化工课程设计讲稿塔板工艺设计部分
化工原理课程设计板式精馏塔设计[1]
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化工原理课程设计板式精馏塔设计[1]
•
(4)有关具体机械结构和塔体附件的选定
•
*接管规格：
•
根据流量和流体的性质，选取经验流速，选择标准管道。
•
*全塔高度：
•
包括上、下封头，裙座高度。
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化工原理课程设计板式精馏塔设计[1]
• 3. 附属设备设计和选用
• (1)加料泵选型，加料管规格选型
• 加料泵以每天工作3小时计（每班打1小时）。
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化工原理课程设计板式精馏塔设计[1]
•4.编写设计说明书
• 设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主 要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的 论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计算结果；对所选用 的物性数据和使用的经验公式图表应注明来历。
• 设计说明书应附有带控制点工艺流程图，塔板结构简图和计算 机程序框图和原程序。
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化工原理课程设计板式精馏塔设计[1]
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化工原理课程设计板式精馏塔设计[1]
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化工原理课程设计板式精馏塔设计[1]
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化工原理课程设计板式精馏塔设计[1]
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•(1)雾沫夹带线
•(5) 液 相 负荷下限 线
•B Vs,max
•(2) 液 泛 线
•P操作点
•(3)液相上限线
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•A Vs,min
•(4)漏夜线
化工原理课程设计
化工原理课程设计──板式塔的工艺设计学院专业班级姓名学号指导老师成绩学年第二学期目录1.任务书 ····························································· - 3 -2.任务要求 ······································错误!未定义书签。
3.设计过程 ·························································· - 3 -3.1塔板工艺尺寸计算········································ - 4 -3.2塔板流体力学验算········································ - 8 -3.3塔板负荷性能图··········································- 10 -3.4数据汇总···················································- 14 -3.5心得体会与总结··········································- 15 -1.任务书拟建一浮阀塔用以分离甲醇——水混合物，决定采用F1型浮阀（重阀），试根据以下条件做出浮阀塔的设计计算。
化工专业课程设计范例之板式精馏塔设计
前言化工生产中所处理的原料，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。
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几乎纯态的物质。
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分离四氯化碳和二硫化碳混合物精馏塔。
板式精馏塔也是很早出现的一种板式塔，20世纪50年代起对板式精馏塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。
与泡罩塔相比，板式精馏塔具有下列优点：生产能力（20%——40%）塔板效率（10%——50%）而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装，维修都较容易。
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。
在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。
在设计过程中应考虑到设计的业精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求，另外还要有一定的潜力。
节省能源，综合利用余热。
