化工单元过程及设备
课程设计
指导教师：吴雪梅
学生姓名: 张长伟
班级：生工1101
学号：201141014
时间：2014年7月1日
目录
前言 (2)
第一章任务书 (3)
第二章精馏过程工艺及设备概述 (4)
第三章精馏塔工艺设计 (6)
第四章再沸器的设计 (18)
第五章辅助设备的设计 (26)
第六章管路设计 (32)
第七章塔计算结果表 (33)
第八章控制方案 (33)
总结 (34)
参考资料 (35)
前言
本课程设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共七章。
说明书中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了说明。
鉴于设计者经验有限，本设计中还存在许多错误，希望各位老师给予指正。
感谢老师的指导和参阅！
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。
1．1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。
1．2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：
1.循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。
2.结构紧凑、占地面积小、传热系数高。
3.壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。
4.塔釜提供气液分离空间和缓冲区。
1．3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
2．1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（乙烯和乙烷的混合液体）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。另一部分凝液作为回流返回塔顶。回流液从塔顶沿塔流下，在下降过程中与来自塔底的上升蒸气多次逆向接触和分离。当流至塔底时，被再沸器加热部分汽化，其气相返回塔内作为气相回流，而其液相则作为塔底产品采出。
2．2工艺流程
2．2．1物料的储存和运输
精馏过程必须在适当的位置设置一定数量不同容积的原料储罐、泵和各种换
热器，以暂时储存，运输和预热（或冷却）所用原料，从而保证装置能连续稳定的运行。
2．2．2必要的检测手段
为了方便解决操作中的问题，需在流程中的适当位置设置必要的仪表，以及时获取压力、温度等各项参数。
另外，常在特定地方设置人孔和手孔，以便定期的检测维修。
2．2．3 调节装置
由于实际生产中各状态参数都不是定值，应在适当的位置放置一定数量的阀门进行调节，以保证达到生产要求，可设双调节，即自动和手动两种调节方式并存，且随时进行切换。
1)设备选用
精馏塔选用筛板塔，配以立式热虹吸式再沸器。
2)处理能力及产品质量
处理量： 100kmol/h
产品质量：（以乙烯摩尔百分数计）
＝65％
进料：x
f
＝99％
塔顶产品：x
D
塔底产品: x
≤1％
w
第三章精馏塔工艺设计
3．1设计条件
3．1．1工艺条件：
饱和液体进料，进料乙烯含量x
f
＝65％（摩尔百分数）
塔顶乙稀含量 x
D ＝99％，釜液乙稀含量 x
w
≤1％，总板效率为0.6。
3．1．2操作条件：
1）塔顶操作压力：P=2.5MPa（表压）
2）加热剂及加热方法：加热剂——热水
加热方法——间壁换热
3）冷却剂：循环冷却水
4）回流比系数：R/Rmin=1.5
3．1．3塔板形式：筛板
3．1．4处理量：F=100kmol/h
3．1．5安装地点：大连
3．1．6塔板设计位置：塔顶
3．2物料衡算及热量衡算
3．2．1物料衡算
D + D + W= F
D·Xd + W·Xw= F·Xf
D=65.3061kmol/h;W=34.6939kmol/h
塔内气、液相流量：
1）精馏段：L =R·D; V =(R+1)·D;
2）提馏段：L’=L+q·F; V’=V-(1-q)·F; L’=V’+W;
3．2．2 热量衡算
⑴再沸器热流量：Q
R =V’·r’
｛
再沸器加热蒸气的质量流量：G R = Q R /r R
⑵冷凝器热流量：Q C =V ·r
冷凝器冷却剂的质量流量：G C = Q C /(c l ·(t 2-t 1))
假设塔顶温度Tto=256K 经泡点迭代计算得塔顶温度Tt=256.4K 塔顶压力Pt=2500+101.3=2601.325KPa
代入公式 计算并换算得
P A o =2612.46KPa ; P B o =1527.1KPa
得： K A =1.004281 ; K B =0.587047 1.4722
代入数据，解得xe=0.65;ye=0.7322
=3.1439
R=1.5Rmin=4.71585 3.3.3 逐板计算过程：
=0.825x n +0.173
i
i
i i C T B
A p +-=0
ln e
e e
D x y y x R --=min 1
++
R x D
直至x
i < x
f
理论进料位置：第i块板进入提馏段：
=1.09298 x n-0.0008503
直至x
n < x
W
计算结束。理论板数：Nt=n（含釜）
由C语言程
序算得理论塔板数精馏段板数量为19 总板为38（不含釜）则进料板Nf=19/0.6 =32, 实际板数Np=(Nt-1)/0.6=64 则塔底压力Pb=Pt+0.98×0.47×Np= 2616.47KPa
塔底温度Tb=278.42
α=1.435825误差值为2.6147%<5%,满足精度要求。
所以假设成立，上述计算结果均为正确结果。
3.4精馏塔工艺设计
3.4.1物性数据
压力2.601Mpa,温度256.4K 下，乙稀的物性数据： 气相密度：ρV =33kg/ m 3 液相密度：ρL =408kg/ m 3 液相表面张力：σ=2.5mN/m 3.4.2初估塔径
液相流量：L ’=21.135m 3/h 气相流量：V ’= V =316.72m 3/h 两相流动参数：
V L S
n s v LV V q L q F ρρ??=
=0.23
初选塔板间距 H T =0.4m,查《化工原理》（下册）P107筛板塔泛点关联图，得：C 20=0.055
所以，气体负荷因子： =0.0367 液泛气速： ＝0.1392m/s 取泛点率0.6
操作气速：u = 泛点率 ×uf=0.0835 m/s
气体流道截面积： =1.09m 2
选取单流型弓形降液管塔板，取Ad / AT=0.06; 则A / AT=1- Ad / AT =0.94 截面积: AT=A/0.94=1.06m 2
塔径： =1.22m
圆整后，取D=1.2m
u
q A VVs =π
AT D 4=2
.02020?
?
? ??=σC C V
V
L f
C u ρρρ-=
符合《化工原理》P108表6.10.1及P110表6.10.2的经验关联
实际面积： =1.13 m
2
降液管截面积：Ad=AT ×0.12= 0.144m 2 气体流道截面积：A=AT-Ad=1.056m 2
实际操作气速： = 0.083m/s
实际泛点率：u / uf =0.596 塔高的估算Np=64
有效高度：Z= H T ×Np=25.6m
釜液高度（略），进料处两板间距增大为0.7m 设置6个人孔，每个人孔0.8m
裙座取5m,塔顶空间高度1.5m,釜液上方气液分离高度取1.5m. 设釜液停留时间为30min
釜液高度：ΔZ =0.77m 取其为0.8m 所以，总塔高h=Z+0.7+5+1.5+1.5+0.8+2.4=37.5m
3.5溢流装置的设计
3.5.1降液管（弓形）
由上述计算可得：降液管截面积：Ad=AT ×0.12= 0.144 m 2
由Ad/AT=0.12,查《化工原理》（下册）P113的图6.10.24可得： lw/D=0.62
所以，堰长lw=0.75D=0.744m 3.5.2溢流堰 取E 近似为1
24D AT π
=A
q u VVs =2
46030D
L
mWs
q πρ??=3
/231084.2?
