化工课程设计模板
课程设计
筛板式精馏塔及辅助设备设计
班级：
姓名：
学号：
指导老师：刘诗丽
设计日期：
成绩：
目录
任务书 (3)
精馏概述 (5)
精馏塔工艺设计 (7)
再沸器的设计 (21)
辅助设备的设计 (29)
管路设计 (36)
控制方案 (37)
附件一C程序1 (38)
附件二matlab程序2 (44)
附录一主要符号说明 (44)
附录二参考文献 (47)
任务书
工艺条件：
处理能力及产品质量
处理量：
进料：
塔顶产品：
塔底产品:
操作条件：
精馏概述
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。
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。
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。
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：
▲循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。
▲结构紧凑、占地面积小、传热系数高。
▲壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。
▲塔釜提供气液分离空间和缓冲区。
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。
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（丙稀和丙烷的混合液体）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。
工艺流程
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。
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。
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。
设备选用
精馏塔选用筛板塔，配以立式热虹吸式再沸器。
第三章精馏塔工艺设计
物料衡算及热量衡算
一物料衡算
1．换算
将摩尔百分数换算成质量百分数：
将摩尔流量换算成质量流量：
进料状态混合物平均摩尔质量：
（M A为丙稀摩尔质量 M B为丙烷摩尔质量）
进料状态下的质量流量：
???2．求质量流量
q mDs+ q mws = q mfs
q mDs·w D + q mws·w W = q mfs·w f
解得：
q mDs = 0.463kg/s ;q mws= 0.254kg/s
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;
二热量衡算
1）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
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))
第三节 塔板数的计算
进料板Nf=[i/0.6]+1=51, 实际板数Np= (Nt-1)/0.6 =115 则塔底压力Pb=Pt+0.98×0.47×Np= 1772.9KPa 塔内气、液相流量：
气相流量：q mVs =5.3kg/s q VVs =q mVs /ρv =0.189m 3/s 液相流量：q mLs =4.838kg/s q VLs =q mLs /ρL =0.01m 3/s 精馏塔工艺设计 物性数据
常压43℃下，丙稀的物性数据： 气相密度：ρV
=28kg/ m 3 液相密度：ρ
L
=470kg/ m 3
液相表面张力：ζ=4.5mN/m 2.初估塔径 塔高的估算 溢流装置的设计 溢流装置的设计 采用弓型降液管
D =1.5m T A =1.68 m
2
；
D
T
A A =0.1 D A =0.168 m 2
查得
W
L D
=0.732 ， W L =0.732D =1.098m 即为堰长 堰宽 D b =0.15D=0.225m ， 降液管面积d A =0.168 2m 溢流堰
液流强度h
W
L L =32.79<100 所以液流强度合格
2.5
h
W L L =28.5，查p211图5-12，得E =1.06；堰高取W h =50mm 堰上液头高OW h = 3232.8410()h W
L E l -?=0.03m=30㎜>6mm 取底隙b h =40mm =0.04m ，则液体流经底隙的流速b u = h
W b
L L h =0.22<0.5,故合格
塔板布置和其余结构尺寸的选取 塔板布置及其他结构尺寸的选取
※由于D>(0.8～0.9m),采用分块式塔板； 取塔板厚度t=4mm; ※整个塔板面积:受液区和降液区面积 2Ad=0.414/0.32㎡ 入口安定区和出口安定区 b s =60mm=0.06m ※边缘区 bc=60mm=0.06m
※选择塔板为单流型，有效传质面积
Aa=212[sin ()]x
r r
-
d b =0.225m ()2
s d D
x b b =
-+=0.465m, r=0.69m 求得Aa =1.1782m
※筛孔的尺寸和排列：选用三角形排列（坐标纸画图）
取筛孔直径：do=7mm,
选择开孔率： = = =0.05 a o A A =φ 2
0907.0?
?
?
??t d
筛孔面积： = 0.0589 m
2
筛孔气速： =3.2m/s
筛孔个数： =1531
塔板流动性能校核
1）.液沫夹带量的校核
由LV F =0.223和实际泛点率0.7，查得?=0.006，则 V e =
***1vLs L
vvs v
q q ρ??ρ-=0.0054 kg 液体/kg 气体 <10%,故不会产生过量的液沫夹带。 2）.塔板阻力f h 计算 ※干板阻力0h =
2
00
1**()2V L u g C ρρ,据d 0/δ=6/4=1.5,查图C 0=0.79 故0h =
2
131.02 3.212**()2*9.81474.50.79
=0.0498m 液柱 ※塔板清液层阻力()l
w ow h h h β=+，由
2vvs
d T d
q u A A =
-=0.189/(1.68-2*0.168)=0.14m/s
气体动能因子Fa=0.5
*d v
u ρ=0.74
查图，得β=0.72，故h L =0.72*(0.05+0.03)=0.0576m 液柱 ※ 表面张力阻力h σ
h σ= 30410L d g
σρ-?=0.000682 m 液柱
所以f h =0h +l h +h σ=0.1074m 液柱 3）.降液管液泛校核
a O A A φ= o
VVs o A q u =2
04d
A n π=
由H d =W OW f d h h h h ++?++ ,取?=0； 其中d h =82
1.1810(
)h W b
L l h -?=0.0088 m 液柱，于是 d H =W OW f d h h h h +++=0.1962m 液柱
取降液管中泡沫层密度φ=0.6，则d H ’=d H /0.6=0.327 m 液柱,
而T H +W h =0.45+0.04=0.49>'
d H ,故不会发生降液管液泛
4）.液体在降液管内停留时间 应保证液体在降液管内的停留时间
大于3～5s ，才能保证液体所夹带气体的释出 /d T S A H L τ==8.1>5，故所夹带气体可以释放。 5）.严重漏液校核
'
0h =0.0056+0.13（W
OW h
h +）-h σ==0.0056+0.13*0.08-0.00068
=0.01532 m 液柱,
稳定系数K=0u /'
0u
==1.8>1.5～2.0,故不会发生严重漏
液。
满足稳定性要求
＝1.1257m/s
负荷性能图 过量液沫夹带线
规定：ev = 0.1（ kg 液体 / kg 气体） 为限制条件
得： = 6926-143q
VLh
2/3
由上述关系可作得线①
.2~5.12046.2'
>==
ho ho
k
k
u u o o ?
