨯=LD '446.5418.6978348.96kJ/kmol Z =⨯=∴()()'''b VM LM 6762.221.05 1.0548148.138348.963270.69kJ/s 243600Q V Z Z =-=⨯⨯-=⨯ 选用绝压200kPa P =的蒸汽，其沸点为120.2℃，气化潜热为2205 kJ/kg ∴加热蒸汽消耗量b h 3270.69 1.48kg/s 2205Q W r === m W 120.299.2720.93t T t ∆=-=-=℃K 预设为3000 W/（m 2•℃）则32b 0m 3270.691052.09m 300020.93Q A K t ⨯===∆⨯ 公称压强：2.5×103kPa公称直径：600mm管程数：1管子总根数：245中心排管数：17碳钢管：φ25×2.5实际面积S ：55.8m 2()323270.69102800.5W/m 55.820.93K ⨯==⨯实℃符合要求3流体力学验算与负荷性能图3.1溢流装置由文献5可知：由于塔径为1.2m，属于直径较大的塔，常采用弓形降液管，单溢流又称直径流，液体自受液盘流向溢流堰，广泛用于直径2.2m以下的塔中。
精馏塔(浮阀塔)的设计
课程设计（论文）浮阀精馏塔的工艺设计说明书题目名称苯—甲苯溶液精馏装置精馏塔设计课程名称化工原理学生姓名雷素兰学号**********系专业生化系2010级化学工程与工艺指导教师胡建明2012年12月25 日目录一、设计任务书 (3)二、概述 (4)三、设计方案的确定和流程说明 (4)四、物料衡算 (5)1.设计条件 (5)2．全塔物料衡算 (6)五、设备设计与选型 (7)1. 精馏塔工艺设计 (7)2.塔内气液负荷 (11)3.计算塔径、确定板间距 (13)六、塔板结构设计 (14)1.溢流装置 (14)2.塔板布置 (15)七、浮阀塔流体力学验算 (17)1.塔板压降 (17)2.塔板负荷性能 (19)八、精馏塔结构尺寸设计 (23)九、参考文献 (26)十、总结 (27)十一、致谢 (27)十二、附工程图纸 (28)概述塔设备是化学工业，石油化工，生物化工，制药等生产过程中广泛采用的传质设备。
根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。
板式塔为逐级接触式气液传质设备，塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡形式或喷射形式通过塔板上的液层，正常条件下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，它具有结构简单，安装方便，压降低，操作弹性大，持液量小等优点，被广泛的使用。
本设计的目的是分离苯—甲苯的混合液，故选用板式塔。
设计方案的确定和流程说明1.塔板类型:精馏塔的塔板类型共有三种：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。
浮阀塔板具有结构简单，制造方便，造价低等优点，且开孔率大，生产能力大，阀片可随气流量大小而上下浮动，故操作弹性大，气液接触时间长，因此塔板效率较高。
本设计采用浮阀塔板。
2. 加料方式:加料方式共有两种：高位槽加料和泵直接加料。
采用泵直接加料，具有结构简单，安装方便等优点，而且可以引入自动控制系统来实时调节流量及流速。
故本设计采用泵直接加料。
3. 进料状况:进料方式一般有两种：冷液进料及泡点进料。
浮阀塔课程设计说明书
浮阀塔课程设计说明书题目：拟建一浮阀塔用以分离苯-氯苯混合物（不易气泡），决定采用F1型浮阀，试根据以下条件做出浮阀塔（精馏段）的设计计算。