??
?
???=-W h ow l L E h
则堰上液头高： =0.0264m>6mm 取堰高hw=0.05m,底隙hb=0.04m
液体流经底隙的流速：u =0.197m/s<0.5m/s 符合要求
3.6 塔板布置和其余结构尺寸的选取
取塔板厚度б=3mm
进出口安全宽度bs=bs ’=80mm 边缘区宽度bc=50mm
由Ad/AT=0.06,查《化工原理》（下册）P113的图6.10.24可得： b d /D=0.118
所以降液管宽度：b d =0.118D=0.1416m
=0.37m
r= =0.56m 有效传质面积： =
0.78 m 2 取筛孔直径：do=5mm,取孔中心距：t=4.26do= 25mm
开孔率：
= =0.036 筛孔面积： =
0,0282m 2 筛孔气速： =3.12m/s 筛孔个数：
=1438
3.7塔板流动性能校核
3.7.1液沫夹带量校核 Hf=2.5(hw+how)=0.192m
b
w VLs
h l q
=)(2s d b b D
x +-=c b D -2
)sin (21222r
x
r x r x A a -+-=a o A A =φ2
0907.0??
?
??t d a O A A φ=o VVs
o A q
u =20
04
d
A
n π
=
质量夹带率e v ：
=0.0056kg 液/kg e v <0.1 kg 液/kg 气，故符合要求。 3.7.2塔板阻力hf 的核对 h f = h o +h l +h σ
又 б=4mm,do=5mm,故do/б=1.25
查《化工原理》（下册）P118图6.10.30得：Co=0.81
则 = 0.061液柱
又
气体动能因子 ＝0.65 查《化工原理》（下册）P118图6.10.31得： 塔板上液层充气系数：β=0.73
= 0.00049m 液柱
h f = h o +h l +h σ=0.117m 液柱 3.7.3降液管液泛校核
Hd 可取Δ=0 式中 =0.00595m 液柱 则 Hd =0.1997m 液柱 取降液管中泡沫层相对密度：Φ=0.6
2
.33
107.5???? ??-?=-f T
v H H u e σ2
00021???
?
??=C u g h L V ρρ()液柱
m h h h 0558.0O W W L =+=β0
3104d g h L ??=-ρσ
σs m A A q u d
T VVs
a /113.02=-=
5
.0v
a u Fa ρ=d
f O W W h h h h ++?++=2
82
2
1018.1153.02???
? ???=???? ??==-b W VLs b W VLs d d h l q h l q g u h ζd f O W W h h h h ++?++=
则Hd ’= =0.333m 液柱
所以不会发生液泛 3.7.4液体在降液管中的停留时间
=5.776s>5s ，满足要求。 3.7.5严重漏液校核
=0.015m = 1.619
k=1.64>1.5-2.0 满足稳定性要求
3.8负荷性能图
3.8.1过量液沫夹带线
规定：e v = 0.0056（ kg 液体 / kg 气体） 为限制条件
得： 由上述关系可作得线①
3.8.2液相下限线
由上述关系可作得线②
3.8.3严重漏液线
Φ
d
H '
45.0Hd h H W
T
>=+VLs T
d
q H A ?=τ?
?
?????--?=-3232.313)(101.75.21081.8W VLh W T VVh l q h H A q σ3
/231084.2???
? ???=-W VLh ow l q E h 006
.01084.23
/23=???
? ???=-W h ow l L E h ()σh h h h O W W -++='13.00056.00
000
2h g C u V
L '='ρρk
u u 100='
h
V = 3600
0A 0
u
由上述关系可作得线③ 3.8.4液相上限线
令 =5s 得： =24.4 由上述关系可作得线④ 3.8.5浆液管液泛线
Hd’=HT+hW
带入数据整理后得：
上述关系可作得降液管液泛线⑤ 上五条线联合构成负荷性能图
VLs
T
d
q H A ?=τd T VLh A H q 720=3
/22249519.11350002386.0VLh VLh VVh q q q --=()σh h h h O W W -++='13.00056.00
0A V u h
=
d
f O W W W T h h h h h H ++?++=+Φ)(2
81018.1?
??
?
???=-b w h d h l L h σ
h h h h L o f ++=)
(O W W L h h h +=β2
0021???
?
??=C u g h L V o ρρ
作点为：q
=21.136m3/s
VLh
q
=316.7 m3/s
VVh
负荷性能图
设计点位于四条线包围的区间中间，
操作弹性：q
VVhmax / q
VVhmin
≈24.4/2.28=10.7
所以基本满足要求
第四章再沸器的设计
第一节设计任务与设计条件
1、选用立式热虹吸式再沸器
塔顶压力：2.601 Mpa（绝对压力）
塔底压力：Pb=Pt+0.98×0.47×Np= 2616.47KPa
2、再沸器壳程与管程的设计条件
壳程/加热水管程/釜液温度/℃40 6 压力（绝压）/Mpa0.1013 2.616
蒸发量（kg/s ) 2.903
1 壳程凝液在温度（40℃）下的物性数据： 比热：r c =4174J/(kg.K) 热导率：λ c =0.634w/(m*K) 粘度：μc =0.653mPa*s 密度：ρc =977.8kg/m 3
2．管程流体在（6℃ 2.616MPa ）下的物性数据：
潜热：r b =327.85kJ/kg 液相热导率：λ
b
=87.68mw/(m*K)
液相粘度：μb =0.068mPa*s 液相密度：ρb =505kg/m 3
液相定比压热容：Cpb= 1.88kJ/(kg*k) 表面张力：σb ＝3mN/m
气相粘度：μv =0.0005mPa*s 气相密度：ρv =38kg/m 3
蒸气压曲线斜率（Δt/ΔP ）=0.000503 m 2 K/kg
4.2估算设备尺寸
气相流量：L ’=L+F=2.903kg/s 液相流量：V ’= V =6kg/s
热流量： =951866w 传热温差：
b
b b d
b b b d m t T t T t T t T t -----=
?ln )()( =22.54℃
c c b b R V V Q γγ==