经济合理，冷却水进出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量。
另一方面影响到所需传热面积的大小。
即对操作费用和设备费用均有影响，因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济问题。
本课程设计的主要内容是过程的物料衡算，工艺计算，结构设计和校核。
【精馏塔设计任务书】一设计题目精馏塔及其主要附属设备设计二工艺条件生产能力：10吨每小时（料液）年工作日：自定原料组成：34%的二硫化碳和66%的四氯化碳（摩尔分率，下同）产品组成：馏出液 97%的二硫化碳，釜液5%的二硫化碳操作压力：塔顶压强为常压进料温度：58℃进料状况：自定加热方式：直接蒸汽加热回流比：自选三设计内容1 确定精馏装置流程;2 工艺参数的确定基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。
化工08-化工原理课程设计-塔板设计(2011)
经验：lw/D＝0.6-0.8 停留时间：
一般取0.7-0.75
No Image
hs一般取50mm 凹型受液盘 hs ＝盘深
当降液管处理受限能力时可调整
塔板设计
3、堰的型式：
平口堰：常用 齿形堰：液体负荷小 抹斜式堰：液体分布均匀，两侧返混减少 栅栏堰：分布、挡板
2
Ls Ud 0.08~0.12m/s Ad
2
流过底隙的压降 流过进口堰的压降
H d A d 3~5秒 L s
塔板设计
3、液体在降液管内的停留时间及流速
1）停留时间:
设计负荷 泛点率 100 % 泛点负荷
2）流速:
F U 5 0 M 0 v
可计算（Ud）max，使Ud ﹤（Ud）max。
3、开孔率（φ 过大，易漏液；φ 过小，压降过高）
A：由阀孔动能因数 计算φ
F0＝9-12 阀刚刚全开，设计点 B: 阀刚开时的临界阀孔气速(Uo)C：
(Uo)C ≤Uo ≤1.5 (Uo)C C：常压或减压 加压 压力很高 φ =10-15% φ =6-9% φ =3-4%
塔板设计
4、塔板布置
D>1000，采用分块式塔板，区域的划分： AB=AT-2Ad 式中： AB-鼓泡区面积 Ad-降液管面积（受液盘面积）
堰高
堰长
入口堰：凹型受液盘不设入口堰
6
平口堰
齿形堰
栅Байду номын сангаас堰
抹斜式堰
7
塔板设计
4、受液盘：
平型：小塔、易聚合物系 凹型：大塔
（无液封）
化工原理课程设计_乙醇-水连续浮阀精馏塔的设计 (1)
第一章：塔板的工艺设计一、精馏塔全塔物料衡算F:进料量（kmol/s ） F x :原料组成（摩尔分数，同下） D:塔顶产品流量（kmol/s ） D x :塔顶组成 W:塔底残液流量（kmol/s ） ：W x 塔底组成原料乙醇组成：%91.8%10018/8046/2046/20x =⨯+=F塔顶组成：%98.85%10018/646/9446/94=⨯+=D x塔底组成：%12.0%10018/7.9946/3.046/3.0=⨯+=W x进料量：F=25万吨/年=4706.036002430010182.01462.0102543=⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⨯⨯（kmol/s ） 物料衡算式为：F=D+W Fx F =Dx D +W W x 联立带入求解：D=0.0482 kmol/s W=0.4424 kmol/s二、常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系1. 温度利用表中数据由差值法可求得t F 、t D 、t W①t F :21.791.80.89t 66.921.77.860.89F --=--, t F =87.41 ℃②t D :72.7498.8541.78t 72.7443.8941.7815.78--=--D ， t D =78.21 ℃③t W ：12.0100t 90.105.95100W --=--， t W =99.72 ℃ ④精馏段的平均温度：81.82221.7841.872t t t 1=+=+=F D ℃ ⑤提馏段的平均温度：57.93272.9941.872t t t 2=+=+=F W ℃ 2. 密度已知：混合液密度：B B A A Lραραρ+=1(α为质量分数，M 为平均相对分子质量) 混合气密度：004.22TP MP T V =ρ塔顶温度：t D =78.21 ℃ 气相组成43.8910015.7821.7843.8915.7815.7841.78y --=--D D y ：， %88.86=D y进料温度：t F =87.41℃ 气相组成FF y 10091.3841.870.8975.4391.387.860.89y --=--：， %26.42y =F塔底温度：t W =99.72℃气相组成WW y 100072.991000.1705.95100y --=--：， W y =1.06%⑴ 精馏段液相组成1x ：1x =2x x FD +, %445.47x 1= 气相组成2y y y y 11FD +=：, %545.64y 1= 所以 286.31)4745.01(184745.0461=-⨯+⨯=L M kg/mol 074.36)6455.01(186455.0462=-⨯+⨯=L M kg/mol三、理论塔板的计算理论板：指离开此板的气液两相平衡，而且上液相组成均匀。
