-【優(yōu)秀文檔】化工原理課程設(shè)計(jì)模板

1、大慶師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 學(xué) 院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 完成時(shí)間年產(chǎn)5萬(wàn)噸乙醇精憾塔的設(shè)計(jì)張三千李衛(wèi)宏化學(xué)化工學(xué)院化工1班2010年7月6日化工原理課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表評(píng)定基元評(píng)審要素評(píng)審內(nèi)涵滿(mǎn)分指導(dǎo)教師實(shí)評(píng)分評(píng)閱教師實(shí)評(píng)分設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)40%格式規(guī)范設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)是否符合規(guī)定的格式要求5內(nèi)容完整設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)是否包 含所冇規(guī)定的內(nèi)容5設(shè)計(jì)方案方案是否合理及符 介選定題h的要求10工藝計(jì)算 過(guò)程工藝計(jì)算過(guò)程是否 正確、完整和規(guī)范20設(shè)計(jì)圖紙40%圖紙規(guī)范圖紙是否符合規(guī)范5標(biāo)注清晰標(biāo)注是否清晰明了5與設(shè)計(jì)吻合圖紙是否與設(shè)計(jì)計(jì) 算的結(jié)果完全一致10圖紙質(zhì)暈設(shè)計(jì)圖紙的整體質(zhì) 量的全而評(píng)價(jià)

2、20平時(shí)成績(jī)10%上課出勤上課出勤考核5制圖岀勤制圖出勤考核5答辯成績(jī)10%內(nèi)容表述答辯表述是否淸楚5冋答問(wèn)題回答問(wèn)題是否正確5合計(jì)100綜合成績(jī)成績(jī)等級(jí)指導(dǎo)教師評(píng)閱教師答辯小組負(fù)責(zé)人(簽名)(簽名)(簽名)年 月曰年 月口年 月曰說(shuō)明：評(píng)定成績(jī)分為優(yōu)秀(90-100),良好(8()89),中等(7079),及格(6069)和不及格(v60)。批注u1i：黑體二號(hào)。段前段厲各 空1行，行間距固定值22磅。第一節(jié)概述51精懈操作對(duì)塔設(shè)備的耍求51.2板式塔類(lèi)型51.2.1篩板塔51.2.2浮閥塔61.3 w塔的設(shè)計(jì)步驟6第二節(jié)設(shè)計(jì)方案的確定72操作條件的確定72.1.1操作壓力72.1.2進(jìn)料狀

3、態(tài)72.3加熱方式72.1.4冷卻劑與出口溫度72丄5熱能的利用82.2確定設(shè)計(jì)方案的原則82.2.1滿(mǎn)足工藝和操作的要求82.2.2滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)上的要求82.2.3保證安全生產(chǎn)8第三節(jié)板式精憎塔的工藝計(jì)算93物料衡算與操作線方程93常規(guī)塔93.1.2直接蒸汽加熱9第四節(jié) 板式塔主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算114塔的有效高度和板間距的初選114.1塔的有效高度114.1.2板間距的初選114.2塔徑114.2.1初步計(jì)算塔徑11第五節(jié)板式塔的結(jié)構(gòu)135塔的總體結(jié)構(gòu)135.2塔體總高度13第六節(jié)精f留裝置的附屬設(shè)備146回流冷凝器146.2管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型146.3再沸器14精憎塔設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表15參

4、考文獻(xiàn)17后記及其他18附件1：酒swiw工藝流程圖19批注u2：目錄自動(dòng)生成,字體宋 體小四，行距固定值22磅。附件2：主體設(shè)備條件圖20第一節(jié)概述批注u3:黑體小二，段前段厲各 空1行；行距：固定值22磅。批注u4：二級(jí)標(biāo)題,宋體小三, 段前段后各空0.5行；行距：固定 值22磅。批注u5:正文字體：宋體小四;行間距：固定值22磅。批注u6:三級(jí)標(biāo)題，字體：宋體 四號(hào)：段前段后各空0.5行，行距: 固定值22磅。1.1精他操作對(duì)塔設(shè)備的要羽粘傑所進(jìn)行的是氣（汽）、液兩和z間的傳質(zhì)，而作為氣（汽）、液兩相傳質(zhì)所用 的塔設(shè)備，首先必須要能使氣（汽）、液兩和得到充分的接觸，以達(dá)到較高的傳質(zhì) 效率