制药化工过程及设备 一、选择 1、在国际单位制（SI制）中，下列4个单位中（D）是导出单位 A.长度 B.质量 C.时间 D.力 2、在物理单位制（CGS）中，下列四个单位中（D）是导出单位 A.长度 B.质量 C.时间 D.力 3、在工程单位制中，下列四个单位中（B）是导出单位 A.长度 B.质量 C.时间 D.力 4、流体静力学基本方程式指在静止的、连续的同一液体内部，不同截面上的（A）之和均相等 A.位能和静压能 B.位能和动能 C.静压能和动能 D.静压能和外加能 E.动能和静压能 5、流体的（ B ）之和称为流体的总机械能 A.热力学能、动能和外加能 B.位能、静压能和动能 C.热力学能、静压能和动能 D.位能、动能和外加能 E.动能和静压能 6、下列能量中，不能直接用于输送流体的是（ D ） A.位能 B.动能 C.静压能 D.热能 E.以上都不能 7、理想流体沿等径直管由上而下做稳态流动时，其机械能转化关系是（A） A.部分位能转化为静压能 B.部分静压能转化为位能 C.部分位能转化为动能 D.部分静压能转化为动能 E.部分热力学能转化为位能 8、下列四种流体的黏度中，黏度最大的是（ E ） A.5cP B.300mPa*s C.4P D.30g/cm E.0.7Pa*s 9、一般当温度降低时，液体的黏度和气体的黏度将分别（A） A.增大和减小 B.减小和增大 C.同时增大 D.同时减小 E.不能确定 10、对一定的流体和物性参数，一定的管路系统，流量增大一倍，Re将（B ） A.减小1/2 B.增大一倍 C.不变 D.增加两倍 E.不确定 11、为液体输送能量的输送设备称为（ D ） A.鼓风机 B.压缩机 C.真空泵 D.泵 E.通风机 12、气蚀是下列（ C ）输送设备特有的现象 A.压缩机 B.真空泵 C.离心机 D.往复泵 E.齿轮泵 13、离心泵叶轮旋转方向与叶轮弯曲方向（B） A.一致 B.相反 C.一致相反均可 D.必须一致 E.必须相反 14、粒子的自由沉降过程包括（ C ） A.加速阶段 B.匀速阶段 C.匀速阶段和降速阶段 D.加速阶段、降速阶段感和匀速阶段 15、固体颗粒在沉降室中的沉降速度和（E）无关 A.流体的密度 B.颗粒的直径 C.颗粒的密度 D.流体的黏度 E.降尘室高度 16、以下分离设备不是利用了离心力原理的是（B） A.管式离心机 B.降尘室 C.碟式离心机 D.旋风分离器 E.以上选项均不是 17、多层圆筒壁稳定传热时，保温材料的导热系数越小，导热热阻R（A） A.增大 B.越小 C.不变 D.不确定 E.以上均不是
化工单元操作 作者：易卫国页数：324 出版：化学工业出版社ISBN：90232 上一个：化工制图习题集（第3版） 下一个：现代制造技术 化工单元操作 《化工单元操作》根据高职教育的特点、要求和教学实际，按照“工作过程系统化”课程开发方法，打破本科教材的常规，不再以传统的“三传”为主线来安排教学次序，而是将化工原理、化工装备、电器与仪表等课程的相关知识有机融合，以典型化工生产单元操作及其设备为纽带，进行理实一体化的模块化内容设计，且精简理论，删除繁琐的公式推导过程和纯理论型计算，放弃对过程原理及理论计算“过深、过细、过全、过难”的描述。 全书共分“流体流动及输送技术、传热技术（传热、冷冻）、分离技术（非均相物系的分离——沉降和过滤、蒸发、干燥、蒸馏、吸收、萃取、结晶、新型分离方法——膜分离和吸附）”三大模块，十一个子模块，各子模块均涵盖“技术应用”、“设备或流程认知”、“相关知识获取”、“操作方法”、“故障处理”、“安全生产”及“节
能”等内容，突出对学生工程应用能力、实践技能和综合素质的培养。 本教材可作为高职高专化工技术类及相关专业的教材，亦可供化工企业生产一线的工程技术人员参考。 绪论 任务一了解化工生产过程及单元操作 一、化工生产过程与单元操作 二、单元操作的分类 任务二了解本课程的性质、内容和课程目标 一、本课程的性质、内容 二、课程目标 任务三了解解决工程问题的基本思路和方法 任务四正确使用单位 一、单位和单位制 二、单位换算 习题 模块一流体流动及输送 任务一认知流体输送设备及管路 一、贮罐 二、化工管路 三、输送设备 任务二获取流体输送知识 一、流体的基本物理量 二、静力学方程式及其应用 三、连续性方程式及其应用 四、柏努利方程式及其应用 五、流体流动阻力及降低措施 六、流体的基本物理量的检测 任务三熟悉流体输送机械 一、液体输送机械 二、气体输送机械 任务四离心泵的操作 一、操作方法 二、故障分析及处理
青岛科技大学 化工课程设计 设计题目：乙醇-正丙醇溶液连续板式精馏塔的设计指导教师： 学生姓名： 化工学院—化学工程与工艺专业135班 日期:
目录一设计任务书 二塔板的工艺设计 （一）设计方案的确定 （二）精馏塔设计模拟 （三）塔板工艺尺寸计算 1）塔径 2）溢流装置 3)塔板分布、浮阀数目与排列 （四）塔板的流体力学计算 1）气相通过浮阀塔板的压强降2）淹塔 3)雾沫夹带 （五）塔板负荷性能图 1）雾沫夹带线 2）液泛线 3）液相负荷上限 4）漏液线 5）液相负荷上限 （六）塔工艺数据汇总表格 三塔的附属设备的设计 （一）换热器的选择 1)预热器 2)再沸器的换热器 3)冷凝器的换热器 （二）泵的选择 四塔的内部工艺结构 （一）塔顶 （二）进口 ①塔顶回流进口 ②中段回流进口 （三）人孔 （四）塔底 ①塔底空间 ②塔底出口 五带控制点工艺流程图 六主体设备图 七附件 （一）带控制点工艺流程图 （二）主体设备图 八符号表 九讨论 十主要参考资料
一设计任务书 【设计任务】设计一板式精馏塔，用以完成乙醇-正丙醇溶液的分离任务 【设计依据】如表一 表一 【设计内容】 1）塔板的选择； 2）流程的选择与叙述； 3）精馏塔塔高、塔径与塔构件设计； 4）预热器、再沸器热负荷及加热蒸汽消耗量，冷凝器热负荷及冷却水用量，泵的选择； 5）带控制点工艺流程图及主体设备图。 二塔板的工艺设计 （一）设计方案的确定 本设计的任务是分离乙醇—正丙醇混合液，对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程，运用Aspen软件做出乙醇—正丙醇的T-x-y 相图，如图一：
图一：乙醇—正丙醇的T-x-y相图 由图一可得乙醇—正丙醇的质量分数比为0.5:0.5时，其泡点温度是84.40o C （二）精馏塔设计模拟 1.初步模拟过程 运用Aspen软件精馏塔Columns模块中DSTWU模型进行初步模拟，并不断进行调试，模拟过程及结果如下：
《化工单元操作》 课程整体教学设计（2014～ 2015学年第二学期） 课程名称：化工单元操作 所属系部：化工学院 制定人：宋丽萍 合作人：吴晓滨 制定时间： 2015年1月20日 包头轻工职业技术学院
