2019筛板塔设计
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a. 物料衡算确定各物料流量和组成。 b.经济核算确定适宜的回流比 根据生产经常费和设备投资费综合核算最经济原则，尽量使用 计算机进行最优化计算，确定适宜回流比。 c. 精馏塔实际塔板数 用近似后的适宜回流比在计算机上通过逐板计算得到全塔理 论塔板数以及精馏段和提馏段各自的理论塔板数。 然后根据全塔效率ET，求得全塔、精馏段、提馏段的实际塔 板数，确定加料板位置。
板式塔
舌形塔板
浮舌塔板
无 溢 流 堰 ， 液 层 较 薄压，降 降 低 雾 沫 夹 带 少 ， 气 速 可高较， 生 产 能 力 增 大
喷射型
并 流 喷 射 ， 液 面 落 差 小
塔板
传 质 表 面 增 大 且 不 断新更， 传 质 效 果 提 高 板 效 率 并 不 是 很 高
气流截面积固定，操弹作性小 a、舌型塔板—
*防范措施： ——优化板结构,增大板间距,可提高液泛气速
塔板上汽液两相的流动现象 漏液：
塔板上汽液两相的流动现象
*危害性：
一 般 ： 板 效 率 下 降 严 重 ： 不 能 操 作（ 漏 液 量 10% 液 体 流 量 ）
气相夹带严重，板效降率低 气流截面积可调，操弹作性大
b、浮动喷射塔板 — 存在漏夜和吹干现象板，效率降低
c、浮舌塔板— 操作弹性大、压降低特，适用减压蒸馏
二.塔板上汽液两相的流动现象
➢气液接触状态
塔板上汽液两相的流动现象
塔板上汽液两相的流动现象
塔板上汽液两相的流动现象
注意
通常希望在泡沫状态、喷射状态或两者的过渡状态下操作 液汽比较大时处于泡沫状态，较小时处于喷射状态 易挥发组分与难挥发组分的表面张力的相对大小对汽液 接触状态有影响
*确定原则： 夹 带 量 0 .1 k g (液 )k g (气 )
*防范措施： 适当加大板间距
气泡夹带
空间不均匀流动
气体流速不均匀 液体流速不均匀
四、塔板上汽液两相的不正常流动现象
液泛(淹塔)：
塔板上汽液两相的流动现象
*危害性： 操作被完全破坏 *产生原因：
液 流 过 大 液 体 来 不 及 下 流 液 泛 过 量 雾 沫 夹 带 (上 气 限 为 流 液 过 泛 大 气 速 ) 过 量 雾 沫 夹 带 降 上 液 下 管 板 负 间 担 压 降 液 泛
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：
σ易＜σ难，宜在泡沫状态下操作 这时汽液两相所形成的泡沫层中的气泡稳定，泡
沫层较高，汽液两相接触面积大，塔板效率高
筛板的筛孔孔径与开孔率较小时易形成泡沫接触状态
三、塔板上汽液两相的非理想流动现象
雾(液)沫夹带：
*分析： 板 间 反 混 塔 板 效 率 降 低
*产生原因：
气 速 过 大
板
间
距
过
小
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
化工原理课程设计
——筛板(浮 阀)式精馏塔设计
常州大学 2019年1月
第一部分：化工原理课程设计任务书
一. 设计题目：苯——甲苯混合液筛板(浮阀)精馏塔设计
二. 原始数据
年处理量：25000 30000 35000 40000 45000 50000吨 料液初温：35℃ 料液浓度：40% 45% 50% 55% 60%（苯质量分率） 塔顶产品浓度：98.5%（苯质量分率） 塔底釜液含甲苯量不低于 98%(以质量计) 每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修） 精馏塔塔顶压强：4 kpa（表压） 冷却水温度：10℃ 饱和水蒸汽压力：0.25Mpa(表压) 设备型式：筛板(浮阀)塔 厂址：江苏地区
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： 板 式 塔
板式塔：
溶剂
逐级接触式，内装塔板，气 液传质在板上液层空间内进行
气体
板式塔
一.塔板结构 筛板塔
结构简单、造价低
筛板
优：
气流压降小、液面 板效率较高
2. 精馏塔设备设计
(1)选择塔型和板型
采用板式塔，板型为筛板(浮阀)塔。
(2)塔板结构设计和流体力学计算
(3)绘制塔板负荷性能图
画出精馏段或提馏段某块的负荷性能图。
(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。
进行选型设计。
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。
落差
小
缺：
小孔筛板易堵塞 操作弹性小
泡罩塔板：
优：不易漏液和堵塞、操作弹性高、板效率稳定
泡罩 塔板
结构复杂、造价高 液层厚，气流压降大
缺：雾沫夹带严重，气速受到限制
Leabharlann Baidu效率低、生产能力低 渐被淘汰
浮阀塔板：
生 产 能 力 大 、 操 作 弹 性大
优
：
气
流
压
降
小
、
液
面
落
差小
浮 阀 塔 板
板效率较高
造 价 低
