板式塔设计

黎明职业大学 《化工单元与操作课程设计》

1

化工单元与操作

课 程 设 计

题目： 板式塔的设计

学 院 : 轻纺工程

专 业 : 应用化工

年 级 : 14 化一

学 号 : 1431020133

姓 名 : 王家琳

指导老师 : 陈晓玲

黎明职业大学 《化工单元与操作课程设计》

2

目 录

绪论.........................................................................................................03

第一章 板式塔课程设计任务书...........................................................06

1.1课程名称.................................................................................06

1.2设计条件（原始数据）.........................................................06

第二章 设计计算...................................................................................错误!未定义书签。

2.1设计方案的确定.....................................................................07

2.2设计基础数据.........................................................................07

板式塔的设计要点

1、对于理想混合物，其相对挥发度可以取其纯组分蒸汽压的比值。

2、塔的操作压力主要取决于冷凝器中冷剂的冷凝温度，以及再沸器中为避免工艺物流热降解而允许的最高温度。

3、对于顺序分离精馏塔系列：

首先进行最容易的分离(采用最小塔板数及最小回流比)

如果相对挥发度及进料组成变化不是很大，可一次将需要的产品精馏出塔顶。

如果相对挥发度及进料组成变化很明显，按照其挥发度的降序排列，依次精馏出所需产品。

如果进料浓度变化很明显，但是相对挥发度相差不多，

按照其浓度的降序排列，依次精馏出所需产品。

4、最经济的回流比通常在最小回流比的1.2 ~ 1.5倍之间。

5、最经济的塔板数通常取最小理论板数的两倍，而最小理论板数是由Fenske-Underwood关联式决定的

6、通常塔盘设计中实际塔盘数目要比计算值富余出10 % 。

7、板间距应该取450 ~ 610 mm。

8、塔盘效率最高值通常在中等压力下蒸气线速度为0.6 m/s；真空条件下蒸气线速度为1.8 m/s。

9、每块塔盘的典型压降为0.007 bar。

10、水溶液物系精馏的塔盘效率通常在60 ~ 90 % ，而气体吸收和汽提塔的塔盘效率接近于10 ~ 20 %。 12、最常见的三类塔盘为浮阀、筛板和泡罩。泡罩适用于要求低漏液率的工况，其压降比浮阀和筛板塔盘还要低。

13、筛板塔盘筛孔直径约为6 ~ 13mm，开孔面积约占塔盘总鼓泡面积的10 %。

14、浮阀塔盘阀孔直径为38mm，每平方米鼓泡面积中约设置130

~ 150个浮阀。

15、最普通的堰高为50 ~ 76 mm，典型的堰长取塔径值的75 %。

16、回流泵的输送能力应该有至少10 %的设计余量。

17、适宜的Kremser吸收因子通常在1.25 ~ 2.00之间。

18、回流罐通常是卧式安装，设计停留时间为5分钟时充满罐容积的一半。

19、对大多数的塔，直径至少为0.9 m，其顶部应该留1.2 m高度的蒸气排放空间，底部应该留1.8 m高度的釜液累积排放和再沸器返回接口空间。

化工原理课程设计 - 1 -

河南科技学院化工原理（下）课程设计

处理量为7万吨/年二硫化碳和四氯化碳体系精馏分离板式塔设计

学 院：化学化工学院

专 业：化学工程与工艺

班 级：化工094班

姓 名：吕庆宝

指导教师：杨胜凯

化工原理课程设计 - 2 - 【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：7万吨每年（料液）

年工作日：7200小时

原料组成：32%的二硫化碳和68%的四氯化碳（摩尔分率，下同）

产品组成：馏出液 96%的二硫化碳，釜液2.4%的二硫化碳

操作压力：塔顶压强为常压

进料温度：泡点

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。

3 主要设备的工艺尺寸计算

板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。

4 流体力学计算

流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。

5 主要附属设备设计计算及选型

四 设计结果总汇

将精馏塔的工艺设计计算的结果列在精馏塔的工艺设计计算结果总表中。

五 参考文献

列出在本次设计过程中所用到的文献名称、作者、出版社、出版日期。 化工原理课程设计 - 3 - 流程的设计及说明

图1 板式精馏塔的工艺流程简图

工艺流程：如图1所示。原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内。操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液）再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。为了使精馏塔连续的稳定的进行，流程中还要考虑设置原料槽。产品槽和相应的泵,有时还要设置高位槽。为了便于了解操作中的情况及时发现问题和采取相应的措施，常在流程中的适当位置设置必要的仪表。比如流量计、温度计和压力表等，以测量物流的各项参数。

板式塔课程设计绪论

一、教学目标

本课程的教学目标分为三个维度：知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

1. 知识目标：通过本课程的学习，学生需要掌握板式塔的基本原理、结构类型、设计计算方法以及应用领域等方面的知识。

2. 技能目标：学生需要具备板式塔的CAD绘制能力，能够独立完成板式塔的设计计算，并了解板式塔的施工安装过程。

3. 情感态度价值观目标：培养学生对化工过程装备行业的热爱，提高学生对板式塔在化工领域重要性的认识，培养学生的创新意识和团队合作精神。

二、教学内容

本课程的教学内容主要包括以下几个部分：

1. 板式塔的基本原理：介绍板式塔的工作原理、塔内流体流动特点以及塔内质量传递过程。

2. 板式塔的类型：讲解不同类型的板式塔，如泡罩塔、筛板塔、浮动喷射塔等，并分析各种类型的优缺点。

3. 板式塔的设计计算：教授板式塔的设计计算方法，包括塔径计算、塔高计算、塔内构件设计等。

4. 板式塔的应用领域：介绍板式塔在化工、环保、能源等行业中的应用案例。

5. 板式塔的施工安装：讲解板式塔的施工安装过程，包括塔体安装、内件安装、调试运行等。

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进行授课：

1. 讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握板式塔的基本原理、设计计算方法和应用领域。

2. 案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解板式塔在工程中的应用。

3. 实验法：学生进行板式塔的模型实验，增强学生对板式塔结构和工作原理的认识。 4. 讨论法：学生就板式塔的设计计算、施工安装等方面的问题进行讨论，提高学生的思辨能力和团队协作能力。

四、教学资源

为了保证教学的顺利进行，教师需要准备以下教学资源：

1. 教材：《化工过程装备设计原理》等板式塔相关教材。

2. 参考书：提供相关领域的参考书籍，以丰富学生的知识体系。

3. 多媒体资料：制作板式塔的PPT、视频等多媒体资料，以便于学生更好地理解板式塔的结构和原理。