课程整体教学设计 一、课程基本信息 课程名称：化工单元操作 课程代码：181103 学分：20 学时：360 授课时间：第二学期授课对象：三年制专科 课程类型：应用化工技术专业职业能力必修课。 先修课程:化工机械基础后续课程:现代煤化工生产技术 二、课程定位 《化工单元操作》课程面向的岗位有：管路安装、泵及其他动设备操作、流量控制、压力控制、温度控制、DCS控制操作、设备保全等。《化工单元操作》安排在《化工机械基础》之后，《现代煤化工生产技术》之前的一门专业基础课，时间安排在第三学期。其主要内容是以化工生产中的物理加工过程为背景，依据操作原理的共性，分成为若干单元操作过程，通过项目训练，掌握各单元典型设备的操作技能及设备选用原则和技能，学习各单元操作的基本原理、基本计算。中职定位：单元设备简单操作 本科定位：单元设备工作原理及生产能力设计 培训地位：单元设备工作原理简介 三、课程目标设计 总体目标： 本课程是应用化工技术专业专业核心类课程，专业课程体系符合高技能人才培养目标和
专业相关技术领域职业岗位（群）的任职要求，本课程对学生职业能力培养和职业素养养成起主要支撑或明显促进作用，与高等数学、无机化学、有机化学、化工图纸识用与绘制、物理化学等前续课程密切衔接，为后续课程《化工设计概论》、《化工工艺学》、《化工顶岗实习》、《毕业设计》等打下坚实的基础。同时注重培养学生的方法能力、社会能力，最终形成化工生产的职业综合能力。 能力目标： 1、能运用流体力学知识，根据输送流体的性质，正确选用管道及安装。根据输送机械设备操作规范，操作常见泵的开启与调节。根据输送机械设备操作规范，操作常见泵的开启与调节。 2、能运热量传递知识，根据传热设备的操作要求，操作和维护传热设备。 3、能运用蒸发原理知识，根据蒸发设备的操作要求，操作和维护蒸发设备。 4、能运用蒸馏原理知识，根据蒸馏设备的操作要求，操作和维护蒸馏设备。 知识目标：（知道...;了解…；理解…；掌握…。） 1、知道流体力学，了解其基本内容，理解流体动力学的基本概念，掌握机理及基本计 算方法； 2、知道非均相物系分离的基本原理，重力沉降和过滤的基本概念及相关计算；掌握 3、知道传热单元，了解传热过程，理解传热原理，掌握热量传递过程中的传热单元操 作的基本概念及传热基本方程； 4、知道吸收，了解吸收过程，理解吸收原理，掌握气体吸收的基本原理及其相关计算； 5、掌握两组分溶液精馏的原理和流程，精馏塔的操作及设计计算方法； 6、掌握干燥过程的基本概念，熟悉湿空气的性质及湿度图的应用，干燥过程的相关计 算。 素质目标：（职业道德、职业素质、职业规范在本课中的具体表现） 1、进入工作环境，必须穿着工作服、安全帽、工作鞋等。 2、不能随意触动设备。 3、操作设备要严格按照操作规程进行操作。 4、保持工作环境的卫生。 5、保持节俭节约。 四、课程内容设计：（包括顶岗实习、项目实施等，项目小于内容）
南京工业大学化工设备设计基础 课程设计指导书 南京工业大学 2012年12月
“化工设备设计基础”课程设计指导书 一、课程设计的目的 “化工设备设计基础”课程设计是《化工设备设计基础》课程中的一个重要的教学环节，通过这个教学环节要求达到下列几个目的。 1、通过课程设计，把在《化工设备设计基础》、《化工原理》及其它有关课程（机械制图、公差与配合等）中所获得的理论知识在实际的实际工作中综合地加以运用，使这些知识得到巩固和发展，并使理论知识和生产实践密切结合起来。因此，课程设计是《化工设备设计基础》和与之有关的一系列课程的总结性的作业。 2、“化工设备设计基础”课程设计是高等工科院校非设备专业的学生第一次进行 的比较完整的设备设计。通过这次设计，初步培养学生对工程设计的独立工作能力，树立正确的设计思想，掌握设备设计的基本方法和步骤。 3、通过课程设计，使学生能够熟练地应用有关参考资料、计算图表、手册、图集、规范；熟悉有关国家标准和部颁布标准（如GB、JB、HG等），以完成一个工程技术人员在化工设备设计方面所必须具备的基本技能训练。 二、课程设计的内容 “化工设备设计基础”课程设计，是在完成“化工设备设计基础”课程的教学考查等环节后进行的。课程设计时间拟定2周。课程设计的题目是：板式塔（填料塔）设计设计。要求完成设备的结构与强度设计与设备总装图绘制。具体安排如下： 内容时间 1、讲课半天 板式塔（填料塔）课题 1）板式塔（填料塔）专题介绍 2）化工制图专题介绍 2、计算一天 3、绘草图一天 4、CAD绘图五天
4、整理计算说明书、准备质疑一天半 5、质疑、交设计文件一天 三、设计步骤 （一）、准备阶段 1、设计前应预先准备好资料、手册、CAD绘图软件。 2、对设计指导书、任务书进行详细的研究和分析，明确设计要求，分析由《化工原理》课程设计计算得到的数据和工艺参数，复习课程有关内容，熟悉有关设备的设计方法和步骤。 3.、参考不同结构板式塔（填料塔）的图纸，比较其优缺点，从而选择一种最适当的类型和结构。 (二)、设备的总体设计 （1）根据《化工原理》课程设计，确定塔设备的型式； （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。 (三)、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。 （四）、完成塔设备装配图 4.1 塔设备结构草图（A3坐标纸） 4.2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。 （五）、整理并编写设计计算说明书。 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。
《化工原理》课程设计报告精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 指导教师
目录 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 (3) 一．设计题目 (3) 二．操作条件 (3) 三．塔设备型式 (3) 四．工作日 (3) 五．厂址 (3) 六．设计内容 (3) 设计方案 (4) 一．工艺流程 (4) 二．操作压力 (4) 三．进料热状态 (4) 四．加热方式 (4) 精馏塔工艺计算书 (5) 一．全塔的物料衡算 (5) 二．理论塔板数的确定 (5) 三．实际塔板数的确定 (7) 四．精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算 (8) 五．塔体工艺尺寸设计 (10) 六．塔板工艺尺寸设计 (12) 七．塔板流体力学检验 (14) 八．塔板负荷性能图 (17) 九．接管尺寸计算 (19) 十．附属设备计算 (21) 设计结果一览表 (24) 设计总结 (26) 参考文献 (26)