='
?
?
???
??--?=-32
32.31
3)(101.75.21081.8W
VLh W T VVh l q h H A q σ
液相下限线
由上述关系可作得线②
严重漏液线
将下式分别代入
近似取Co 为前面计算的值
得：q VVh =a(b+c q VLh 2/3
)1/2
其中：a= =3000
b=0.0056+0.13hw-h ζ=0.0114
c=0.00035 得：q VVh =3000(0.0114+0.00035q VLh 2/3
)1/2
由上述关系可作得线③ 液相上限线
令 =5s
得： =54.432 由上述关系可作得线④ 降液管液泛线
令 006.01084.23
/23=???
? ???=-W VLh ow l q E h
O
VVh V L A q h g C u 3600/2000
='='ρρ ()
σ
h h h h OW W -++='13.00056.00 3
/23
1084.2?
???
???=-W VLh ow l q E h
V
L AoCo ρρ
410594.1?
3
/241
1069.3???
? ???-W
l
VLs
T
d q H
A ?=τ d T VLh A H q 720= Φ
=
d
H
将 Δ=0 以及how 与q VLh , h d 与q VLh ，h f 与q VVh , q VLh 的关系全部代入
前式整理得： 式中：a ’= =108×10－9
b ’= =-0.061
c ’= =635×10－8
d ’= =0.00465 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 作点为：q VLh =49.23m 3/h q VVh =895.36 m 3/h
负荷性能图： （坐标纸或电脑绘图） （讨论）
第四章 再沸器的设计
一 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：1.7213MPa
压力降：Np ×hf=115×0.1074×0.47×9.8×10－3=0.0569MPa
d
f OW W d h h h h H ++?++= 3
/222''''VLh
VLh VVh q d q c b q a --=29)/(10934.3AoCo L
V ρρ
-?σ
βφφh hw H T ---+)1( 28)/(1018.1hb lw ??-)
/()1(1084.23/23lw β+?-3
/22829003724.0105.267177.0106.42VLh
VLh VVh q q q -?-=?--
塔底压力=1.7213+0.0604=1.7781MPa
2．再沸器壳程与管程的设计
蒸发量：Db= q,mVs =5.26kg/s
物性数据
壳程凝液在温度（100℃）下的物性数据：
潜热：r c=2257kj/kg
热导率：λ c =0.683w/(m*K)
粘度：μc =0.283mPa*s
密度：ρc =958.4kg/m3
管程流体在（52.5℃ 1.7817MPa）下的物性数据：潜热：r b=278.182kj/kg
液相热导率：λ b =81.54mw/(m*K)
液相粘度：μb =0.071mPa*s
液相密度：ρb =441.3kg/m3
液相定比压热容：Cpb= 3.090kj/(kg*k)
表面张力：ζb＝0.00377N/m
气相粘度：μv =0.071mPa*s
气相密度：ρv =35.6kg/m3
蒸气压曲线斜率（Δt/ΔP）=0.0000266 m2 K/kg
二 估算设备尺寸
热流量： = 1462000w
传热温差： =100-52.5=47.5K
假设传热系数：K=850W/( m 2 K)
估算传热面积Ap =36.2 m 2
拟用传热管规格为：Ф38×2.5mm,管长L=3000mm
则传热管数： =101 若将传热管按正三角形排列，按式 N T =3a(a+1)+1;b=2a+1 得：b=11.6 管心距：t=0.048m
则 壳径： =0.6m 取 D= 800mm L/D=3.75 取 管程进口直径：Di=0.25m 管程出口直径：Do=0.3m 三 传热系数的校核
1．显热段传热系数K
假设传热管出口汽化率 Xe=0.19
则循环气量： =27.68kg/s ※计算显热段管内传热膜系数αi
传热管内质量流速：
di=38-2×2.5=33mm
=0.086 = 62kg/( m 2? s)
c c b b R V V Q γγ== b m t T t -=? m
R
t K Q ??= L
d A N p
T
0π=0
)3~2()1(d b t D S +-= e
b
t
x D
W = 0
s W
G t = T
i N d s 2
04
π
= 0
s W G t
=
雷诺数： = 28643.9
普朗特数： =2.69058
显热段传热管内表面系数： = 310w/( m 2 K) 2) 壳程冷凝传热膜系数计算αo
蒸气冷凝的质量流量： = 0.6478kg/s
传热管外单位润湿周边上凝液质量流量： =0.0537kg/(m ?