缺 ： 不 宜 处 理 易 结 焦 或粘 度 大 的 系 统
三种塔板的比较:
生产能力： 筛板 >浮阀 >泡罩
压降：
泡罩 >浮阀 >筛板
操作弹性： 浮阀 >泡罩 >筛板
造价：
泡罩 >浮阀 >筛板
板效率： 浮阀、筛板相当 >泡罩
塔板类型 喷射型塔板：
板式塔
舌形塔板
浮舌塔板
无 溢 流 堰 ， 液 层 较 薄压，降 降 低 雾 沫 夹 带 少 ， 气 速 可高较， 生 产 能 力 增 大
喷射型
并 流 喷 射 ， 液 面 落 差 小
塔板
传 质 表 面 增 大 且 不 断新更， 传 质 效 果 提 高 板 效 率 并 不 是 很 高
气流截面积固定，操弹作性小 a、舌型塔板—
*防范措施： ——优化板结构,增大板间距,可提高液泛气速
塔板上汽液两相的流动现象 漏液：
塔板上汽液两相的流动现象
*危害性：
一 般 ： 板 效 率 下 降 严 重 ： 不 能 操 作（ 漏 液 量 10% 液 体 流 量 ）
气相夹带严重，板效降率低 气流截面积可调，操弹作性大
b、浮动喷射塔板 — 存在漏夜和吹干现象板，效率降低
c、浮舌塔板— 操作弹性大、压降低特，适用减压蒸馏
二.塔板上汽液两相的流动现象
➢气液接触状态
塔板上汽液两相的流动现象
塔板上汽液两相的流动现象
塔板上汽液两相的流动现象
注意
通常希望在泡沫状态、喷射状态或两者的过渡状态下操作 液汽比较大时处于泡沫状态，较小时处于喷射状态 易挥发组分与难挥发组分的表面张力的相对大小对汽液 接触状态有影响
*确定原则： 夹 带 量 0 .1 k g (液 )k g (气 )
*防范措施： 适当加大板间距
气泡夹带
空间不均匀流动
气体流速不均匀 液体流速不均匀
四、塔板上汽液两相的不正常流动现象
液泛(淹塔)：
塔板上汽液两相的流动现象
*危害性： 操作被完全破坏 *产生原因：
液 流 过 大 液 体 来 不 及 下 流 液 泛 过 量 雾 沫 夹 带 (上 气 限 为 流 液 过 泛 大 气 速 ) 过 量 雾 沫 夹 带 降 上 液 下 管 板 负 间 担 压 降 液 泛
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：
σ易＜σ难，宜在泡沫状态下操作 这时汽液两相所形成的泡沫层中的气泡稳定，泡
沫层较高，汽液两相接触面积大，塔板效率高
筛板的筛孔孔径与开孔率较小时易形成泡沫接触状态
三、塔板上汽液两相的非理想流动现象
雾(液)沫夹带：
*分析： 板 间 反 混 塔 板 效 率 降 低
*产生原因：
气 速 过 大
板
间
距
过
小
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
化工原理课程设计
——筛板(浮 阀)式精馏塔设计
常州大学 2019年1月
第一部分：化工原理课程设计任务书
一. 设计题目：苯——甲苯混合液筛板(浮阀)精馏塔设计
二. 原始数据
年处理量：25000 30000 35000 40000 45000 50000吨 料液初温：35℃ 料液浓度：40% 45% 50% 55% 60%（苯质量分率） 塔顶产品浓度：98.5%（苯质量分率） 塔底釜液含甲苯量不低于 98%(以质量计) 每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修） 精馏塔塔顶压强：4 kpa（表压） 冷却水温度：10℃ 饱和水蒸汽压力：0.25Mpa(表压) 设备型式：筛板(浮阀)塔 厂址：江苏地区
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： 板 式 塔
板式塔：
溶剂
逐级接触式，内装塔板，气 液传质在板上液层空间内进行
气体
板式塔
一.塔板结构 筛板塔
结构简单、造价低
筛板
优：
气流压降小、液面 板效率较高
2. 精馏塔设备设计
(1)选择塔型和板型
采用板式塔，板型为筛板(浮阀)塔。
(2)塔板结构设计和流体力学计算
(3)绘制塔板负荷性能图
画出精馏段或提馏段某块的负荷性能图。
(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。
进行选型设计。
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。
落差
小
缺：
小孔筛板易堵塞 操作弹性小
泡罩塔板：
优：不易漏液和堵塞、操作弹性高、板效率稳定
泡罩 塔板
结构复杂、造价高 液层厚，气流压降大
缺：雾沫夹带严重，气速受到限制
Leabharlann Baidu效率低、生产能力低 渐被淘汰
浮阀塔板：
生 产 能 力 大 、 操 作 弹 性大
优
：
气
流
压
降
小
、
液
面
落
差小
浮 阀 塔 板
板效率较高
造 价 低
缺 ： 不 宜 处 理 易 结 焦 或粘 度 大 的 系 统
三种塔板的比较:
生产能力： 筛板 >浮阀 >泡罩
压降：
泡罩 >浮阀 >筛板
操作弹性： 浮阀 >泡罩 >筛板
造价：
泡罩 >浮阀 >筛板
板效率： 浮阀、筛板相当 >泡罩
塔板类型 喷射型塔板：