苯-氯苯精馏塔的工艺设计 苯-氯苯分离过程精馏塔设计任务 一．设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.6%的氯苯140000t，塔顶馏出液中含氯苯不高于0.1%。原料液中含氯苯为22%（以上均为质量%）。 二．操作条件 1.塔顶压强自选； 2.进料热状况自选； 3.回流比自选； 4.塔底加热蒸汽压强自选； 5.单板压降不大于0.9kPa； 三．塔板类型 板式塔或填料塔。 四．工作日 每年300天，每天24小时连续运行。 五．厂址 厂址为天津地区。 六．设计内容 1.设计方案的确定及流程说明 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； 5.精馏塔主要工艺尺寸；
中南大学 化工原理课程设计 2010年01月22日 <
目录 一、设计题目及原始数据（任务书） (3) 二、设计要求 (3) 三、列环式换热器形式及特点的简述 (3) 四、论述列管式换热器形式的选择及流体流动空间的选择 (8) 五、换热过程中的有关计算（热负荷、壳层数、总传热系数、传热 面积、压强降等等） (10) ①@ 14 ②物性数据的确定……………………………………………… ③总传热系数的计算 (14) ④传热面积的计算 (16) ⑤工艺结构尺寸的计算 (16) ⑥换热器的核算 (18) 六、设计结果概要表（主要设备尺寸、衡算结果等等） (22) 七、主体设备计算及其说明 (22) 八、主体设备装置图的绘制 (33) 九、? 33十、课程设计的收获及感想………………………………………… 十一、附表及设计过程中主要符号说明 (37) 十二、参考文献 (40)
一、设计题目及原始数据（任务书） 1、生产能力：17×104吨/年煤油 # 2、设备形式：列管式换热器 3、设计条件： 煤油：入口温度140o C，出口温度40 o C 冷却介质：自来水，入口温度30o C，出口温度40 o C 允许压强降：不大于105Pa 每年按330天计，每天24小时连续运行 二、设计要求 1、选择适宜的列管式换热器并进行核算 【 2、要进行工艺计算 3、要进行主体设备的设计（主要设备尺寸、横算结果等） 4、编写设计任务书 5、进行设备结构图的绘制（用420*594图纸绘制装置图一张：一主视图，一俯视图。一剖面图，两个局部放大图。设备技术要求、主要参数、接管表、部件明细表、标题栏。） 三、列环式换热器形式及特点的简述 换热器概述
化工单元过程及设备课程设计-- 精馏
化工单元过程及设备课程设计 目录 前言 (2) 第一章任务书 (3) 第二章精馏过程工艺及设备概述 (4) 第三章精馏塔工艺设计 (6) 第四章再沸器的设计 (18) 第五章辅助设备的设计 (26) 第六章管路设计 (32) 第七章塔计算结果表 (33) 第八章控制方案 (33) 总结 (34) 参考资料 (35)
前言 本课程设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共七章。 说明书中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了说明。 鉴于设计者经验有限，本设计中还存在许多错误，希望各位老师给予指正。 感谢老师的指导和参阅！
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。 1．1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。 1．2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： 1.循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。
化工单元操作课程设计
目录 一、设计任务书 (2) 二、设计方案 (3) 1、确定设计方案 (3) 2、确定物性数据 (3) 3、计算总传热系数 (4) 4、计算传热面积 (5) 5、工艺结构尺寸 (5) 6、换热器核算 (7)
设计任务书 1、设计题目 甲醇冷凝冷却器的设计 2、设计任务及操作条件 （1）处理能力11000 kg/h甲醇。 （2）设备形式列管式换热器 （3）操作条件 ①甲醇：入口温度64℃，出口温度50℃，压力为常压。 ②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃，压力为0.3MPa。
③允许压降：不大于105 Pa。 ④每年按330天计，每天24小时连续运作。 3、设计要求 选择适宜的列管式换热器并进行核算。 设计方案1．确定设计方案 （1）选择换热器的类型
两流体温度变化情况： 热流体进口温度64℃，出口温度50℃冷流体。 冷流体进口温度30℃，出口温度40℃。 从两流体温度来看，换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大，因此初步确定选用列管式换热器。 （2）流动空间及流速的确定 由于循环冷却水易结垢，为便于清洗，应使冷却水走管程，甲醇走壳程。另外，这样的选择可以使甲醇通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果。同时，在此选择逆流。选用φ25mm ×2.5mm 的碳钢管，管内流速取u i = 0.6 m/s 。 2、确定物性数据 定性温度：可取流体进出口温度的平均值。 壳程甲醇的定性温度为： 6450572 +T ==℃ 管程循环水的定性温度为： ℃＝＋＝ 352 40 30t 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
化学工程学院 化工机械与设备课程设计 设计说明书 专业化学工程与工艺 班级化工11-4 姓名沈杰 学号11402010417 指导老师杨泽慧 日期2014年6月10日 成绩
化学工程学院2013-2014（2） 化工机械与设备课程设计任务书 一、课程设计题目：管壳式换热器的机械设计 二、课程设计内容 1．管壳式换热器的结构设计 包括：管子数n，管子排列方式，管间距的确定，壳体尺寸计算，换热器封头选择，容器法兰的选择，管板尺寸确定塔盘结构，人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等等。 2. 壳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）确定管板结构、尺寸及拉脱力、温差应力； （3）计算是否安装膨胀节； （4）确定壳体的壁厚、封头的选择及壁厚，并进行强度和稳定性校核。 3. 筒体和支座水压试验应力校核 4. 支座结构设计及强度校核 包括：裙座体（采用裙座）、基础环、地脚螺栓 5. 换热器各主要组成部分选材，参数确定 6. 编写设计说明书一份 7. Auto CAD绘3号设备装配图一张 三、设计条件 1气体工作压力 管程：半水煤气（0.80+学号最后两位第一个数字×0.02，单位：MPa） 壳程：变换气（0.75+学号最后一位数字×0.01，单位：MPa） 2壳、管壁温差50℃，t t＞t s 壳程介质温度为320-450℃，管程介质温度为280-420℃。 3由工艺计算求得换热面积为（130+学号最后一位数字×5），单位：m2。