（1）进行塔板工艺设计计算及验算 （2）绘制负荷性能图 （3）绘制塔板结构图 （4）给出设计结果列表 （5）进行分析和讨论设计计算及验算1.塔板工艺尺寸计算（1）塔径 欲求塔径应先给出空塔气速u ，而 maxu )(⨯=安全系数uvvl cu ρρρ-=max式中c 可由史密斯关联图查出，横标的数值为0625.0)996.29.841(61.1006.0)(5.05.0==v l h h V L ρρ取板间距mH T45.0=，板上液层高度mhL05.0=，则图中参数值为mh H L T 4.005.045.0=-=-由图53-查得0825.020=c，表面张力./9.20m mN =σ0832.0)20(2.020=⨯=σc csm u /399.1996.2996.29.8410832.0max =-⨯=取安全系数为0.6，则空塔气速为 m /s 84.0399.16.0u max=⨯=⨯=安全系数u塔径mu V D s562.184.014.361.144=⨯⨯==π按标准塔径圆整m D 6.1=，则 塔截面积22201.2)6.1(414.34m D A T =⨯==π实际空塔气速 s m A V u T s /801.001.261.1===（2）溢流装置 选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。
各项计算如下： ①堰长Wl ：取堰长D l W66.0=，即 m l W056.16.166.0=⨯=②出口堰高Wh ：OWL Wh h h-=采用平直堰，堰上液层高度OWh 可依下式计算：32)(100084.2Wh OWl L E h =近似取1=E ，则可由列线图查出OWh 值。
m021.0h 056.1,/6.213600006.0OW 3===⨯=，查得m l h m L W hmh h h OW L W 029.0021.005.0=-=-=则③弓形降液管宽度dW 和面积fA ： 66.0=DlW由图103-查得：124.0,0721.0==DW A A dTf，则2145.001.20721.0m A f =⨯=mW d 199.06.1124.0=⨯=停留时间sL H A L H A sT f hTf 88.10006.045.0145.03600=⨯===θs 5>θ，故降液管尺寸可用。
浮阀塔裙座课程设计
浮阀塔裙座课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习浮阀塔裙座的相关知识，让学生掌握浮阀塔裙座的结构、工作原理和应用。
具体目标如下：1.了解浮阀塔裙座的基本结构及其各部分的作用。
2.掌握浮阀塔裙座的工作原理，能运用相关知识分析实际问题。
3.了解浮阀塔裙座在不同领域的应用，理解其在工程中的重要性。
4.能够运用浮阀塔裙座的相关知识，解决实际工程问题。
5.具备一定的浮阀塔裙座设计和优化能力。
6.能够对浮阀塔裙座进行正确的操作和维护。
情感态度价值观目标：1.培养学生对浮阀塔裙座技术的兴趣，提高学生对工程领域的认识。
2.培养学生创新意识和团队合作精神，提高学生解决实际问题的能力。
3.培养学生关注国家经济建设，理解浮阀塔裙座技术在国民经济发展中的重要地位。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.浮阀塔裙座的基本结构：介绍浮阀塔裙座各部分的作用和相互关系，理解其整体结构。
2.浮阀塔裙座的工作原理：讲解浮阀塔裙座的工作原理，通过实例分析其在工作过程中的作用。
3.浮阀塔裙座的应用于优化：介绍浮阀塔裙座在不同领域的应用，讲解其在工程中的重要性，探讨优化方向。
4.浮阀塔裙座的操作与维护：讲解浮阀塔裙座的正确的操作方法，介绍维护措施，确保设备正常运行。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：通过讲解浮阀塔裙座的基本概念、原理和应用，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生更好地理解浮阀塔裙座的工作原理和应用。
3.实验法：学生进行浮阀塔裙座的实验操作，培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