《课程设计筛板塔设计》PPT课件
精选PPT
23
5、回流比的选择
计算最小回流比；
确定适宜的回流比，R=(1.1~2)Rmin
R=(1.6~1.9)Rmin
精选PPT
24
6、塔板效率的估算
经验式估算 关联图估算
精选PPT
25
四、塔板结构设计
1、板间距的选定 因素：雾沫夹带，物料的发
泡性，操作弹性，安装后检 修方便。
2、塔盘类型及塔盘结构： 300~900mm，用整块塔盘， 定管距式支撑结构： 重叠式支撑结构 >700mm 塔节长度；决定于塔径和支
撑结构。
塔径300~500mm，塔节长度 800~1000mm，以手臂深入 塔节内操作； 塔径600~700mm，塔节长度 1200~1500mm，以上身深入 塔节内操作； 塔径800mm，塔节长度 2000~2500mm，以人体深入 塔节内操作。 定距管结构，每个塔节内 5~6个塔板。 重叠式不受限制。 精选分PP块T 式塔盘，>800mm。 26
6.078 1343.94 219.58
5
4、苯的生产工艺流程
5
6
7
8
3
9
4
1
2
4 11 12
1.轻苯储槽 2.进料泵 3.纯苯精馏塔 4.加热器 5.冷凝冷却器 6.油水分离器 7.回流槽 8.计量槽 9.回流泵 10.喷淋式冷却器 11.釜液储槽
精选PPT
6
精馏塔流程
精选PPT
7
精馏段 提馏段
3、板式塔内部工艺结构
四、塔板结构设计
（1）人孔:
（3）塔底空间:
课程设计-板式塔
及辅助设备的选型，编写设计说明书。
2、绘制工艺流程图一张。 3、绘制精馏塔的装配图（一号图纸）。 4、说明书编写。
二、设计说明书的内容
– 1、目录；
– 2、设计题目及原始数据(任务书)；
– 3、简述酒精精馏过程的生产方法及特点； – 4、论述精馏总体结构(塔型、主要结构)及流程的安排、 材料选择； – 5、精馏过程有关计算(物料衡算、热量衡算、理论塔板
数、回流比、塔高、塔径塔板设计、进出管径等)；
– 6、设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等);
– 7、主体设备设计计算及说明；
– 8、主要附属设备的选择（换热器等）；
– 9、参考文献 ；
– 10、自我总结及有关问题的讨论。 – 说明书书写格式：每页的右边留30mm，用来标 注参考文献及简单备注。
设备的年运行时间平均为300天。
• 设计条件：
1、加热方式： 直接蒸汽加热，蒸汽压力为 1.0~2.0kg/cm2。 间接加热。 2、操作压力： 常压。 3、进料状况： 饱和液体。 30℃冷液进料。 4、冷却水进口温度：30℃，出口温度自定。 5、塔板形式：浮阀塔板。
• 应完成的工作量：
1、乙醇精馏塔的工艺设计，塔板的结构设计
是现代化生产应优先考虑的原则，不得采用缺乏可靠性的、不成
熟的技术和设备，不得采用难以控制或难以保证安全生产的技和 设备。
4、可行性：流程布置和设备结构不应超出一般土建要求和
机
本设计的基本内容和要求
• 设计内容包括：
• 选定精馏方案及流程；
• 进行精馏塔的工艺计算；
• 结构和附属设备的选型设计； • 绘制精馏塔的装配图； • 将设计结果编写成设计说明书。
课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己 做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料， 进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和 核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案
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。
化工课程设计(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：2011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，2003.[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] GB150-1998.钢制压力容器[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] JB/T4710-2005.钢制塔式容器[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)装配图一张(A1)。
化工课程设计塔板布置
化工课程设计塔板布置一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握化工课程中塔板布置的相关知识，理解塔板工作原理和设计方法，培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。
具体分解为以下三个目标：1.知识目标：学生能够理解塔板的基本结构、分类及其在化工过程中的作用；掌握塔板计算的基本公式和计算方法。
2.技能目标：学生能够运用所学知识对塔板进行设计和优化；能够分析并解决实际工程中的塔板问题。
3.情感态度价值观目标：培养学生对化工行业的兴趣和责任感，增强学生运用科学知识服务社会的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括塔板的基本概念、分类及其在化工过程中的应用，塔板的计算方法，塔板的设计与优化。