4壳体与封头材料在低合金高强度刚中间选用，并查出其参数，接管及其他数据查表选用。 5壳体与支座对接焊接，塔体焊接接头系数Φ=0.9 6图纸：尺寸需根据自己的设计的尺寸标注。 四、进度安排 6月9-6月20日 五、基本要求 1.学生要按照任务书要求，独立完成设备的机械设计； 2.设计说明书一律采用电子版，指导老师指导修改后打印，3号图纸终稿打印； 3.图纸打印后，将图纸按照统一要求折叠，同设计说明书统一在6月20日上午9点半前，由各组组长负责统一提交。 5.根据设计说明书、图纸、平时表现综合评分。 六、说明书的内容 任务书 1.符号说明 2.前言 （1）设计条件； （2）设计依据； （3）设备结构形式概述。 3.材料选择 （1）选择材料的原则； （2）确定各零、部件的材质； （3）确定焊接材料。 4.绘制结构草图 （1）换热器装配图； （2）确定支座、接管、人孔、控制点接口及附件、内部主要零部件的轴向及环向位置，以单线图表示； （3）标注形位尺寸；
中南大学《化工原理》课程设计说明书 题目：煤油冷却器的设计 学院：化学化工学院 班级：化工0802 学号： 1505080802 姓名： ****** 指导教师：邱运仁 时间：2010年9月
目录 §一.任务书 (2) 1.1.题目 1.2.任务及操作条件 1.3.列管式换热器的选择与核算 §二.概述 (3) 2.1.换热器概述 2.2.固定管板式换热器 2.3.设计背景及设计要求 §三.热量设计 (5) 3.1.初选换热器的类型 3.2.管程安排（流动空间的选择）及流速确定 3.3.确定物性数据 3.4.计算总传热系数 3.5.计算传热面积 §四. 机械结构设计 (9) 4.1.管径和管内流速 4.2.管程数和传热管数 4.3.平均传热温差校正及壳程数 4.4.壳程内径及换热管选型汇总 4.4.折流板 4.6.接管 4.7.壁厚的确定、封头 4.8.管板 4.9.换热管 4.10.分程隔板 4.11拉杆 4.12.换热管与管板的连接 4.13.防冲板或导流筒的选择、鞍式支座的示意图(BI型) 4.14.膨胀节的设定讨论 §五.换热器核算 (21) 5.1.热量核算 5.2.压力降核算 §六.管束振动 (25) 6.1.换热器的振动 6.2.流体诱发换热器管束振动机理 6.3.换热器管束振动的计算 6.4.振动的防止与有效利用 §七. 设计结果表汇 (28) §八.参考文献 (29) §附：化工原理课程设计之心得体会 (30)
§一.化工原理课程设计任务书 1.1.题目 煤油冷却器的设计 1.2.任务及操作条件 1.2.1处理能力：40t/h 煤油 1.2.2.设备形式：列管式换热器 1.2.3.操作条件 (1).煤油：入口温度160℃，出口温度60℃ (2).冷却介质：循环水，入口温度17℃，出口温度30℃ (3).允许压强降：管程不大于0.1MPa,壳程不大于40KPa (4).煤油定性温度下的物性数据ρ=825kg/m3，黏度7.15×10-4Pa.s，比热容2.2kJ/(kg.℃)，导热系数0.14W/(m.℃) 1.3.列管式换热器的选择与核算 1.3.1.传热计算 1.3. 2.管、壳程流体阻力计算 1.3.3.管板厚度计算 1.3.4.膨胀节计算 1.3.5.管束振动 1.3.6.管壳式换热器零部件结构 §二.概述 2.1.换热器概述 换热器是化工、炼油工业中普遍应用的典型的工艺设备。在化工厂，换热器的费用约占总费用的10%～20%，在炼油厂约占总费用35%～40%。换热器在其他部门如动力、原子能、冶金、食品、交通、环保、家电等也有着广泛的应用。因此，设计和选择得到使用、高效的换热器对降低设备的造价和操作费用具有十分重要的作用。 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，即简称换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。 换热器的类型按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。其中间壁式换热器应用最广泛，如表2-1所示。 表2-1 传热器的结构分类
化学过程及设备(仅供参考) 一、简答题（8道题，每题5分，共40分） 内容不详，但是在课本和课件上都能找到 二、论述题（3道题，每题20分，共60分） 1、石油裂解制备乙烯（管式反应器—裂解炉）（P18—19） 石油裂解制备乙烯常用的生产设备是外热式管式反应器-裂解炉。裂解炉是一种典型的均相管式反应器。管式裂解炉是在炉子中设置了一定排列形式的金属管子，管内通入裂解原料，管外用液体燃料或气体燃料燃烧所发出的热量来加热管的外壁，而通过管壁的传热，将热量传递给管内的反应物料。裂解炉的关键就是要能在较短时间内将大量热量传递给反应原料，使之在高温下发生裂解反应。 管式裂解炉通常由对流室和辐射室两部分组成,采用自然或强制排烟系统。对流室内设有水平放置的数组换热管以预热原料、工艺稀释用蒸汽、急冷锅炉进水以及过热高压蒸汽等。辐射室由耐火砖（里层）、隔热砖(外层)砌成。裂解炉管悬吊在辐射室中央,这是管式裂解炉的核心部分，炉膛的侧壁和底部安装有燃烧器以加热反应管。裂解反应产物离开反应管后立即进入急冷锅炉，被高压水骤冷以中止反应并生产10～12MPa的高压蒸汽，从而回收热能。 管式裂解炉的传热过程： 2.板式塔、填料塔（2选1）（P154—155、P160—161、P189—190） 板式塔： 板式塔由通常为圆筒形的塔体和按一定间距水平设置在塔内的若干塔板组成。 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或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。 板式塔适用于快速和中速反应过程。板式塔中单位体积的气-液相界面积、气-液传质系数和持液量均较填料塔大。板式塔空塔气速一般比传统填料塔大，生产能力大；有较大的操作弹性；效率较稳定，塔径增大，效率将有所提高。在塔的各处都需要冷却时，板式塔更容易做到。 板式塔的缺点是结构较复杂，成本高，气体流动阻力较填料塔大，气流压降较大。 板式塔的设计内容：①工艺（或化工）设计②结构设计③机械设计 填料塔： 填料塔的结构由塔体、填料、填料的压板和支承板以及液体分布器等组成。 在填料塔中，塔内装填一定段数和一定高度的填料层，液体沿填料表面呈膜状向下流动，作为连续相的气体自下而上流动，气液两相沿填料表面进行逆流传质。两相的组分浓度沿塔高呈连续变化。