5、。但是，為了滿(mǎn)足丁業(yè)生產(chǎn)和需要，塔設(shè)備還得具備下列各種基木要求：（1）氣（汽）、液處理量人，即牛產(chǎn)能力大時(shí)，仍不致發(fā)牛人量的霧沫夾帶、 攔液或液泛等破壞操作的現(xiàn)象。1.2板式塔類(lèi)型氣一液傳質(zhì)設(shè)備主要分為板式塔和填料塔兩大類(lèi)。精韁操作既可采用板式 塔，也可采用填料塔。板式塔為逐級(jí)接觸型氣一液傳質(zhì)設(shè)備，其種類(lèi)繁多，根據(jù)塔板上氣一液接觸 元件的不同，可分為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮動(dòng)舌 形塔和浮動(dòng)噴射塔等多種。121篩板塔篩板塔也是傳質(zhì)過(guò)程常用的塔設(shè)備，它的主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡(jiǎn)單，易于加工，造價(jià)約為泡罩塔的60%,為浮閥塔 的80%左右。（2）處理能力大，比同塔徑

6、的泡罩塔可増加1015%。（3）塔板效率高，比泡罩塔高15%左右。（4）壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低30%左右。篩板塔的缺點(diǎn)是：（1）塔板安裝的水平度要求佼高，否則氣液接觸不勻。（2）操作彈性較小（約23）。（3）小孔篩板容易堵雅。122浮閥塔浮閥塔是在泡罩塔的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它主要的改進(jìn)是取消了升氣管和泡 罩,在塔板開(kāi)孔上設(shè)有浮動(dòng)的浮閥，浮閥可根據(jù)氣體流量上下浮動(dòng)，自行調(diào)節(jié)， 使氣縫速度穩(wěn)圧在某一數(shù)值。浮閥塔z所以這樣廣泛地被采用，是因?yàn)樗哂邢铝刑攸c(diǎn)：l3精錨塔的設(shè)計(jì)步驟本設(shè)計(jì)按以下幾個(gè)階段進(jìn)行：（1）設(shè)計(jì)方案確定和說(shuō)明。根據(jù)給定任務(wù)，對(duì)精鐳裝置的流程、操作條件、 主耍設(shè)備型式及其材質(zhì)

7、的選取等進(jìn)行論述。（2）蒸懈塔的工藝計(jì)算，確定塔高和塔徑。（3）塔板設(shè)計(jì)：計(jì)算塔板各主要工藝尺寸，進(jìn)行流體力學(xué)校核計(jì)算。接管 尺寸、泵等,并畫(huà)出塔的操作性能圖。（4）管路及附屬設(shè)備的計(jì)算與選型，如再沸器、冷凝器。（5）抄寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。（6）繪制精館裝置工藝流程圖和粘錦塔的設(shè)備圖。第二節(jié)設(shè)計(jì)方案的確定2操作條件的確泄確定設(shè)計(jì)方案是指確定整個(gè)粘鐳裝置的流程、各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式和某些操 作指標(biāo)。例如紐分的分離順序、塔設(shè)備的型式、操作壓力、進(jìn)料熱狀態(tài)、塔頂蒸 汽的冷凝方式、余熱利用方案以及安全、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和測(cè)量控制儀表的設(shè)置等。下 面結(jié)合課程設(shè)計(jì)的需要，對(duì)某些問(wèn)題作些闡述。批注u71： ：級(jí)標(biāo)題，字體：宋體

8、 四號(hào);段前段后各空0.5行,行距: 固定值22磅。2.1.1操作壓力蒸鎘操作通?？稍诔骸⒓訅汉蜏p壓下進(jìn)行。確圧操作壓力時(shí)，必須根據(jù)所 處理物料的性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性進(jìn)行考慮。2.1.2進(jìn)料狀態(tài)進(jìn)料狀態(tài)與塔板數(shù)、塔徑、冋流量及塔的熱負(fù)荷都有密切的聯(lián)系。在實(shí)際的 生產(chǎn)中進(jìn)料狀態(tài)有多種，但-般都將料液預(yù)熱到泡點(diǎn)或接近泡點(diǎn)才送入塔中，這 主要是曲于此時(shí)塔的操作比較容易控制，不致受季節(jié)氣溫的影響。此外，在泡點(diǎn) 進(jìn)料時(shí)，精鐳段與提係段的塔徑相同，為設(shè)計(jì)和制造上提供了方便。2.1.3加熱方式蒸飾釜的加熱方式通常采用間接蒸汽加熱，設(shè)置再沸器。有時(shí)也可采用直接 蒸汽加熱。若塔底產(chǎn)物近于純