s)
= 759.8
管外冷凝表面传热系数：
*0.75=5093w/ (m 2
K) 3) 污垢热阻及管壁热阻
沸腾侧：Ri=0.000176 m 2? K/w 冷凝侧：Ro=0.00021 m 2? K/w
管壁热阻：Rw=b/λw= 0.00005 m 2? K/w 4）显热段传热系数 dm=(di+do)/2= 0.0355m
=228w/( m 2? K )
2. 蒸发段传热系数KE 计算
传热管内釜液的质量流量：Gh=3600 q mws = 223200kg/( m 2? h ) Lockhut-martinel 参数：
1.1838
b i
G
d μ=
Re b
b
Pb r C P λμ= n
r
i
i i P d 8.0Re 023.0λ
α= c
r Q m = T
N d m M 0π= μ
M
4Re = ?
??
? ??-=λρμα32
/88.13
/13
/1g R eo
o
1
1
αα+
+++=O m
w
i
i
i
i R d d R d d R d d K
则1/Xtt =0.85
查设计书P96图3－29 得：αE=0.2
在Xe=0.19 X ＝3Xe=0.057的情况下
0.2493
再查图3－29，α’=1
2）泡核沸腾压抑因数：α=(αE+α’)/2=0.6 泡核沸腾表面传热系数:
=6673 w/( m 2? K )
3）单独存在为基准的对流表面传热系数 ：
= 296w/( m 2?
K )
沸腾表面传热系数：KE
对流沸腾因子 ： =
1.7475227
两相对流表面传热系数: = 1888.94 w/( m 2? K ) 沸腾传热膜系数： = 6751.7 w/( m 2?
K ) = 1266.69 w/( m 2? K ) 3.显热段及蒸发段长度
= 0.00319 ???
?????
? ??-???
? ??=σρρμλαd P r A d Q P d i v b b b P i r
i
b nb
31
.033
.069
.068.01225.0
()[]P x R d r
i
b i
e
4.08
.01023.0-=λα
()
X F tt tp 15
.05.3=
α
αi tp tp
F = nb tP V a ααα+= ?
??
? ??++++=α
αo
m
o w i
o i i v o E Ro d
d R d
d R d d K 11 m
L T i s
BC W C t K N d p t p t L L ρπ?+??? ????
???
????=
L BC = 0.00272L= 0.00957m L CD =L- L BC = 2.9904m
4．传热系数 = 1264.6 m 2
实际需要传热面积： = 24 m 2
5．传热面积裕度： = 0.4878>0.15～0.2 所以，传热面积裕度合适，满足要求 四 循环流量校核 1．循环系统推动力： 1）当X=Xe/3= 0.063333333时
=3.6264
两相流的液相分率： = 0.3816
两相流平均密度： =
186.96kg/m 3 2）当X=Xe=0.19
= 1.1838
0.2267
两相流平均密度： =
123.26kg/m 3 根据课程设计表3－19 得：L=1.02m,
则循环系统的推动力： = 6228.48pa 2．循环阻力⊿Pf ：
()L L K L K K CD E Bc L C += t K A m
C C Q ?= ()A A A C C P H -= ()[]()()
μμρρv b b v
x x X
tt
1
.05
.09.01-=
()
1212
5.0++=X X X R tt tt tt
L
()R R L b L v tp ρρρ+-=1_
()[](
)(
)
μμρρv b b v x x X tt 1
.05.09.01'-=
()R R L b L v tp ρρρ+-=1'_
g l tp tp b CD D L P ???
?????-???? ??-=?ρρρ_
①管程进出口阻力△P1
进口管内质量流速： = 564.17kg/(m 2·s) 釜液进口管内流动雷诺数： = 1986514
进口管内流体流动摩擦系数： = 0.02754
进口管长度与局部阻力当量长度：
=29.30m 管程进出口阻力: =1163Pa 传热管显热段阻力△P2
=320kg/(m 2·s)
=149000
=0.0205 =0.8412Pa 传热管蒸发段阻力△P3 气相流动阻力△Pv3 =40.6kg/(m 2·s)
=18291.167
=0.02 =47.6Pa 液相流动阻力△PL3
GL=G-Gv=279.4 kg/(m 2·s)
2
785.0i
i D W G = b
i G D μ=Re 38.07543
.001227.0i
e i R +=λ )
1914.0254.0/(3426.0)0254.0/(2
-=
i i D D L
b i i i
G D L P ρλ221=? T i i N d W G 2785.0= b
i G D μ=Re 38
.07543
.001227.0e
R +=λ b
i BC G d L P ρλ
222?=?
xG G V = V
V i V G
d μ=R
e 38
.07543.001227.0V
e V R +=λ V
V
i CD V
V G d L P ρλ22
3?=?
= 129800 = 0.021 = 168Pa
=1503Pa ④管内动能变化产生阻力△P4 动量变化引起的阻力系数:`
= 1.58 = 564.423’ ⑤管程出口段阻力△P5 气相流动阻力△Pv5
= 518.786kg/(m 2·s)
= 98.569kg/(m 2·s)
管程出口长度与局部阻力的当量长度之和： = 35.0425m
= 3333797.217
= 0.014775112
= 279.4712
液相流动阻力△PL5
=212.118 kg/(m 2
·s) = 896273
=
0.0164 = 97.6351Pa b
L i L
G
d μ=R
e 38
.07543
.001227.0L
e L R +=λ b
L i CD L L G d L P ρλ22
3?=?
