华东理工化工原理课程设计课件市公开课一等奖省赛课微课金奖课件

化工原理课程设计

教师：刘玉兰

.6华东理工化工原理课程设计课件第1页第1页一.设计特点有各种解、各种方案，选优选择标准：技术上可行，经济上合理R选择标准：总费用最低华东理工化工原理课程设计课件第2页第2页1.概述分为两大类：逐层接触式（如板式塔）微分接触式（如填料塔）二.精馏塔惯用板式塔塔板型式:筛板塔、浮阀塔、泡罩塔华东理工化工原理课程设计课件第3页第3页两相总体上逆流每块塔板上错流华东理工化工原理课程设计课件第4页第4页LW堰长Af降液管面积Aa鼓泡区面积Wc边缘区Ws’入口安定区Ws出口安定区

返回华东理工化工原理课程设计课件第5页第5页2筛板塔结构1）筛孔——气体通道，φ3~8mm2）溢流堰——确保板上有液体3）降液管及入口堰——液体下降通道华东理工化工原理课程设计课件第6页第6页

3汽液两相非理想流动

1）液沫夹带—气体带液滴2）气泡夹带—降液管液体来不及脱气τ>3~5秒3）液体沿塔板不均匀流动4）气体沿塔板不均匀分布4不正常操作现象

1）夹带液泛2）溢流液泛降液管经过能力限制3）漏液严重漏液会使板上不能积液华东理工化工原理课程设计课件第7页第7页

5板效率各种表示方法

1）点效率

与两相接触状态相关2）默弗里板效率与点效率、板上流动情况相关华东理工化工原理课程设计课件第8页第8页6塔板负荷性能图

1）过量液沫夹带线2）漏液线3）溢流液泛线4）液量下限线5）液量上限线3）全塔效率

全塔效率≠板效率ET=f(α,μ等原因)华东理工化工原理课程设计课件第9页第9页三.设计要求

图纸：设备总装图3号图纸汇报：格式及内容见附件华东理工化工原理课程设计课件第10页第10页

汇报目录设计任务书一.序言（性质，用途，工艺流程）二.设计内容2.1物料衡算（模拟结果或逐板计算）2.2实际板数及加料板位置确实定

华东理工化工原理课程设计课件第11页第11页2.3筛板塔工艺计算2.3.1塔径计算2.3.2塔板详细设计2.3.3塔板流体力学校核①板压降校核②液沫夹带量校核③溢流液泛条件校核④液体在降液管内停留时间校核⑤漏液点校核华东理工化工原理课程设计课件第12页第12页2.3.4负荷性能图①液相下限线②液相上限线③漏液线④过量液沫夹带线⑤溢流液泛线⑥精馏线和提馏线2.4塔高及接管尺寸2.5辅助设备选型华东理工化工原理课程设计课件第13页第13页三.控制点说明3.1精馏段灵敏板温度控制3.2塔釜液位控制3.3进料流量控制3.4塔釜加热蒸汽温度控制四.数据汇总表五.符号说明六参考文件

华东理工化工原理课程设计课件第14页第14页一.序言工业背景:详细描述工艺流程(方块图，流程说明)产品性质:(用途、物理性质、毒性)二.设计内容2.1物料衡算及逐板计算

软件模拟列数据表(气液相流量及物性数据)手算需要逐板计算精馏塔内各板数据华东理工化工原理课程设计课件第15页第15页2.2实际板数及加料板位置确实定塔釜为一块理论板，实际加料板位置NR为提馏段理论板数(包含塔釜)参考[6]p118加料组成计算液体平均黏度轻重关键组分相对挥发度华东理工化工原理课程设计课件第16页第16页2.3.1塔径计算参考[1]p116

Vs——气相流率，m3/s

Ls——液相流率，m3/s2.3筛板塔工艺计算初选板间距表4-10(塔径定后及流体力学校核时可调整)计算两相流动参数华东理工化工原理课程设计课件第17页第17页

查图4-9得气相负荷因子C20计算液泛速度uf溶液表面张力手算参考文件[1]p25

华东理工化工原理课程设计课件第18页第18页取LW(0.6-0.8)D(单)(0.5-0.7)D(双)

查图4-21得Af/AT

可计算塔径塔径要圆整(重算AfATunLw泛点百分率un/uf)由液流量初定流型见表4-9[1](U单双四液流)

取操作气速un普通取液泛气速80%～85%对于易起泡物系可取75%

AT——塔横截面积，m2Af——降液管面积，m2(塔径定后及流体力学校核时可调整)how>6mmτ>3~5s华东理工化工原理课程设计课件第19页第19页2.3.2塔板详细设计参考[1]p117参考表4-11取hw取ho