具体包括以下几个方面：1.塔板的基本概念、分类及其在化工过程中的应用；2.塔板计算的基本公式和计算方法；3.塔板设计的一般步骤和注意事项；4.塔板优化的方法及其应用。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解塔板的基本概念、分类、计算方法等理论知识，使学生掌握基本原理。
2.案例分析法：分析实际工程中的塔板设计案例，使学生能够将理论知识应用于实际问题。
3.实验法：安排实验室实践活动，让学生亲自动手进行塔板实验，加深对塔板工作原理的理解。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：《化工原理》、《化工设备设计》等。
2.参考书：提供相关的专业书籍，供学生深入研究。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等，直观展示塔板的工作原理和设计方法。
4.实验设备：提供化工设备模型或实际设备，供学生进行实验操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等，以全面客观地评估学生的学习成果。
具体评估方式如下：1.平时表现：通过课堂提问、讨论、实验操作等方式，评估学生在课堂上的参与程度和表现。
2.作业：布置相应的作业，评估学生的知识掌握程度和应用能力。
3.考试：设置期中考试和期末考试，全面考察学生的知识掌握程度和运用能力。
化工原理课程设计-板式精馏塔设计
三. 设计任务
完成精馏塔工艺设计，精馏设备设计，有关附属设备的设计和 选用，绘制带控制点工艺流程图，塔板结构简图，编制设计说明书。
四. 设计内容
1. 工艺设计 （1）选择工艺流程和工艺条件
a．加料方式 b. 加料状态 c. 塔顶蒸汽冷凝方式 d. 塔釜加热方式 e. 塔顶塔底产品的出料状态 塔顶产品由塔顶产品冷却器冷却至常温。 （2）精馏工艺计算： a. 物料衡算确定各物料流量和组成。
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
3. 附属设备设计和选用 (1)加料泵选型，加料管规格选型
加料泵以每天工作3小时计（每班打1小时）。 大致估计一下加料管路上的管件和阀门。 (2)高位槽、贮槽容量和位置 高位槽以一次加满再加一定裕量来确定其容积。 贮槽容积按加满一次可生产10天计算确定。 (3)换热器选型 对原料预热器，塔底再沸器，塔顶产品冷却器等进行选型。 (4)塔顶冷凝器设计选型 根据换热量，回流管内流速，冷凝器高度，对塔顶冷凝器进 行选型设计。
0.735
lW hn
hOW
5 2
hOW
hn
5 2
LS —塔内液体流量,m3 S hn —齿深, m;可取为 0.015m
(3).堰高 hW
堰高与板上液层高度及堰上液层高度的关系：
化工原理课程设计《板式塔课程设计》
三、设计内容：
三、设计内容： 1、确定设计方案 ( 精馏装置流程设计与论证 )。 2、板式塔的工艺计算： (1). 确定塔顶，塔底产品的质量与流量； (2). 确定塔顶，塔底控制温度； (3). 求算最小回流比，确定操作回流比； (பைடு நூலகம்). 求算理论板层数 N ，确定加料位置； (5). 确定实际板层数，实际加料板位置； (6). 全塔热平衡，计算塔顶冷凝，冷却器热负荷及冷却水消耗量；塔底再沸器热负荷及加热蒸汽消耗量；
计算а、μ（以定性温度下、进料组成计算）
ET=0.49(аμ)-0.245
关联图
校验
将工艺计算结果列表
接管尺寸
冷却剂用量
加热剂用量
（3）冷却剂、加热剂用量
（2）各接口尺寸
注意u的选择：根据第1章流体流动选择合适的流速
进料管：泵加料 u= 1-3m/s；高位槽进料u= 0.5-1m/s
回流液管：泵回流 u= 1.5-3m/s；重力回流u= 0.5-1m/s
绘图
物料流程图： 塔板结构图： 塔体工艺图：
只标设备名称，物料组成、流量。
总高、管口位置、板间距、管口方位、管口表、技术特性表。
塔板分块、孔的排列、降液管的尺寸；
5、设计说明书内容
1.设计任务书 2.目录 3.符号表 4.精馏方案的选择 5.工艺计算 6.精馏塔的工艺尺寸设计 7.参考文献 8.结束语：评价、感受
正文
每项单独一页
每项单独一页
设计任务书 一、设计题目：年产 A 吨乙醇板式精馏塔工艺设计。 二、已知条件： 1．原料组成：含 B %（质量）的粗乙醇溶液，其余为水。 2．产品要求：含量≥ 93.5 %（质量）的乙醇。 3．塔底残液要求：含乙醇≤0.1%（质量）。 4．加热剂：经压力调节后为0.2MPa（表压）的饱和水蒸气。 5．冷却剂：30℃的循环冷却水。 6、进料状况：
化工原理课程设计--板式精馏塔设计
化工原理课程设计--板式精馏塔设计设计目标：基于给定的物料性质和操作要求，设计一座板式精馏塔，以实现对原料的分离和提纯。
1. 物料和操作要求：- 原料：A和B两种无限稀溶液，其组成为xA和xB，两者可以通过精馏分离。
- A和B的沸点相差较大，有利于分离。
- 要求从塔顶得到纯度高于90%的A，而底部给出纯度低于1%的A。
2. 原料性质和物料平衡：- 通过库仑方程计算A和B的蒸气压随温度的变化关系，并绘制出压力-温度图。
- 在工作温度下，A的蒸气压明显高于B，为确保物料能够充分分离，需保持塔顶温度在A液体的沸点温度之下。
3. 塔板设计：- 通过McCabe-Thiele图确定塔板数目和进料位置。