41/4L 1/4V 3 )P P (P 3
3
?+?
=? 1)
1()1(2
2
--+-=L e V b L e R x R x M ρρ
b M G P ρ/24=?42D
W o
t G π= xG G V = ()
()1914.00254.03426.0'0254.02
-=D D L o o
V
V
i V G d μ=Re 38.07543
.001227.0V e V R +=λ V
V i V V G d L P ρλ22
5?=?
V
L G G G -= b
L
i L G
d μ=R
e 38.07543
.001227.0L
e L R +=λ b
L i L L G d L P ρλ22
5?
=?
= 2735.64Pa
所以循环阻力：△Pf=△P1 + △P2 + △P3 + △P4 + △P5 = 5965 又因△PD=6228.4845Pa 所以 =1.044
第五章 辅助设备设计
一 辅助容器的设计 容器填充系数取：k=0.7 1．进料罐（常温贮料） 20℃丙稀 ρL1
=526kg/m 3 丙烷 ρ
L2
=500kg/m 3
压力取1.818MPa
由上面的计算可知 进料 Xf=65% Wf=63.93% 则 =516.3 kg/m 3
进料质量流量：q mfh =3600 q mfs =2562.12kg/h 取 停留时间：x 为4天，即x=96h
进料罐容积： 680.6m 3 圆整后 取V=681 m 3
4
1/4L 1/4V 5 )P P (P 5
5
?+?=? P P f D ?? 范围内
在05.0~01.0,013.0=??-?D f
D P P P 50093.63100526
93.63100
-+
=L ρ =
=k
x
q V L mfh ρ
化工设计专业课程设计
南京工业大学 《化工设计》专业课程设计 设计题目乙醛缩合法制乙酸乙酯 学生姓名胡曦班级、学号化工091017 指导教师姓名任晓乾 课程设计时间2012年5月12日-2012年6月1日 课程设计成绩 设计说明书、计算书及设计图纸质量，70% 独立工作能力、综合能力及设计过程表现，30% 设计最终成绩（五级分制） 指导教师签字
目录一、设计任务3 二、概述4 2.1乙酸乙酯性质及用途4 2.2乙酸乙酯发展状况4 三. 乙酸乙酯的生产方案及流程5 3.1酯化法5 3.2乙醇脱氢歧化法7 3.3乙醛缩合法7 3.4乙烯、乙酸直接加成法9 3.5各生产方法比较9 3.5确定工艺方案及流程9 四．工艺说明10 4.1. 工艺原理及特点10 4.2 主要工艺操作条件错误!未定义书签。 4.3 工艺流程说明10 4.4 工艺流程图（PFD）错误!未定义书签。4.5物流数据表10 4.6物料平衡错误!未定义书签。 4.6.1工艺总物料平衡10 4.6.2 公共物料平衡图错误!未定义书签。 五. 消耗量19 5.1 原料消耗量19 5.2 催化剂化学品消耗量19 5.3 公共物料及能量消耗21 六. 工艺设备19 6.1工艺设备说明19 6.2 工艺设备表19 6.3主要仪表数据表19 6.4工艺设备数据表19 6.5精馏塔Ⅱ的设计19 6.6最小回流比的估算21 6.7逐板计算23 6.8逐板计算的结果及讨论23 七. 热量衡算24 7.1热力学数据收集24
7.2热量计算，水汽消耗，热交换面积26 7.3校正热量计算、水汽消耗、热交换面积(对塔Ⅱ)29 八．管道规格表24 8.1 装置中危险物料性质及特殊储运要求24 8.2 主要卫生、安全、环保说明26 8.3 安全泄放系统说明24 8.4 三废排放说明26 九．卫生安全及环保说明24 9.1 装置中危险物料性质及特殊储运要求24 9.2 主要卫生、安全、环保说明26 9.3 安全泄放系统说明24 9.4 三废排放说明26 表10校正后的热量计算汇总表34 十有关专业文件目录34 乙酸乙酯车间工艺设计 一、设计任务 1.设计任务：乙酸乙酯车间 2.产品名称：乙酸乙酯 3.产品规格：纯度99.5% 4.年生产能力：折算为100%乙酸乙酯10000吨/年 5.产品用途：作为制造乙酰胺、乙酰醋酸酯、甲基庚烯酮、其他有机化合物、合成香料、合成药物等的原料；用于乙醇脱水、醋酸浓缩、萃取有机酸；作为溶剂广泛应用于各种工业中；
化工原理课程设计样板
课程设计 课程名称化工原理课程设计 题目名称热水泠却器的设计 专业班级XX级食品科学与工程（X）学生姓名XXXX 学号XXXXXXXX 指导教师 二O一年月日
锯齿形板式热水冷却器的设计任务书一、设计题目： 锯齿形板式热水冷却器的设计 二、设计参数： （1）处理能力：7.3×104t/Y热水 （2）设备型式：锯齿形板式热水冷却器 （3）操作条件： 1、热水：入口温度80℃，出口温度60℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃。 3、允许压降：不大于105Pa。 4、每年按330天，每天按24小时连续运行。 5、建厂地址：蚌埠地区。
目录 1 概述 (1) 1. 1 换热器简介 (1) 1. 2 设计方案简介 (2) 1. 3 确定设计方案 (2) 1. 3. 1 设计流程图 (3) 1. 3. 2 工艺流程简图 (4) 1. 3. 3 换热器选型 (4) 1. 4 符号说明 (4) 2 锯齿形板式热水冷却器的工艺计算 (5) 2.1 确定物性数据 (5) 2.1.1 计算定性温度 (5) 2.1.2 计算热负荷 (6) 2. 1. 3 计算平均温差 (6) 2. 1. 4 初估换热面积及初选板型 (6) 2. 1. 5 核算总传热系数K (7) 2. 1. 6 计算传热面积S (9) 2. 1. 7 压降计算 (10) 2.2 锯齿形板式热水冷却器主要技术参数和计算结果 (10) 3 课程设计评述 (11) 参考文献 (12) 附录 (13)