(为确保液封ho<hw或用凹受液盘折降液板)由塔径取WSWC参考[1]p119由Lw/D查图4-21得Wd

计算鼓泡区面积Aa取筛孔直径d0(3-8;10-25mm

)及t/d0(2.5~4)计算开孔率φ及筛孔面积A0

华东理工化工原理课程设计课件第20页第20页

2.3.3塔板流体力学校核①板压降校核干板压降+液层阻力△p总<△p允许②液沫夹带量校核

eV<0.1kg液/kg汽③溢流液泛条件校核降液管内泡沫层高度Hfd<HT+hw④液体在降液管内停留时间校核

τ=AfHd/LS>3~5s⑤漏液点校核（需试差）

k=uo/uow>1.5~2参考[1]p133华东理工化工原理课程设计课件第21页第21页2.3.4负荷性能图要详细计算①液相下限线②液相上限线③漏液线④过量液沫夹带线⑤溢流液泛线⑥精馏线和提馏线（精馏段与提馏段负荷应在负荷性能图内）参考[1]p135华东理工化工原理课程设计课件第22页第22页①液相下限线

由how=6mm计算②液相上限线由τ=3s计算③漏液线设计时已经有一点改变液体量，再求漏液点孔速得气体流量

华东理工化工原理课程设计课件第23页第23页④过量液沫夹带线与设计点两相流动参数FLV相同，令ev=0.1，计算雾沫夹带分率、查泛点百分率算液泛速度uf和实际气速un得气相流量和液相流量第一点；改变液气质量流率比WL/WV计算FLV，

重复以上步骤可再得一点华东理工化工原理课程设计课件第24页第24页⑤溢流液泛线

当降液管内当量清液高度将液泛取Lh求how液层阻力hL计算干板压降hd、泛点孔速u0

得第一点，再取一Lh值，重复上述步骤，得第二点液相降液管内阻力损失华东理工化工原理课程设计课件第25页第25页华东理工化工原理课程设计课件第26页第26页

how>6mm,不然lw/D↓

τ=AfHd/LS>3~5s,不然Af↑或hw↑

k=uo/uow>1.5~2,不然φ↓

eV<0.1kg液/kg汽,不然HT↑或lw/D↓或D↑

Hfd<HT+hw，不然HT↑或φ↑或h0↑或lw↑△p总<△p允许,不然φ↑或hw↓

1线左移2线右移

板压降增大，Hd增大A0下降3线下移4线上移阻力降低5线上移AT-Af↑气速un↓A0增大华东理工化工原理课程设计课件第27页第27页2.4塔高及接管尺寸人孔设置，大小(450-550mm)间距4-6块常清洗8-10块无需常清洗15块可拆带人孔板间距≥600mm

HD——塔顶空间HT——塔板间距H’T——有些人孔板间距HF——进料段高度HB——塔底空间N——实际塔板数S——人孔数目（不含塔顶和塔底空间人孔）

蒸汽管、回流管、加料管、底部蒸汽管、出液管接管尺寸用水、蒸汽经济流速计算

参考[1]p138华东理工化工原理课程设计课件第28页第28页2.5辅助设备选型加料泵冷凝器再沸器由qvHe定型号选适当K由热负荷算A选型号核实传热系数、传热面积1)选择适当垢层热阻Ri(见p210)2)详细计算α和K计值（参考书式6-118）3)算4)换热器实际面积5)校核华东理工化工原理课程设计课件第29页第29页三.控制点说明

控制什么，调整什么3.1精馏段灵敏板温度控制灵敏板位置确定（改变条件）3.2塔釜液位控制3.3进料流量控制3.4塔釜加热蒸汽温度控制华东理工化工原理课程设计课件第30页第30页

例P3压力指示，调整仪表。ZT编号为3，表装在控制室无横线为就地仪表，有横线为表头集中安装在控制室控制点表示和安排1.控制参数：T温度P压力G流量H液位2.仪表功效：Z指示T调整J统计S积算L联锁

华东理工化工原理课程设计课件第31页第31页参考书1.陈英南，刘玉兰.惯用化工单元设备设计.华东理工大学出版社.2.上海医药设计院编.化工工艺设计手册(第二版).化学工业出版社.19963.化学工程手册编委.化学工程手册(第1篇)化工基础数据.化学工业出版社.19894.华东化工学院机械制图教研组.化工制图.高等教育出版社.1991