9、水，血冃在濃度稀薄時(shí)溶液的相對(duì)揮發(fā)度較人（如酒 精與水的混合液）2.1.4冷卻劑與出口溫度冷卻劑的選擇由塔頂蒸汽溫度決定。如杲塔頂蒸汽溫度低，可選用冷凍鹽水 或深井水作冷卻劑。如果能用常溫水作冷卻劑，是最經(jīng)濟(jì)的。2.1.5熱能的利用梢飴過(guò)程是組分反復(fù)汽化和反復(fù)冷凝的過(guò)程，耗能較多，如何節(jié)約和介理地 利用精懈過(guò)程本身的熱能是十分重要的。2.2確定設(shè)計(jì)方案的原則確定設(shè)計(jì)方案總的原則是在可能的條件下，盡暈采用科學(xué)技術(shù)上的最新成 就，使生產(chǎn)達(dá)到技術(shù)上最先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上最合理的要求，符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、 低消耗的原則。為此，必須具體考慮如下幾點(diǎn)：2.2.1滿(mǎn)足工藝和操作的要求所設(shè)計(jì)出來(lái)的流程和設(shè)備，首先必

10、須保證產(chǎn)品達(dá)到任務(wù)規(guī)定的耍求，而且質(zhì) 量要穩(wěn)定，這就要求各流體流量和壓頭穩(wěn)定，入塔料液的溫度和狀態(tài)穩(wěn)定，從而 需要采取和應(yīng)的措施。2.2.2滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)上的要求要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設(shè)備及基建費(fèi)用。如前所述在蒸懈過(guò)程中如 能適當(dāng)?shù)乩盟?、塔底的廢熱，就能節(jié)約很多生蒸汽和冷卻水，也能減少電能 消耗。2.2.3保證安全生產(chǎn)例如酒精屬易燃物料，不能讓其蒸汽彌漫車(chē)間，也不能使用容易發(fā)牛火花的 設(shè)備。乂如，塔是指圧在常壓下操作的，塔內(nèi)壓力過(guò)大或塔驟冷而產(chǎn)生真空，都 會(huì)使塔受到破壞，因而需要安全裝置。第三節(jié)板式精f留塔的工藝計(jì)算精憾塔的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，包括塔高、塔徑、塔板各部分尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算，塔 板的布

11、置，塔板流體力學(xué)性能的校核及繪出塔板的性能負(fù)荷圖。批注u8j:二級(jí)標(biāo)題，宋體小三, 段前段后各空0.5行：行距：固定 值22磅。3.1物料衡算與操作線方程通過(guò)全塔物料衡算，可以求出和懈產(chǎn)甜的流暈、組成和進(jìn)料流量、組成z間 的關(guān)系。物料衡算主要解決以下問(wèn)題：(1)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)所給定的處理原料量、原料濃度及分離要求(塔頂、塔 底產(chǎn)品的濃度)計(jì)算出每小時(shí)塔頂、塔底的產(chǎn)量；3丄1常規(guī)塔批注u9: ：級(jí)標(biāo)題，字體：宋體 四號(hào);段前段后各空0.5行,行距: 固定值22磅。(1)全塔總物料衡算總物料f = d + w(3-1)易揮發(fā)組分fxe=dxd + w xw(3-2)若以塔頂易揮發(fā)組分為主耍產(chǎn)品，則回

12、收率“為常規(guī)塔指僅有一處進(jìn)料和塔頂、塔底各有一個(gè)產(chǎn)品，塔釜間接蒸汽加熱的精 館塔。批注u10:毎個(gè)公式要按先后順 序進(jìn)行統(tǒng)-編號(hào)且右對(duì)齊，例如： (3-1)即為第三節(jié)的第一個(gè)公式。 (3-2)即為第三節(jié)的第二個(gè)公式。r)x77 = xloo% %,f、d、w-分別為原料液式中、憎出液和釜?dú)堃毫髁浚琸mol/h,(3-3)批注u11:公式-律用公式編輯器進(jìn)行編輯,行距為1.5倍行距。批注u12:字體傾斜x”、心、張分別為原料液、鎘出液和釜?dú)堃哄讚]發(fā)組分的摩爾分 率。3.1.2直接蒸汽加熱(1)全塔總物料衡算(3-4)(3-5)總物料f +人= d +易揮發(fā)紐分fxf + 7()y() = dx