1 概述 1.1 换热器简介 换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛，日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等，都是换热器。它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器种类很多，若按换热器传热面积形状和结构可分为管式换热器和特殊形式换热器。由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各一相同，故换热器的类型很多，特点不一、可根据生产工艺要求进行选择。 1.2 设计方案简介 根据设计要求:用入口温度30 ℃，出口温度40℃的循环水冷却热水（热水的入口温度80℃，出口温度60℃），通过传热量、阻力损失传热系数、传热面积的计算，并结合经验值确定换热器的工艺尺寸、设备型号、规模选定，然后通过计算来确定各工艺尺寸是否符合要求，符合要求后完成工艺流程图和设备主体条件图，进而完成设计体系。 设计要求：选择一台适宜的锯齿形换热器并进行核算。下图中左面的为板式换热器外形，右边的是板式换热器工作原理图。
化工原理课程设计报告
课程设计任务书 设计题目：水冷却环己酮换热器的设计 一、设计条件 1、处理能力53万吨/年 2、设备型式列管式换热器 3、操作条件 a．环己酮：入口温度120℃，出口温度为43℃ b．冷却介质：自来水，入口温度20℃，出口温度40℃ c．允许压强降：不大于1×105Pa d．每年按330天计，每天24小时连续运行 4、设计项目 a．设计方案简介：对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。 b．换热器的工艺计算：确定换热器的传热面积。 c．换热器的主要结构尺寸设计。 d．主要辅助设备选型。 e．绘制换热器总装配图。 二、设计说明书的内容 1、目录； 2、设计题目及原始数据(任务书)； 3、论述换热器总体结构(换热器型式、主要结构)的选择； 4、换热器加热过程有关计算(物料衡算、热量衡算、传热面积、换热管型号、壳体直 径等)； 5、设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等)； 6、主体设备设计计算及说明；
目录 1. 前言 (1) 1.换热器简介 (1) 2. 列管式换热器分类： (2) 2. 设计方案简介 (2) 2.1换热器的选择 (2) 2.2流程的选择 (2) 2.3物性数据 (2) 3. 工艺计算 (3) 3.1试算 (3) 3.1.1计算传热量 (3) 3.1.2计算冷却水流量 (3) 3.1.3计算两流体的平均传热温度 (3) 3.1.4计算P、R值 (3) 3.1.5假设K值 (4) 3.1.6估算面积 (5) 3.1.7拟选管的规格、估算管内流速 (5) 3.1.8计算单程管数 (5) 3.1.9计算总管数 (5) 3.1.10管子的排列 (6) 3.1.11折流板 (6) 3.2核算传热系数 (6) 3.2.1计算管程传热系数 (6) 3.2.2计算壳程传热系数 (7) 3.2.3污垢热阻 (7) 3.2.4计算总传热系数 (7) 3.3核算传热面积 (7) 3.3.1计算估计传热面积 (7) 3.3.2计算实际传热面积 (8) 3.4压降计算 (8) 3.4.1计算管程压降 (8) 3.4.2计算壳程压降 (8) 3.5附件 (9) 3.5.1接管 (9) 3.5.2拉杆 (9) 4. 换热器结果一览总表 (10) 5. 设计结果概要 (11) 1.结果 (11) 6. 致谢 (12)
化工工艺学课程设计
课程设计任务书 课程名称：制药工艺课程设计 题目： 3.6万吨/年氯苯车间分离工段工艺设计 学院：环境与化学工程系：化学工程 专业班级：制药071班 学号： 5 8 0 1 3 0 7 0 3 0 学生姓名：晏金华 起讫日期：2010-10-25—2010-12-20 指导教师：杜军职称：副教授 学院审核（签名）： 审核日期：
说明 1.课程设计任务书由指导教师填写，并经专业学科组审定，下达到学生。 2.学生根据指导教师下达的任务书独立完成课程设计。 3.本任务书在课程设计完成后，与论文一起交指导教师，作为论文评阅和课程 设计答辩的主要档案资料。 一、课程设计的主要内容和基本要求 （一）目的与要求 1.通过课程设计使学生树立正确的设计思想，培养学生理论联系实际的作 风；进一步提高学生综合利用所学的基础理论、专业知识和基本技能（包括查阅资料、运算和绘图等）的能力及分析解决专业范围内工程技术问题的能力；使学生初步掌握化工工艺设计的一般程序和方法，得到工艺设计方面的基本训练. 2.在课程设计期间，要求学生遵守设计纪律和考勤制度。 3.善于学习，勤于思考，充分发挥主观能动性，以严格的作风和认真负责的 态度，在老师的指导下，根据设计任务书，在规定的时间内独立地完成设计任务；学生所完成的设计，应体现设计方案正确、工艺技术可行、经济合理，并参考文献资料，结合生产实际，尽可能吸收最新科技成果，采用先进工艺技术，争取使设计具有一定的先进性和创新性。 （二）课程设计内容—1万吨/年氯苯车间反应工段工艺设计 1.设计说明书内容 (1)总论 ①设计依据；南昌市东北郊xx厂，厂内现有氯碱车间，可提供Cl ；且具备 2完善的公用工程系统。即可供最低-15℃冷冻盐水，20℃(平均)工业上水及 0.6MPa的蒸汽。 ②氯苯在国民经济中的地位和作用（用途），国内外氯苯生产发展概况； ③氯苯生产方法简述及论证； ④生产流程的选择及论证： (2)产品规格，主、辅原料规格及来源情况 (3)生产工艺流程说明 按生产工艺流程说明物料经过工艺设备的顺序及生成物的去向，物料输送及贮备方式，同时说明主要操作条件，如温度、压力、流量、配料比等。 (4)物料衡算 ①根据生产规模及其特点确定年生产时间(h)、单位时间产量及计算基准； ②物料衡算：选定计算方法，对车间所有有变化的过程及设备（或系统），按一定顺序和计算步骤，逐个进行物料衡算，确定每股进、出料的组分、流量及百分比含量。要求及时整理计算结果，对每个过程设备列物料平衡表。 (5)列表: ①工艺条件一览表； ②生产控制一览表； 2. 图纸内容及张数：反应工段工艺流程图，1张
