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1、化工原理课程设计化工原理课程设计伍伍 钦钦 易易聪华聪华 Contents设计主要内容设计主要内容说明书的编写说明书的编写设计要求设计要求目的目的设计任务书设计任务书装配图装配图课程设计的目的课程设计的目的v目的：目的：锻炼学生的综合能力：资料查阅、知识综合应用、理论计算、设备选型、绘制图形、编写说明书。培养工程观念：理论小试放大。化工原理课程设计任务书化工原理课程设计任务书 v设计题目：设计题目：乙醇乙醇-水连续精馏塔的设计水连续精馏塔的设计塔板结构v工艺参数：工艺参数：1 1、乙醇水混合物，含乙醇、乙醇水混合物，含乙醇 （质量），温度（质量），温度_0 0C;C;2 2、产品：馏出液含乙醇
2、、产品：馏出液含乙醇 （质量），温度（质量），温度 0 0C;C;按间接蒸汽加热计，残液中含酒精浓度不高于按间接蒸汽加热计，残液中含酒精浓度不高于0.1%0.1%（质量）（质量）；3 3、生产能力：日产酒精（指馏出液）、生产能力：日产酒精（指馏出液）kgkg;4 4、热源条件：加热蒸汽为饱和蒸汽，其绝对压强为、热源条件：加热蒸汽为饱和蒸汽，其绝对压强为 MPa;1.确定工艺流程，绘制工艺流程图；2.工艺设计，得出设备主要尺寸和参数（塔高，直径，塔板数等）；3.选择附属设备；4.绘制整块式塔板塔节装配图；5.编写设计说明书。要求：要求：作业份量：作业份量：（1 1）设计说明书电子版及打印版）设计
3、说明书电子版及打印版,草稿各一份，若为手写版只交纸草稿各一份，若为手写版只交纸质版一份质版一份.（2 2）整块式塔板塔节装配图电子版及打印版（）整块式塔板塔节装配图电子版及打印版（1 1号图纸）号图纸）1 1份份,或手或手画版画版设计内容1.1.设计方案简介设计方案简介 对给定或选定的工艺流程，主要的设备型式进行对给定或选定的工艺流程，主要的设备型式进行简要的论述简要的论述；2 2.工艺设计计算工艺设计计算 工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸计算等工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸计算等3 3.结构设计计算及流体力学性能校核结构设计计算及流体力学性能校核4.4.
4、典型辅助设备的选型和计算典型辅助设备的选型和计算 包括典型辅助设备的主要工艺尺包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定寸计算和设备型号规格的选定5.5.整块式塔板塔节装配图整块式塔板塔节装配图统一的封面统一的封面装订成册；装订成册；说明书的文字叙述要简练、明确、字迹要工整清楚；说明书的文字叙述要简练、明确、字迹要工整清楚；各种计算方法应举例说明，公式的符号（单位）应标各种计算方法应举例说明，公式的符号（单位）应标注清楚，必要时应附上示意图和计算数据表格；注清楚，必要时应附上示意图和计算数据表格；所引用的数据、公式或结论可在每页右侧留出的约所引用的数据、公式或结论可在每页右侧留出的
5、约2cm2cm宽的长框内用符号宽的长框内用符号*注明其来源；注明其来源；选用的重要参数和计算的重要结果也可写在右侧的选用的重要参数和计算的重要结果也可写在右侧的长框中或用表格的形式汇总列出。长框中或用表格的形式汇总列出。p编写设计说明书编写设计说明书（1 1）设计题目（包括课程设计任务书）；）设计题目（包括课程设计任务书）；（2 2）说明书目录（标题及页次）；）说明书目录（标题及页次）；（3 3）设计说明（说明论证，并附带控制点装置工艺流程图）；）设计说明（说明论证，并附带控制点装置工艺流程图）；（4 4）工艺设计（物料衡算、回流比、理论板数、进料位置等，）工艺设计（物料衡算、回流比、理论板数
6、、进料位置等，计算机计算应有相应框图和源程序）；计算机计算应有相应框图和源程序）；（5 5）板式塔的结构设计（板间距、塔径及塔板布置设计）板式塔的结构设计（板间距、塔径及塔板布置设计）（6 6）附属设备的选型设计（包括预热器、冷凝器、冷却器和再）附属设备的选型设计（包括预热器、冷凝器、冷却器和再沸器、接管、进料泵、回流泵等的选型）；沸器、接管、进料泵、回流泵等的选型）；（7 7）设计结果汇总（包括主要工艺尺寸、各种物料的量和状态）设计结果汇总（包括主要工艺尺寸、各种物料的量和状态及设计时规定的操作条件等）；及设计时规定的操作条件等）；（8 8）结语（包括对设计的自我评述以及有关问题的分析讨论等