13、d + wxw式中v()直接加熱熬汽的流量，kmol/h,vo加熱蒸汽中易揮發(fā)組分的摩爾分率，一般m尸0；直接蒸汽加熱時(shí)釜液流屋，kmol/h門(mén)一直接蒸汽加熱時(shí)釜液中易揮發(fā)組分的摩爾分率。第四節(jié)板式塔主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算板式塔主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括塔高、塔徑的設(shè)計(jì)計(jì)算，板上液流形式的 選擇、溢流裝置的設(shè)計(jì)，塔板布置、氣體通道的設(shè)計(jì)等工藝計(jì)算。4.1塔的有效高度和板間距的初選4.1.1塔的有效高度板式塔的冇效高度是指安裝塔板部分的島度，可按下式計(jì)算:z = &-)ht et式中z塔的有效高度，川:el金塔總板效率；nt塔內(nèi)所需的理論板層數(shù)；hl塔板間甌皿(4-1)4.1.2板間距的初選表

14、4-1塔板間距與塔徑的關(guān)系/ 批注【53：表頭字體：黑體五號(hào),塔徑/d加0.3 0.50.5 0.80.8 1.61.6 2.42.4 4.0行距：固定值22磅。板間距/如mm200300250350300450350600400600” -批注u14:表格內(nèi)字體：宋體times new roman 5 弓4.2塔徑4.2.1初步計(jì)算塔徑0.020<04 oao6 0.10.20.40.61.0批注u15:黑體5號(hào)，行距：固定 值22磅(4)(牛)圖4-1史密斯關(guān)聯(lián)圖圖中丹塔板間距，m； hl板上液層高度，加；v 分別為塔內(nèi)氣、液兩相體積流量，加; q” pl分別為塔內(nèi)氣、液相的密度，k

15、如。第五節(jié)板式塔的結(jié)構(gòu)5.1塔的總體結(jié)構(gòu)塔的外殼多用鋼板焊接，如外殼采用鑄鐵鑄造，則往往以每層塔板為一節(jié), 然后用法蘭連接。5.2塔體總高度第六節(jié) 精f留裝置的附屬設(shè)備精綢裝置的主耍附屬設(shè)備包括蒸氣冷凝器、產(chǎn)品冷凝器、塔底再沸器、原料 預(yù)熱器、直接蒸汽鼓管、物料輸送管及泵等。前四種設(shè)備本質(zhì)上屬換熱器，并多 采用列管式換熱器，管線和泵屬輸送裝置。下面簡(jiǎn)要介紹。6.1回流冷凝器6.2管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型6.3再沸器精f留塔設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值1平均溫度匚，°c1152平均壓力p,”，kpa114.453氣相流量匕,（加'/$）0.3524液相流量厶,（八/s）0.000

16、75實(shí)際塔板數(shù)186有效段高度乙m6.27塔徑，m0.88板間距，m0.359溢流形式單溢流10降液管形式弓形11堰長(zhǎng)，m0.52812堰高,m0.046913板上液層高度，m0.05514堰上液層咼度,m0.007815降液管底隙高度，m0.016616安定區(qū)寬度，m0.06517邊緣區(qū)寬度，m0.03518開(kāi)孔區(qū)面積，ml0.31819篩板直徑，m0.00320篩孔數(shù)冃453521孔中心距，m0.00922開(kāi)孔率，%10.123空塔氣速，m/s0.69724篩孔氣速，m/s10.8925穩(wěn)定系數(shù)1.8026每層塔板樂(lè)降，pa649.127負(fù)荷上限液泛控制28負(fù)荷下限漏液控制29液沫夾帶即，

17、（kg液/kg氣）0.01430氣相負(fù)荷上限,mus0.7231氣相負(fù)荷下限，曲s0332操作彈性4.77參考文獻(xiàn)1j姚玉英化工原理（下）m.天津:天津科技出版社,1999.譚天恩.化工原理（下）m.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1994. 陳敏恒.化工原理（下）mj.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1989.4 賈紹義，柴誠(chéng)敬.化工原理課稈設(shè)計(jì)m.天津:天津大學(xué)出版社,2002.5 吳樓濤，李永剛離子膜法氫堿技術(shù)的發(fā)展及建議.化工進(jìn)展j, 2003, 22（8）: 876-880.6 梁瑩，高桂華.遼河集團(tuán)公司氯堿廠擴(kuò)產(chǎn)改造項(xiàng)目工藝設(shè)計(jì).氯堿工業(yè)j, 2000, 6:13-16.7 kurtz. electr

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