2017化工课程设计心得体会范文
2017化工课程设计心得体会范文 2017化工课程设计心得体会范文一 化工原理课程设计是综合运用化工原理及相关基础知识的实践性教学环节。设计过程中指导教师指引学生在设计过程中既要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性和经济合理性。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。 本次化工原理课程设计历时两周，是上大学以来第一次独立的工业化设计。从老师以及学长那里了解到化工原理课程设计是培养我们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和经济合理性。由于第一次接触课程设计，起初心里充满了新鲜感和期待，因为自我认为在大学里学到的东西终于可以加以实践了。可是当老师把任务书发到手里是却是一头雾水，完全不知所措。可是在这短短的三周里，从开始的一无所知，到同学讨论，再进行整个流程的计算，再到对工业材料上的选取论证和后期的程序的编写以及流程图的绘制等过程的培养，我真切感受到了理论与实践相结合中的种种困难，也体会到了利用所学的有限的理论知识去解决实际中各种问题的不易。我的课程设计题目是苯――氯苯筛板式精馏塔设计图。在开始时，我们不知道如何下手，虽然有课程设计书作为参
考，但其书上的计算步骤与我们自己的计算步骤有少许差异，在这些差异面前，我们显得有些不知所措，通过查阅《化工原理》，《化工工艺设计手册》，《物理化学》，《化工原理课程设计》等书籍，以及在网上搜索到的理论和经验数据。我们慢慢地找到了符合自己的实验数据。并逐渐建立了自己的模版和计算过程。在这三周中给我印象最深的是我们这些“非泡点一族”在计算进料热状况参数q时，没有任何参考模板，完全靠自己捉摸思考。起初大家都是不知所措，待冷静下来，我们仔细结合上课老师讲的内容，一步一步的讨论演算，经大家一下午的不懈努力，终于把q算出来了。还有就是我们在设计换热器部分，在试差的过程中，我们大部分人都是经历了几乎一天多的时间才选出了合适的换热器型号，现在还清楚的记得我试差成功后那激动的心情，因为我尝到了自己在付出很多后那种成功的喜悦，因为这些都是我们的“血泪史”的见证哈。 在此感谢我们的杜治平老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪;这次课程设计的细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。同时感谢同组的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。 2017化工课程设计心得体会范文二
化工原理课程设计
《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；
河北科技大学化工工艺课程设计剖析
化工工艺与化工设计概论 课程设计 题目年产四万吨合成氨变换工段工艺初步设计系别化学与制药工程学院 专业化学工程与工艺 姓名曹泽众
学号100101401 指导教师刘洪杰孙立明赵瑞红 目录 1.前言 (2) 2.工艺原理 (2) 3.工艺条件 (2) 4.设计规模及设计方案的确定 (3) 5.工艺流程简述 (4) 6.主要设备的选择说明 (4) 7.对本设计的综述 (4) 第一章变换工段物料及热量衡算 (6) 第一节变换炉物料及热量衡算 (6) 第二节主要设备的物料与热量衡算 (15) 第二章设备的计算 (17) 主要设备一览表................................................‥ (25)
前言 氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。合成氨生产经过多年的发展，现已发展成为一种成熟的化工生产工艺。合成氨的生产主要分为：原料气的制取；原料气的净化与合成。粗原料气中常含有大量的C，由于CO可使氨合成触媒中毒，必须进行净化处理，所以， 变换工段的任务就是，使co转化为易于清除的CO 2和氨合成所需要的H 2 。因此，CO变换既是原 料气的净化过程，又是原料气造气的继续。最后，少量的CO用液氨洗涤法，或是低温变换串联甲烷化法加以脱除。 变换工段是指CO与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的过程。在合成氨工艺流程中起着非常重要的作用。 工艺原理： 一氧化碳变换反应式为： CO+H 2O=CO 2 +H 2 +Q (1-1) CO+H 2 = C+H 2 O (1-2) 其中反应（1）是主反应，反应（2）是副反应，为了控制反应向生成目的产物的方向进行，工业上采用对式反应（1—1）具有良好选择性催化剂，进而抑制其它副反应的发生。一氧化碳与水蒸气的反应是一个可逆的放热反应，反应热是温度的函数。变换过程中还包括下列反应式： H 2+O 2 =H 2 O+Q 工艺流程的选择 合成氨变换工艺发展至今，工艺主要有4种：全中变、中串低、全低变和中低低。对于每一种变换工艺，由于采用不同的热回收方式而使变换工艺的流程及设备结构有所不同。 合理选择变换工艺应考虑一下因素：半水煤气、水和蒸汽的质量，半水煤气中硫化氢的质量；变换气中CO含量要求；对变换后续工段的影响；企业现有管理水平和操作水平。 本设计采用全低变流程。 变换炉的段间降温方式有：半水煤气冷机降温、水冷激降温和蒸汽冷激降温。由于水的蒸发潜热大，少量的水就能达到降温的目的，用它降温既方便又灵敏，另外，由于水冷激降温是将气体的显热转变为蒸汽的潜热，降温后系统内总的热负荷并没有增加多少，相应的系统阻力也变化较小。所以，本次设计变换炉段间降温方式采用水冷激降温。 工艺流程简述 下边