7、）结语（包括对设计的自我评述以及有关问题的分析讨论等）（9 9）设计参考资料目录（资料的编写：书名、作者、出版单位）设计参考资料目录（资料的编写：书名、作者、出版单位和出版年月）；和出版年月）；说明书的主要内容说明书的主要内容工艺流程图（仅作参考）p对整个设计方案给出具体说明对整个设计方案给出具体说明第一节第一节 工艺计算工艺计算主主要要内内容容是是(1)物物料料衡衡算算(2)确确定定回回流流比比(3)确确定定理理论论板板数数和和实际实际板数板数(4)塔的气液塔的气液负负荷荷计计算算塔塔设设备备的的生生产产能能力力一一般般以以吨吨/年年表表示示，但但在在理理论论板板计计算算时时均均须须转转换换
8、成成kmol/h，在在塔塔板板设设计计时时，气气液液流流量量又又须须用用体体积积流流量量m3/s表表示示。因因此此要要注注意意不不同同的的场场合合应应使使用用不不同同的的流流量量单单位。位。p设计计算部分设计计算部分1.全塔物料衡算：全塔物料衡算：F=D+W FxF=DxD+WxW 塔塔顶产顶产品易品易挥发组挥发组分回收率分回收率为为：=DxD/FxF 式式中中:F、D、W分分别别为为进进料料、塔塔顶顶产产品品、塔塔底底馏馏出出液液的的摩摩尔尔流流量量(kmol/h),xF、xD、xW分分别别为为进进料料、塔塔顶顶产产品品、塔塔底底馏馏出出液液组组成的摩成的摩尔尔分率分率 2.理论塔板数理论塔
9、板数NT的求解的求解a)过过D点（点（xD，xD）作作平衡线平衡线切线，计切线，计算算Rminb)取回流比取回流比R=（1.12）Rminc)计算精馏段操作线计算精馏段操作线方程和提馏段操作方程和提馏段操作线方程线方程d)图解法得到图解法得到NT3.计算全塔效率:3.实际板数实际板数N的求解的求解4.塔的气液负荷计算塔的气液负荷计算第二节第二节 塔的主要工艺尺寸设计计算塔的主要工艺尺寸设计计算3 液流型式的选择液流型式的选择 （2 2）浮）浮阀阀数以及排列方式数以及排列方式a)a)阀阀孔数孔数由传热传质过程设备设计由传热传质过程设备设计p194 式式4-18 可知：可知：选选用用F1型型浮浮阀
10、阀，重重型型，阀阀孔孔直直径径do=0.039m，初初取取动动能因子能因子F0=10，计算阀孔气速，计算阀孔气速u0每每层层塔板上的塔板上的阀阀孔数孔数为为b)b)浮浮阀阀排列方式排列方式选择错排方式，计算孔心距选择错排方式，计算孔心距t：校核气速及校核气速及动动能因子：能因子：动动能因子在能因子在912912，开孔率在，开孔率在10%15%10%15%合理合理第三节第三节 塔板的流体力学验算塔板的流体力学验算第四节第四节 塔板的负荷性能图塔板的负荷性能图塔板负荷性能图塔板负荷性能图Vs ,m3/sLs,m3/s(1)(1)雾沫夹带线雾沫夹带线(2)(2)液泛线液泛线(3)(3)液相上限线液相
11、上限线(4)(4)漏夜线漏夜线(5)(5)液液相相负负荷下限线荷下限线A Vs,minP操作点B Vs,maxO第五节第五节 辅助设备定型辅助设备定型p制图部分制图部分 视图配置视图配置 设备图一般都采用两个基本视图来表达设备的主体结构。设备图一般都采用两个基本视图来表达设备的主体结构。对于立式设备（精馏塔对于立式设备（精馏塔）：）：通常采用主、俯两个基本视图；通常采用主、俯两个基本视图；v断开和局部放大：断开和局部放大：v省略部分的结构，应是与图面重复的结构，以不致省略部分的结构，应是与图面重复的结构，以不致影响设备结构的表达和读图。影响设备结构的表达和读图。v对于设备上的某些局部结构，各接
12、管、零部件、焊对于设备上的某些局部结构，各接管、零部件、焊缝结构由于基本视图往往采用缩小的比例，在图上缝结构由于基本视图往往采用缩小的比例，在图上不易表达清楚，给画图和读图带来困难。一般再以不易表达清楚，给画图和读图带来困难。一般再以必要的局部放大图来补充表达这些局部结构的详细必要的局部放大图来补充表达这些局部结构的详细情况。情况。541塔盘板 2降液管 3拉杆 4定距管 5塔盘圈 6吊耳7螺栓 8螺母9压板 10 压圈11石棉绳图7-43定距管式塔盘结构55（a）（b）图7-45 角焊式整块塔盘塔盘圈较高时用塔盘圈较低时用56图7-47 整块式塔盘的密封结构1.螺栓 2螺母 3压板 4压圈 5填料 6圆钢圈 7塔盘密封结构软填料密封，石棉线、聚四氟乙烯纤维编织填料。主要参考书主要参考书板式精馏塔设计板式精馏塔设计传热传质过程设备设计传热传质过程设备设计化工原理化工原理化工制图化工制图化工设备机械基础化工设备机械基础材料与零部件材料与零部件化学工程手册化学工程手册 第一篇第一篇 化工基础数据化工基础数据化学工业出版社化学工业出版社化学工程手册化学工程手册 第十三篇第十三篇 气液传质设备气液传质设备化学工业出版社化学工业出版社浮阀塔浮阀塔塔的工艺计算塔的工艺计算 石油工业出版社（石油工业出版社（19771977）LOGO祝同学们圆满完成设计任务祝同学们圆满完成设计任务