- 塔板数目的计算依赖于设定的塔上液回流比，一般经验值约为1.2-2.5。
- 进料位置选择在第一个塔板的位置，以确保传热效果和传质效果的最大化。
4. 塔的传热与传质设计：- 通过热力学分析确定A和B的传质系数，以及A和B在板上气液两相之间的传质速率。
- 根据传质速率和A、B的质量流率计算板上液流速，并选取波纹板（sieve tray）作为塔板，以提高传质效果。
- 通过HETP方法确定塔板高度，确保有效的液-液接触。
5. 动力学分析：- 根据操作要求和物料性质，进行动态模拟，分析A和B的浓度随时间的变化。
- 设计适当的控制策略，以稳定操作并使塔的性能达到最佳状态。
6. 安全与能耗：- 根据设计要求，确定塔的最佳工作温度和压力范围，以保证操作的安全性。
- 通过热力学计算，确定塔的能耗，并采取措施减少能量损失。
综上所述，通过对物料性质、物料平衡、塔板设计、传热与传质设计、动力学分析、安全与能耗等方面的综合考量，可以设计出一座高效、安全、经济的板式精馏塔，实现对原料组分的有效分离和提纯。
7. 材料选择和规格设计：- 选择耐腐蚀、耐高温的材料作为塔内部构件的材质，例如不锈钢。
- 根据操作条件和设计要求，确定塔的规格，包括直径、高度、板数、板间距等，以确保塔的工作效率和稳定性。
化工课程设计板式塔
化工课程设计板式塔化工课程设计板式塔是指在化工过程中用于分离或提取物质的设备，本文将从定义、组成、工作原理、设计要点、操作维护等方面进行详细介绍。
一、定义板式塔是指利用板式结构实现液相和气相交换、物质分离或应用的一种装置。
也可称为板塔、塔板或塔盘。
二、组成板塔的主要组成部分为塔壳、进出口管路、塔板和填料层。
1. 塔壳：塔壳是板塔的外壳，可以由钢板、不锈钢或玻璃钢制成，但需要满足工作压力和温度的需求。
2. 进出口管路：进出口管路是塔体内部进出液体、气体的通道。
3. 塔板：塔板是板塔的关键部分，由网格、滴板、方格或管道组成。
不同类型的塔板具有不同的分离效率和流体力学性能。
4. 填料层：填料层是用于增加化学反应表面积和触点数的分散剂，在分离和转化反应过程中起到重要的作用，能够提高反应的效率。
三、工作原理板塔的工作原理是利用板式结构制造液相和气相间的联系界面，在板内形成液滴和气泡着，并在板上提供一个平衡的场所以实现物质的分离。
当气体从塔底进入塔体时，经过填料层形成气泡，与从塔顶倾倒而下的液体形成液滴。
气泡和液滴在塔板上相互接触并进行质量交换。
气体中的揮发性组分就在接触面借助蒸汽能量与液体相互传递，使液滴中的揮发性组分从液相向气相转移。
非揮发性组分则从气相传到液相。
这样，在塔板的作用下，相互传递和交换的物质逐渐分离和进一步分级。
四、设计要点板式塔的设计是根据不同的物理、化学或生物反应过程，选择塔内填充材料、塔板类型和填料高度等参数，使塔的运行能够实现预期的生产效果。
下面是板式塔设计的主要要点：1. 填料的类型和表面积。
不同填料的表面积不同，因此要根据化学反应和环境要求来选择不同类型的填料。
一般而言，比表面积越大、填料容纳性越强的填料能使反应更为高效。
2. 填料的高度。
填料高度极大影响了反应的效率，过低的填料会导致反应不足，而过高的填料会降低实际分离效果。
因此，填料高度是根据实际生产过程来制定的。
3. 塔板的选择和设计。
化工原理课程设计——筛板塔设计
第一章概述精馏是分离过程中的重要单元操作之一，所用设备主要包括精馏塔及再沸器和冷凝器。
1．精馏塔精馏塔是一圆形筒体，塔内装有多层塔板或填料，塔中部适宜位置设有进料板。
两相在塔板上相互接触时，液相被加热，液相中易挥发组分向气相中转移；气相被部分冷凝，气相中难挥发组分向液相中转移，从而使混合物中的组分得到高程度的分离。
简单精馏中，只有一股进料，进料位置将塔分为精馏段和提馏段，而在塔顶和塔底分别引出一股产品。
精馏塔内，气、液两相的温度和压力自上而下逐渐增加，塔顶最低，塔底最高。
本设计为筛板塔，筛板的突出优点是结构简单、造价低、塔板阻力小且效率高。
但易漏液，易堵塞。
然而经长期研究发现其尚能满足生产要求，目前应用较为广泛。
2．再沸器作用：用以将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，使塔内气液两相间的接触传质得以进行。
本设计采用立式热虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管壳式换热器。
液体在自下而上通过换热器管程时部分汽化，由在壳程内的载热体供热。
立式热虹吸特点：▲循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。
▲结构紧凑、占地面积小、传热系数高。
▲壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。
▲塔釜提供气液分离空间和缓冲区。
3．冷凝器（设计从略）用以将塔顶蒸气冷凝成液体，部分冷凝液作塔顶产品，其余作回流液返回塔顶，使塔内气液两相间的接触传质得以进行，最常用的冷凝器是管壳式换热器。
第二章方案流程简介1．精馏装置流程精馏就是通过多级蒸馏，使混合气液两相经多次混合接触和分离，并进行质量和热量的传递，使混合物中的组分达到高程度的分离，进而得到高纯度的产品。
流程如下：原料（丙稀和丙烷的混合液体）经进料管由精馏塔中的某一位置（进料板处）流入塔内，开始精馏操作；当釜中的料液建立起适当液位时，再沸器进行加热，使之部分汽化返回塔内。