化工原理课程设计 设计题目：列管式换热器的设计 指导教师 专业班级 学生姓名 学 号 2009 年 1 月 5 日 目录 1．设计任务书及操作条件 2．前言 2.1 设计方案简介 2.2工艺流程草图及说明 3 工艺设计及计算 3.1、铺助设备计算及选型 3.2、设计结果一览表 4.设计的评述 5、主要符号说明
6、参考文献 7.主体设备条件图及生产工艺流程图（附后） 1．设计任务书及操作条件 （1）处理能力：1×104吨/年正己烷。 （2）设备型式：列管式换热器 （3）操作条件 1 正己烷（含水蒸汽20%）：入口温度1000C， 出口温度350C。 2 冷却介质：循环水，入口温度250C，出口温 度350C。
3 允许压降：不大于105Pa。 4 每年按330天计。 5 建厂地址广西 （三）设计要求 1.选择适宜的列管式换热器并进行核算。 2.要进行工艺计算 3.要进行主体设备的设计（主要设备尺寸、衡算结果等） 4.编写任务设计书 5.进行设备结构图的绘制（用420*594图纸绘制装置图一张） 2．前言
2.1 设计方案简介 固定管板式换热器 换热管束固定在两块管板上，管板又分别焊在外壳的两端，管子、管板和壳体都是刚性连接。当管壁与壳壁的壁温相差大于50℃时，为减小或消除温差产生的热效应力，必须设有温差补偿装置，如膨胀节。 固定管板式换热器结构比较简单，制造简单，制造成本低，管程可用多种结构，规格范围广，在生产中广泛应用。因壳侧不易清洗，故不适宜较脏或有腐蚀性的物流的换热，适用于壳壁与管壁温差小于70℃、壳程压力不高、壳程结垢不严重、并可用化学方法清洗的场合。 本设计任务为正己烷冷却器的设计，两流体在传热过程中无相的变化，且冷、热流体间的温差不是太大或温差较大但壳程压力不高的场合。当换热器传热面积较大，所需管子数目较多时，为提高管流速，常将换热管平均分为若干组，使流体在管内依次往返多次，即为多管程，从而增大了管内对流传热系数。固定管板式换热器的优点是结构简单、紧凑。在相同的壳体直径内，排管数最多，旁路最少；每根换热管都可以进行更换，且管内清洗方便。 2.2工艺流程草图及说明 工艺流程草图附后 流程图说明： 正己烷和循环冷却水经泵以一定的流速（由泵来调控）输入换热器中经换热器进行顺流换热。正己烷由100℃降到35℃，循环冷水由25℃升到35℃，且35℃的冷水回到水槽后，由于冷水的量多，回槽的水少，且流经管路时也有被冷凝，因此不会引起槽中水温太大的变化从而使水温保持25℃左右。 3 工艺设计及计算 (1) 确定设计方案 1. 选择换热器的类型 两流体温度变化情况：热流体进口温度100℃，出口温度35℃；冷
化工单元操作课程设计 题目甲醇冷凝冷却器的设计 学院化学与化工学院 专业轻化工程 班级轻化11002班 学号1016121072 学生姓名李江露 指导教师陈飞飞 完成日期2013年01月07 日
一、前言 (2) 二、设计任务书 (3) 三、方案简介 (4) 四、选型与设计指导思想 (5) 五、设计方案 (6) 1、确定设计方案 (6) 2、确定物性数据 (6) 3、计算总传热系数 (7) 4、计算传热面积 (8) 5、工艺结构尺寸 (8) 6、换热器核算 (11) 六、设计结果一览表 (15) 七、主要符号说明 (16) 八、个人小结 (17) 九、参考文献 (19)
化工原理主要研究各单元操作的基本原理以及所用典型设备的结构和设备工艺尺寸的计算或设备选型。 化工单元操作课程设计是综合运用化工原理课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，并在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。 课程设计与平时的作业不同，在设计中需要自己做决策，主观性较强。确定方案、选择流程、查阅资料、进行过程和设备计算，并对自己和选择作出论证和核算，经反复的分析比较，选择出最理想的方案和最合理的设计。 本次设计的主要任务是换热器的选型和设计，即对在生产过程中甲醇冷却装置的设计。此次课程设计的主要内容是通过对甲醇和循环水的分析，确定设计方案，选择最佳流程并计算、核算、制图等一系列过程。 通过课堂理论知识的学习及课程设计的实际行动和创新，不仅有助于理解和掌握知识，更培养了分析和解决问题的能力。
设计任务书 1、设计题目 甲醇冷凝冷却器的设计 2、设计任务及操作条件 （1）处理能力12000 kg/h甲醇。 （2）设备形式列管式换热器 （3）操作条件 ①甲醇：入口温度64℃，出口温度50℃，压力为常压。 ②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃，压力为0.3MPa。 ③允许压降：不大于105 Pa。 ④每年按330天计，每天24小时连续运作。 3、设计要求 选择适宜的列管式换热器并进行核算。
搅拌釜式反应器课程设计任务书 一、设计内容安排 1. 釜式反应器的结构设计 包括：设备结构、人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等。 2. 设备壁厚计算及其强度、稳定性校核 3. 筒体和裙座水压试验应力校核 4. 编写设计计算书一份 5. 绘制装配图一张（电子版） 二、设计条件 三、设计要求 1.学生要按照任务书要求，独立完成塔设备的机械设计； 2.根据设计计算书、图纸及平时表现综合评分。 四、设计说明书的内容 1.符号说明 2.前言 （1）设计条件； （2）设计依据； （3）设备结构形式概述。 3.材料选择 （1）选择材料的原则；
（2）确定各零、部件的材质； （3）确定焊接材料。 4.绘制结构草图 （1）按照工艺要求，绘制工艺结构草图； （2）确定裙座、接管、人孔、控制点接口及附件、内部主要零部件的轴向及环向位置，以单线图表示； （3）标注形位尺寸。 5.标准化零、部件选择及补强计算： （1）接管及法兰选择：根据结构草图统一编制表格。内容包括：代号，PN,DN,法兰密封面形式，法兰标记，用途）。补强计算。 （2）人孔选择：PN,DN,标记或代号。补强计算。 （3）其它标准件选择。 6.结束语：对自己所做的设计进行小结与评价，经验与收获。 7.主要参考资料。 【设计要求】： 1.计算单位一律采用国际单位； 2.计算过程及说明应清楚； 3.所有标准件均要写明标记或代号； 4.设计计算书目录要有序号、内容、页码； 5.设计计算书中与装配图中的数据一致。如果装配图中有修改，在说明书中要注明变更； 6.设计计算书要有封面和封底，均采用A4纸，正文用小四号宋体，行间距1.25倍，横向装订成册。