4.讨论法：学生进行分组讨论，分享学习心得，提高学生的沟通能力和团队合作精神。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT，生动的动画和视频，帮助学生更好地理解抽象概念。
浮阀塔课程设计任务书
浮阀塔课程设计任务书一、设计背景与目的浮阀塔作为一种重要的传质设备，广泛应用于石油化工、精细化工等行业的分离提纯过程中。
本次课程设计旨在通过浮阀塔的设计实践，使学生掌握传质设备的基本原理、设计方法和操作步骤，培养学生的工程实践能力和问题解决能力。
二、设计任务与要求1. 设计任务（1）根据给定的工艺条件和分离要求，选择合适的浮阀塔类型和结构；（2）确定浮阀塔的主要尺寸和操作参数，包括塔径、塔高、塔板数、进料位置等；（3）进行浮阀塔的流体力学计算和传质性能评估；（4）绘制浮阀塔的工艺流程图和设备布置图；（5）编写浮阀塔的设计说明书和操作指南。
2. 设计要求（1）设计应符合安全生产、环境保护和节能减排的要求；（2）设计应充分考虑实际生产中的可操作性和可维护性；（3）设计应具有一定的经济性和先进性，降低生产成本，提高分离效率；（4）设计图纸应清晰、规范，符合相关标准和规范；（5）设计说明书和操作指南应详细、准确，便于他人理解和操作。
三、设计步骤与方法1. 收集相关资料，了解浮阀塔的基本原理、结构类型和应用范围；2. 分析工艺条件和分离要求，确定浮阀塔的设计目标和约束条件；3. 选择合适的浮阀塔类型和结构，进行初步的尺寸估算；4. 进行流体力学计算和传质性能评估，优化浮阀塔的设计参数；5. 绘制浮阀塔的工艺流程图和设备布置图，编写设计说明书和操作指南；6. 进行设计评审和修改，完善浮阀塔的设计方案。
四、进度安排与时间节点1. 第一周：收集资料，了解浮阀塔的基本原理和结构类型；2. 第二周：分析工艺条件和分离要求，确定设计目标和约束条件；3. 第三周：选择合适的浮阀塔类型和结构，进行初步的尺寸估算；4. 第四周：进行流体力学计算和传质性能评估；5. 第五周：绘制浮阀塔的工艺流程图和设备布置图；6. 第六周：编写设计说明书和操作指南，进行设计评审和修改。
五、考核方式与评价标准1. 考核方式：课程设计报告、设计图纸、答辩表现等综合评价；2. 评价标准：设计的合理性、创新性、实用性、经济性等方面进行评价。
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以 作为规定气体最小负荷的标准，则
（4）
据此做出与液体流量无关的水平漏液线（4）
⑸液相负荷下限线
取堰上液层高度 作为液本负荷下限条件，依 的计算式计算出 的下限值，依此做出液相负荷下限线，该线为与气相流量无关的竖直线（5）。
取 ，则
（5）
根据本题附表1，2及式（3），（4），（5）可分别做出塔板负荷性能图上的（1），（2），（3），(4)及（5）共五条线，见附图2.
5.76
0.075
0.065
487
10.88
0.112
48.2
2.6
0.787
3.30
分块式塔板
等腰三角形叉排
指同一横排的空心距
指相邻二横排的中心线距离
雾沫夹带控制
漏液控制
3.80 3.58 3.38 3.15
附表2
⑶液相负荷上限线
液体的最大流量应保持在降液管中停留时间不低于3~5s。依下式知液体在降液管停留时间为
以 作为液体在降液管中停留时间的下限，则
（3）
求出上限液体流量 值（常数）。在 图上液相负荷上限线为与气体流量 无关的竖直线（3）
⑷漏液线
对于 型重阀，依 计算，则 。又知
备注
塔径
板间距
塔板形式
空塔气速
堰长
堰高
板上液层高度
降液管底隙高度
浮阀数N/个
阀Hale Waihona Puke 气速阀孔功能因数界阀孔气速
孔心距
排间距
单板压降
液体在降液管停留时间
降液管清夜层高度
泛点率/%
气相负荷上限
气相负荷下限
操作弹性
1.60
0.45
单溢流弓形降液管
0.801
1.056
0.029
0.05
0.04
228
5.91
10.23
3.塔板负荷性能图
⑴雾沫夹带线
依下式做出，即
按泛点率为80%计算如下 ：