气相沿塔上升直至塔顶，由塔顶冷凝器将其进行全部或部分冷凝。
将塔顶蒸气凝液部分作为塔顶产品取出，称为馏出物。
化工原理课程设计—板式精馏塔的设计
板式精馏塔的设计1.1 概述塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。
根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。
板式塔内设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。
填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。
工业上对塔设备的主要要求是：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。
此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。
板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。
工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。
（一）泡罩塔泡罩塔是最早使用的板式塔，是Celler于1813年提出的，其主要构件是泡罩、升气管及降液管。
泡罩的种类很多，国内应用较多的是圆形泡罩。
泡罩塔的主要优点是：因升气管高出液层，不易发生漏液现象，操作弹性较大，液气比范围大，适用多种介质，操作稳定可靠，塔板不易堵塞，适于处理各种物料；但其结构复杂，造价高、安装维修不便，板上液层厚，气体流径曲折，塔板压降大，因雾沫夹带现象较严重，限制了起诉的提高。
现虽已为其他新型塔板代替，但鉴于其某些优点，仍有沿用。
（a b）图1 泡罩塔（二）浮阀塔浮阀塔广泛用于精馏、吸收和解吸等过程。
其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀周边以稳定的速度水平地进入塔板上液层进行两相接触。
浮阀可根据气体流量的大小而上下浮动，自行调节。
浮阀有盘式、条式等多种，国内多用盘式浮阀，此型又分为F－1型（V－1型）、V－4型、十字架型、和A型，其中F－1型浮阀结构较简单、节省材料，制造方便，性能良好，故在化工及炼油生产中普遍应用，已列入部颁标准（JB－1118－81）。
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要求上交：
编制设计说明书一份，包括：设计任务书（原始数据）、计算示例、数
据汇总表、论证设计的合理性。 绘制塔体总图、浮阀排列图和塔盘装配总图。 8月30日提交物料和能量衡算表 9月3日提交塔板工艺计算和附属设备汇总表。 9月8日下午14点进行设计基本知识考查，地点设计教室。 2019/1/8
化工设计（塔板设计部分）
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三、日程安排
8月26日--9月9日三周，扣除周六周日，实际15天， 9月9日下午17点前交说明书，其中：
工艺计算：3天 塔板设计：2天
塔体设计： 1天
附属设备选用： 1天 绘图：4天
整理说明书：2天
交说明书：0.5天 讲课：1.5天
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传热学
化工设备设计基础
杨世铭
高等教育
TK124/51/
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化工设计（塔板设计部分）
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课程设计内容
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分
第六部分
工艺设计 塔板设计 塔体的初步设计 塔的辅助设备选用 编制计算结果汇总表
绘制塔体总图及塔板总图（此部分下次介绍）
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（3）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△P可取0.1~0.2 atm，减压塔可取25 mmHg左右，于是： PD= Pb+ △P
3、塔底压力PW的确定 假设精馏塔的实际塔板数NP，由经验值确定塔板压降△P单板（常、加压塔的每
板压降可取：3-6mmHg；减压塔的每板压降可取：2-3mmHg），求出全塔压
化工设计（塔板设计部分）
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四、课程设计过程注意问题
先在草稿纸上（计算软件中）完成全部过程。 独立完成，设计必要的数据计算表，写出详细的计算示例。 计算过程中要随时复核计算结果，做到有错即改，避免大返工。 每一个阶段的设计完成之后，要求绘制必要的汇总表格并上交。 引用参考文献的地方，查取的标准系列等要注明公式来源，标注清楚，
化工设计（塔板设计部分）
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一、精馏塔的流程简图
作出精馏塔的流程简图
二、全塔的初步物料衡算
根据设计任务书的要求，进行全塔的物料衡算，并列出全塔物料衡算总表