安职高2015~2016学年第一学期期中考试 二化工专业《化工单元过程及操作》试卷 题号一二三四五总分 得分 一．填空（每空1分，共20分） 1．物理量的正确表达应该是与统一的结果。 2．生产中传统的测压仪表主要有两种，一种叫表，其读数叫表 压；一种叫表，其读数叫真空度。 3．稳定流动系统的连续性方程表明流体在作稳定流动时，流体通过各 截面的 流量相等；对不可压缩流体，则流量也相等。 4．在流体流动过程中，流体的压力、流量、流速等流动参数只与 有关，而与 无关的流动，叫稳定流动。 5. 因为被输送液体在泵体内化再化的现象叫离心泵的汽蚀现 象，避免离心泵汽蚀现象的最大安装高度，称为离心泵的高 度。 6. 流体在流动时，单位时间内通过管道任一截面的流体的质量，称为 ，用符号 表示，质量流量和体积流量的换算关系为 。 7. 生产中常用调节法来调节往复泵的流量。 8. 非均相物系是指存在个或个以上相的混合物。在非均相物 系中，一相称为相，另一相称为相。
9.根据颗粒在沉降过程中是否受到其他粒子、流体运动及器壁的影响，可将沉降分为干扰沉降和沉降。 二．选择（每题1分，共20分） （ ）1．下列说法正确的是 A.伯努利方程不能表示静止流体内部能量转化与守恒的规律 B.流体作用在单位面积上的压力，称为静压力 C.可以用液柱高度表示压力大小 D.在静止、连续的流体中，处于同一水平面上各点的压力均相等（ ）2．下列说法错误的是 A.黏性是流体阻力产生的根本原因 B.静止的流体没有黏性 C.静止的流体没有阻力 D.流体的流动类型和黏度有关 （ ）3．流体在直管内作湍流流动时，若管径和长度都不变，且认为摩擦系数不变，若流速为原来的2倍，则阻力为原来的倍。 A.1/4 B.1/2 C.2 D.4 （ ）4、某流体在内径为100mm的钢管内流动，在稳定流动条件下流速为2m/h，若内径变为50mm，则流速为 m/h。 A．2 B.8 C.1 D.4 （ ）5．小管路除外，对常拆的管路一般采用 A.螺纹连接 B.法兰连接 C.承插式连接 D. 焊接
化工原理课程设计设计题目：空气中丙酮的回收工艺操作 学院：化学化工学院 班级：化工 0902 姓名（学号）：侯祥祥 3091303039 朱晓燕 3091303036 熊甜甜 3091303035 周利芬 3091303033 指导教师：吴才玉 2012年01月
化工原理课程设计 目录 一、前言 (3) 二、设计内容 (5) （一）设计对象 (5) （二）工艺路线设计 (5) 1.路线选择 (5) 2.流程示意图 (8) 3.流程说明 (9) （三）工艺的设计计算 (10) 1.物料衡算 (10) 2.热量衡算 (12) （四）设备的设计计算 (21) 1.主要参数 (21) 2.直径 (21) 3.附加条件 (21) （五）设备示意图 (23) 三、总结体会 (24) 四、参考文献 (29) 五、附录 (31)
江苏大学化学化工学院
化工原理课程设计 前言 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。 在化工生产中，常常需要进行混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的 目的，吸收和精馏两个单元操作为此提供了重要措施。气体吸收过程是化工生 产中常用的气体混合物的分离操作，其基本原理是利用气体混合物中各组分在 特定的液体吸收剂中的溶解度不同，实现各组分分离的单元操作。精馏是常用 的液体混合物的分离操作，它利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于 多次部分汽化和部分冷凝，从而达到轻重组分分离的目的。 塔设备是一种重要的单元操作设备，其作用实现气—液相或液—液相之间 的充分接触，从而达到相际间进行传质及传热的过程。它广泛用于吸收、精馏、萃取等单元操作，随着石油、化工的迅速发展，塔设备的合理造型设计将越来 越受到关注和重视。塔设备一般分为连续接触式和阶跃接触式两大类。前者的 代表是填料塔，后者的代表则为板式塔。在本次课程设计中，吸收操作采用的 是填料塔，而精馏操作采用的则为板式塔。 填料塔的基本特点是结构简单，压力降小，传质效率高，便于采用耐腐蚀 材料制造等，对于热敏性及容易发泡的物料，更显出其优越性。过去，填料塔 多推荐用于0.6～0.7m以下的塔径。近年来，随着高效新型填料和其他高性能 塔内件的开发，以及人们对填料流体力学、放大效应及传质机理的深入研究， 使填料塔技术得到了迅速发展。 筛板塔是1932年提出的，当时主要用于酿造，其优点是结构简单，制造 维修方便，造价低，气体压降小，板上液面落差较小，相同条件下生产能力高 于浮阀塔，塔板效率接近浮阀塔。其缺点是稳定操作范围窄，小孔径筛板易堵塞，不适宜处理粘性大的、脏的和带固体粒子的料液。但设计良好的筛板塔仍
填料吸收塔课程设计说明书 专业：材料工程 班级：高聚物111 姓名：李进亮 班级学号： 指导老师：张晓东 日期：
化工单元操作课 化工单元操作课程设计任务书 班级：高聚物111 姓名：李进亮学号： 常压下，在填料塔中用清水吸收混合气中的二氧化硫。 一、设计条件 1.操作方式：连续操作； 2.生产能力：处理炉气量：2415； 3.操作温度：25℃； 4.操作压力：常压； 5.进塔混合气含量；二氧化硫的摩尔分数为0.065％；其余为空 气； 6.进塔吸收剂：清水； 7.二氧化硫回收率：95％； 二、设计要求 1.流程布置与说明； 2.工艺过程计算； 3.填料的选择； 4.填料塔工艺尺寸的确定； 5.输送机械功率的选型； 三、设计成果 1.设计任务书一份； 2.设计图纸：（填料塔工艺条件图） 四、设计时间
2013年5月13日年5月24日 五、主要参考资料 1、化工原理课程设计，汤金石，化学工业出版社，1990 2、化工工艺设计手册，上海医药设计院 3、传质与分离技术，周立雪，化学工业出版社 4、流体流动与传热，张洪流，化学工业出版社 5,、化工单元过程课程设计，王明辉主编，化学工业出版社 6、化工单元过程课程设计，刘兵主编，化学工业出版社 六、指导教师：张晓东 化学制药教研室 2013.5
目录 摘要 (3) 前言 (4) 1.1吸收技术概况 (4) 1.2吸收设备分类 (4) 第二章水吸收二氧化硫填料塔设计 (7) 2.1任务及操作条件 (7) 2.2吸收剂的选择 (7) 2.3填料塔的填料的选择 (8) 2.4 操作参数的选择 (9) 2.4.1操作温度的确定 (9) 2.4.2操作压力的确定 (10) 第三章吸收塔工艺条件的计算 (11) 3.1 基础物性数据 (11) 3.1.1液相物性数据 (11) 3.1.2 气相物性数据 (11) 3.1.3气液相平衡数据 (11) 3.2物料衡算 (12) 3.3 填料塔的工艺尺寸的计算 (14) 3.3.1 空塔气速的确定 (14) 3.3.2填料规格校核: (17) 3.3.3 传质单元高度的计算 (17) 3.4 填料层压降的计算 (21) 3.5 液体分布器计算 (23) 3.5.1液体分布器 (23)
《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]．