整理得
或 （1）
由式（1）知雾沫夹带线为直线，则在操作围任取两个Ls值，依式（1）算出相应的Vs值列于本例附表1中。据此，可做出雾沫夹带线（1）。
0.002 0.010
2.89 2.67
附表1
⑵液泛线
由上式确定液泛线。忽略式中 ,则有
因物系一定，塔板结构尺寸一定，则 ， ， ， ， ， ， 及 等均为定值，而 与 又有如下关系，即
式中阀孔数N与孔径 亦为定值，因此可将上式简化为 与 的如下关系式：
即
或
在操作围任取若干个Ls值，依式（2）算出相应的Vs值列于本例附表2中。
据表中数据做出液泛线（2）
0.001 0.005 0.009 0.013
取边缘区宽度 ，破沫区宽度 ，
浮阀排列方式采用等腰三角形叉排。取同一横排的孔心距 ，则可按下式估算排间距 ，即
考虑到塔的直径较大，必须采用分块式塔板，而各分块的支承与衔接也要占去一部分鼓泡区面积，因此排间距不宜采用77.5mm，而应小于此值，故取 。
按 、 以等腰三角形叉排方式作图（见附图1），排得阀数228个。
（4）给出设计结果列表
（5）进行分析和讨论
设计计算及验算
1.塔板工艺尺寸计算
（1）塔径 欲求塔径应先给出空塔气速 ，而
式中 可由史密斯关联图查出，横标的数值为
取板间距 ，板上液层高度 ，则图中参数值为
由图 查得 ，表面力
取安全系数为0.6，则空塔气速为
塔径
按标准塔径圆整 ，则
塔截面积
实际空塔气速
（2）溢流装置 选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。各项计算如下：
按 重新核算孔速及阀孔动能因数：
浮阀动能因数 变化不大，仍在 围。
塔板开孔率=
附图1(图中细实线为塔板分块线）
2.塔板流体力学验算
（1）气相通过浮阀塔板的压强降 可根据下式计算塔板压强降，即
①干板阻力：由下式计算，即
因 ，故按下式计算干板阻力，即
液柱
②板上充气液层阻力：本设备分离苯和甲苯混合物，即液相为碳氢化合物，可取充气系数 ，有
题目：
拟建一浮阀塔用以分离苯-氯苯混合物（不易气泡），决定采用F1型浮阀，试根据以下条件做出浮阀塔（精馏段）的设计计算。
已知条件见下表：
物系
液相密度
气相密度
液相流量
气相流量
表面力
苯-氯苯
841.9
2.996
0.006
1.61
0.0209
要求：
（1）进行塔板工艺设计计算及验算
（2）绘制负荷性能图
（3）绘制塔板结构图
液柱
③板上液层高度：前已选定板上液层高度为
则
取 ，又已选定 ， 。则
可见 ，符合防止淹塔的要求。
（3）雾沫夹带 按以下两式计算泛点率，即
及
板上液体流径长度
板上液流面积
苯和甲苯为正常系统，取物性系数 ,又查图得泛点负荷系数 ，将以上数值代入下式得
又按下式计算泛点率，得
根据以上两式计算出的泛点率都在80%以下，故可知雾沫夹带量能够满足 的要求。
附图2
由塔板负荷性能图可以看出：
①任务规定的气，液负荷下的操作点P（设计点），处在适宜操作区的适中位置。
②塔板的气相负荷上限由雾沫夹带控制，操作下限由漏液控制。
③按照固定的液气比，由附图2查出塔板的气相负荷上限 ，气相负荷下限 ，所以
现将计算结果汇总列于附表3中
附表3 浮阀塔板工艺设计计算结果
项目
数值及说明
①堰长 ：取堰长 ，即
②出口堰高 ：
采用平直堰，堰上液层高度 可依下式计算：
近似取 ，则可由列线图查出 值。
③弓形降液管宽度 和面积 ：
由图 查得： ，则
停留时间
，故降液管尺寸可用。
④降液管底隙高度
取降液管底隙处液体流速 则
取
（3）塔板布置及浮阀数目与排列 取阀动能因子 用下式求孔速 即
每层塔板上的浮阀数，即
液柱
③液体表面力所造成的阻力：此阻力很小，忽略不计。
因此，与气体流经一层浮阀塔板的压强降所相当的液柱高度为
液柱
则 单板压降
（2）淹塔 为了防止淹塔现象的发生，要求控制降液管中清液层高度 。
可用下式计算，即
①与气体通过塔板的压强降所相当的液柱高度 ：前已算出
液柱
②液体通过降液管的压头损失：因不设进口堰，故按下式计算，即