（包括进料、塔顶、塔底的产品组成及流率），清晰分割。
注：组成有效数字位数，一般取4位； 组成及流率分别以质量和摩尔表示。塔板设计过程中亦可用体积流量表示。
索取号
TE965-62/1 TE624/7/1 TE624/7/2 TQ02/63
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化工原理课程设计
化工原理课程设计： 化工传递与单元操作课程设计 常用化工单元设备设计 石油炼制图表计算机处理方法
裴世红
贾绍义 李功样 金桂三
大连理工
天津大学 华南理工 石油化工
TQ02/72
TQ02/60 TQ051.02/1 TE62/9
1、回流罐压力Pb的计算 用泡点方程计算回流罐的压力。
0 P P x i i （1）理想物系时(P<3atm)：
（2）非理想物系时：
K 1 ix i
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化工设计（塔板设计部分）
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三、塔顶、塔底操作压力
2、塔顶压力PD的确定 （1）计算值大于101.3kPa时，采用加压操作。涉及丙烷及以下组分可能涉 及制冷问题。 （2）计算值小于101.3kPa时，采用常压或减压操作。 如用常压操作可能会 有冷回流的问题。
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化工设计（塔板设计部分）
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三、塔顶、塔底操作压力
塔顶、塔底操作压力由所选用的冷凝剂确定，因水和空气最价廉易得，因此精
馏操作中，常选用水或空气作为塔顶产品的冷凝剂 ，以水最为常见，水的温度 随气候条件而定，设计时一般可取25～30℃，为保证水和塔顶产品之间有10～ 20℃的传热温差，因此常常选塔顶回流罐中液体的温度为40～50℃。（压力、 温度一般保留小数点后2位小数）
如：[见1，p138]。
尽量来教室进行设计，以便于答疑和掌握进度。 计算说明书计算机打印，具体格式参见课程设计书写规范
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化工设计（塔板设
设计的合理性，无概念和计算的重大错误。 设计的工作量大小，设计说明书及绘图的质量。 工作态度、作风，独立工作的能力等。 分数分布：
化工课程设计讲 稿塔板工艺设计 部分
化工课程设计
板式塔工艺设计
中国石油大学（华 东） 化学工程系
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化工设计（塔板设计部分）
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前 言
课程设计的目的 课程设计的任务 日程安排 课程设计过程中注意的问题 成绩评定标准 参考资料
化工设计（塔板设计部分）
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平时成绩 20% 抽查考核 30% 报告 50%
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化工设计（塔板设计部分）
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六、参考资料
No
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题 名
冷换设备工艺计算手册 石油加工单元过程原理．上 石油加工单元过程原理．下 课程设计
责任者
刘巍等 沈复等 沈复等 刘雪暖
出版社
石油化工 石油化工 石油化工 石油大学
化工设计（塔板设计部分）
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第一部分 工艺设计
一、精馏塔的流程简图 二、全塔的初步物料衡算 三、塔顶、塔底操作压力 四、塔顶、塔底及进料温度
五﹑非清晰分割下的计算
六、求最小回流比及适宜的回流比 七、理论塔板数及适宜的进料位置
八、全塔效率及实际板数
九、塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷 十、塔径的初估
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培养严谨的学风和工作作风。
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化工设计（塔板设计部分）
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二、课程设计的任务
根据所给任务书，设计一浮阀板式精馏塔，分为几个方面：
工艺设计：物料平衡、热量平衡、工艺条件的确定。 塔盘设计：塔盘各部件的尺寸等。 塔体设计：根据工艺设计结果确定塔高、接管等。 附属设备选用：塔顶冷凝器和塔底再沸器的计算与选用。 绘图部分：绘制塔体总图、浮阀排列图和塔盘装配总图。
一、课程设计的目的
培养综合运用所学知识、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。
培养读图、识图、绘图的能力。