精馏塔(板式)设计

250～350 350～450 450～600
500～700
化工原理课程设计
An计算出来以后，由化工原理课本137页表11-1，设Ad/A 为某一数值，An =A-Ad。可计算出塔的截面积A。
由塔截面积可计算出塔径：
4 由上式计算的塔径要按照塔盘标准进行圆整，圆整后的塔 径仍要满足板间距和塔径的关系。根据圆整后的直径，重 新计算操作气速，并验证u/uF的数值是否仍在0.6-0.85之 间。 A

D2
u (0.6 0.85)uF
化工原理课程设计
（二）溢流装置的设计 1.液流程数
当塔径大于2～2.4米或 液流量大于110米3/小时 时，可考虑采用双流型。
化工原理课程设计
hl
2.降液管尺寸 ①堰长lW 单溢流： 双溢流： ②溢流堰高hW
Δ how hw
具体大小根据Ad/A在图5 （课本139图11-16）中确定， 顺便可以确定wd的大小
蒸馏装置包括：精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝 器、泵等设备，要安排好流程结构。
操作条件的确定
（1）操作压力的选择 （2）进料状态的选择 （3）回流温度 (塔顶、塔顶温度、进料板温度) （4）塔釜的加热方式及加热介质的选择 （5）塔顶冷凝器的冷凝方式和冷凝介质的选择
在论文中，选择过程和依据可以不写，但必须 把结果表述出来，并画好流程示意图。
xD R yn1 xn R 1 R 1
③作图求出理论板数
④逐板计算求理论板数
L' W ym1＝ xm xw V' V'
化工原理课程设计
化工原理课程设计
（四）塔板效率及实际塔板数的计算
ET 0.49( m )
顶 釜
0.245
m i xi
化工原理课程设计
第二部分：化工原理课程设计任务书
一、 设计题目：乙醇-水溶液连续板式精馏塔设计 二、任务要求 1、设计一连续板式精馏塔以分离乙醇和水，具体工艺参数 如下： 生产能力：x t/a 每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修） 料液浓度：x% （质量分率） 塔顶产品浓度：94%（质量分率） 塔底釜液含乙醇不高于0.1%(以质量计) 设备型式：筛板塔 2、工艺操作条件： 常压精馏，塔顶全凝，泡点进料，泡点回流，R=（1.1～2） Rmin。
3~5 秒
u ( )3.2 HT h f
校核三： ev
校核四： K
5.7 10 3
K 1.5 ~ 2
化工原理课程设计
三．设备计算
（一）塔径的初步计算
（二）溢流装置的设计 P139 2.水力学性能计算 （三）塔板布置 （略） （四）筛板塔操作失常条件的校核
参见课本138-141例题 阅读例题，找出例题中“筛板塔操作失常条 件的校核” 所在的位置。
• （一）. 课程设计的目的 • （二）. 设计说明书的内容及要求 • （三）. 时间安排和具体要求 • （1） 3周，其中集中教学18学时。 理论教学3次，设计由同学课后自行安排。
• （2）按照下达的任务，每位同学一个设计任务。按学号 从前到后排列，每5名同学，选一位组长。 • （3）由组长统筹负责组内同学设计进度。每次理论内容 教学之后，尽快完成相应的设计任务（最好在下次上课之 前完成）。
化工原理课程设计
三. 设计任务 （一）精馏塔工艺设计 1.物料衡算 2.精馏塔的工艺尺寸的确定 3.塔板结构设计 4.热量衡算 （二）附属设备选型计算
化工原理课程设计
第三部分：板式精馏塔的设计方法
一. 流程和方案的确定
二. 工艺计算
三. 设备计算
四. 辅助设备计算
化工原理课程设计
一.
流程和方案的选择
Rmin
xD ye ye xe
化工原理课程设计
（三）确定理论塔板数 1、作出x-y相图 2、理论板数及加料位置 ①求精馏塔的汽、液相负荷
L L qF RD qF V V (q 1) F ( R 1) D (q 1) F
②求精馏段、提馏段的操作线方程
化工原理课程设计
二．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 (4)塔板效率及实际塔板数的计算 塔设备的生产能力一般以千克/小时或吨/年表示，但在理论塔板 计算时均须转换成kmol/h，在塔板设计时，气液流量又须用体 积流量m3/s表示。因此要注意不同的场合应使用不同的流量单 位。 （一）全塔物料衡算
1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数
求出：x f 、xD、xW
2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
化工原理课程设计
3、物料衡算
F D W
Fx f Dx D WxW
列表：进料、塔顶、塔底产品流量和组成
（二）回流比的选择
可以用通常的办法：首先算 出最小回流比，然后取R= （1.1～2）Rmin ，作为适宜 回流比。也可选择若干个回 流比，然后计算设备投资费 用、操作费用和综合费用， 从中选择最为适宜的回流比。
lW
由图6确定（课本131图11-11）
化工原理课程设计
③降液管底缘到塔板的距离 降液管底缘到下一塔板的间隙，应比溢流堰高小6mm以上。 （三）塔板布置 （略） （四）筛板塔操作失常条件的校核
校核一： H d
校核二：
1/ 2( HT hw )
Af H d Ls

u0 u0源自文库 M )
)
0.2
C20由smith关联图求得
Ls L 1/2 横坐标： ( ) Vs V
化工原理课程设计
smith关联图中： 板间距HT
初选板间距时可参考下表所列的推荐值。
表1板间距与塔径关系
塔径D, m
0.3～0.5
0.5～0.8
0.8～1.6
1.6～2.0
2.0～4.0
塔板间距HT 200～300 mm
HT
lw
lW (0.6 0.8) D lW (0.5 0.7) D
lw
hL hW hOW
wd
图3
溢流装置
hw由化工原理课本137页表11-1进行设置。 设计时hOW要大于0.006m，低于此值须选用齿形堰，但hOW 不宜超过0.07m。 L 2/3 3 对平直堰： hOW 2.84 10 E ( )
NT N ET
化工原理课程设计
三．设备计算
主要内容是(1)塔径的初步计算 (2)溢流装置的设计 (3)塔板布 置 (4)筛板塔操作失常条件的校核 （一）塔径的初步计算
Vs An u
u (0.6 0.85)uF
L V uF C L
气体负荷系数C
C C20 (

0.02
化工原理课程设计
化工原理课程设计
——板式精馏塔设计
2011年11月
化工原理课程设计
化工原理课程设计
——板式精馏塔设计
第一部分：课程设计的目的和要求 第二部分：化工原理课程设计任务书
第三部分：板式精馏塔的设计方法
第四部分：设计说明书撰写要求
2013-7-25
化工原理课程设计
第一部分：课程设计的目的和要求