化工原理课程设计说明书(换热器的设计)
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
化工原理课程设计报告样本
化工原理课程设计报告样本
《化工原理课程设计》报告 48000吨/年乙醇~水精馏装置设计 年级 专业 设计者姓名 设计单位 完成日期年月日 7
目录 一、概述 (4) 1.1 设计依据 (4) 1.2 技术来源 (4) 1.3 设计任务及要求 (5) 二：计算过程 (6) 1. 塔型选择 (6) 2. 操作条件的确定 (6) 2.1 操作压力 (6) 2.2 进料状态 (6) 2.3 加热方式 (7) 2.4 热能利用 (7) 3. 有关的工艺计算 (7) 3.1 最小回流比及操作回流比 的确定 (8) 3.2 塔顶产品产量、釜残液量及 7
加热蒸汽量的计算 (9) 3.3 全凝器冷凝介质的消耗量9 3.4 热能利用 (10) 3.5 理论塔板层数的确定 (10) 3.6 全塔效率的估算 (11) 3.7 实际塔板数P N (12) 4. 精馏塔主题尺寸的计算 (12) 4.1 精馏段与提馏段的体积流 量 (12) 4.1.1 精馏段 (12) 4.1.2 提馏段 (14) 4.2 塔径的计算 (15) 4.3 塔高的计算 (17) 5. 塔板结构尺寸的确定 (17) 5.1 塔板尺寸 (18) 5.2 弓形降液管 (18) 5.2.1 堰高 (18) 5.2.2 降液管底隙高度h019 7
5.2.3 进口堰高和受液盘 19 5.3 浮阀数目及排列 (19) 5.3.1 浮阀数目 (19) 5.3.2 排列 (20) 5.3.3 校核 (20) 6. 流体力学验算 (21) 6.1 气体通过浮阀塔板的压力 降(单板压降) h (21) p 6.1.1 干板阻力 h (21) c 6.1.2 板上充气液层阻力1h (21) 6.1.3 由表面张力引起的阻 (22) 力h 6.2 漏液验算 (22) 6.3 液泛验算 (22) 6.4 雾沫夹带验算 (23) 7. 操作性能负荷图 (23) 7.1 雾沫夹带上限线 (23) 7
化工原理课程设计
《化工原理》课程设计 水吸收氨气填料吸收塔设计 学院河南城建学院 专业化学工程与工艺 指导教师王要令 班级 1014112 姓名喻宏兴 学号 101411252 2013年 12月24日
附：设计任务书 (1) 设计题目 年处理量为吨氨气吸收塔设计 试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为2600m3/h，其中含空气为94%，氨气为6%（体积分数，下同）。要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%，采用清水进行吸收，吸收塔的用量为最小用量的 1.5 倍【20℃氨在水中的溶解度系数为H=0.725kmol/(m3·kPa)】 (2) 工艺操作条件 ①操作平均压力：常压； ②操作温度：t=20℃； ③每年生产时间：7200h； ④填料类型选用：聚丙烯阶梯环填料； 规格：DN50 （3）设计任务 1.填料吸收塔的物料衡算； 2.填料吸收塔的工艺尺寸设计与计算； 3.填料吸收塔有关附属设备的设计和选型； 4.绘制吸收系统的工艺流程图； 5.编写设计说明书； 6.对设计过程的评述和有关问题的讨论。
目录 0. 前言 (5) 1. 设计方案简述 (5) 1.1 设计任务的意义 (5) 1.2 设计结果 (5) 2. 工艺流程简图及说明 (7) 3. 工艺计算及主体设备设计 (8) 3.1 液相物性数据 (8) 3.2 气相物性数据 (8) 3.3 物料计算 (8) 3.4 平衡曲线方程及吸收剂用量的选择 (9) 3.5 塔径的计算 (10) 3.6 填料层高度的计算 (11) 3.7 填料层压降计算 (14) 4. 附属设备计算及选型 (15) 4.1 液体分布器简要设计 (15) 4.2 填料支承装置 (15) 4.3 填料压紧装置 (15) 4.4 液体再分布装置 (16) 4.5 塔顶除沫装置 (16) 4.6 塔附属高度及塔总高的计算 (16)
化工设计大作业(课程设计)剖析
化工工艺课程设计任务书 设计题目：常压甲醇－水筛板精馏塔的设计 设计条件： 常压P=1atm（绝压） 处理量：20kmol/h 进料组成0.2 馏出液组成0.995 釜液组成0.005 （以上均为摩尔分率） 加料热状况q=1.0 塔顶全凝器泡点回流 回流比R=(1.1—2.0)R min 单板压降≤0.7kPa 设计要求： 1．撰写一份设计说明书，包括： （1）概述 （2）物料衡算 （3）热量衡算 （4）工艺设计要求 （5）工艺条件表 2.绘制图纸 (1)设备尺寸图 (2)管道方位图 (3)部分零件结构图
一概述 1．精馏操作对塔设备的要求和类型 ㈠对塔设备的要求 精馏所进行的是气(汽)、液两相之间的传质，而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。但是，为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种基本要求： ⑴气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。 ⑵操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。 ⑶流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。 ⑷结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。 ⑸耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。 ⑹塔内的滞留量要小。 实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些独特的优点，设计时应根据物系性质和具体要求，抓住主要矛盾，进行选型。 ㈡板式塔类型 气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年)，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看，主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔，而前两者使用尤为广泛。 筛板塔也是传质过程常用的塔设备，它的主要优点有： ⑴结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，为浮阀塔的80％左右。 ⑵处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。 ⑶塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。 ⑷压降较低，每板压力比泡罩塔约低30％左右。 筛板塔的缺点是： ⑴塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。 ⑵操作弹性较小(约2～3)。 ⑶小孔筛板容易堵塞。 2．精馏塔的设计步骤
化工原理课程设计——换热器的设计
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
化工原理课程设计报告(换热器)
《化工原理课程设计任务书》（1） 一、设计题目： 设计一台换热器 二、操作条件： 1.苯：入口温度80℃，出口温度40℃。 2.冷却介质：循环水，入口温度35℃。 3.允许压强降：不大于50kPa。 4.每年按300天计，每天24小时连续运行。 三、设备型式： 管壳式换热器 四、处理能力： 1. 99000吨/年苯 五、设计要求： 1.选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2.管壳式换热器的工艺计算和主要工艺尺寸的设计。 3.设计结果概要或设计结果一览表。 4.设备简图。（要求按比例画出主要结构及尺寸） 5.对本设计的评述及有关问题的讨论。 一、选定管壳式换热器的种类和工艺流程 1.选定管壳式换热器的种类 管壳式换热器是目前化工生产中应用最广泛的传热设备。与其他种类的换热器相比，其主要优点是：单位体积具有的传热面积较大以及传热效果较好；此外，结构简单，制造的材料范围较广，操作弹性也较大等。因此在高压高温和大型装置上多采用管壳式换热器。 管壳式换热器中，由于两流体的温度不同，管束和壳体的温度也不相同，因此他们的热膨胀程度也有差别。若两流体的温度差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。根据热补偿方法的不同，管壳式换热器有下面几种形式。
（1）固定管板式换热器 这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一些列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此，当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以致管子扭弯或是管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。 为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。但补偿装置（膨胀节）只能用在壳壁与管壁温差低于60-70℃和壳程流体压强不高的情况下。一般壳程压强超过0.6MPa时，补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿作用，就要考虑其他结构。其结果如下图所示： （2）浮头式换热器 换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以使管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上连接一个顶盖，称之为“浮头”,所以这种换热器称为浮头式换热器。其优点是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨胀不受壳体约束，因此当两种换热器介质的温差大时，不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点是结构复杂，造价高。其结构如下： （3） U型管换热器 这类换热器只有一个管板，管程至少为两程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨胀。其缺点是管子内壁清洗困难，管子更换困难，管板上排列的管子少。其结构如下图所示： （4）填料函式换热器 这类换热器管束一端可以自由膨胀，结构比浮头式简单，造价也比浮头式低廉。但壳程内介质有外漏的可能，壳程中不应处理一易挥发、易燃易爆和有毒的介质。其结构如下： 由设计书的要求进行分析: 一般来说，设计时冷却水两端温度差可取为5℃~10℃。缺水地区选用较大的温度差，水资源丰富地区选用较小的温度差。青海是“中华水塔”，水资源 相对丰富，故选择冷却水较小的温度差6℃，即冷却水的出口温度为31℃。T m -t m =80+4025+31 -=32 22 ℃<50℃，且允许压强降不大于50kPa，可选择固定管板式换 热器。 2.工艺流程图 主要说明：由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，所以选定循环水走管程，苯走壳程。如图所示，苯经泵抽上来，经加水器加热后，再经管道从接管C进入换热器壳程；冷却水则由泵抽上来经管道从接管A进入换热器管程。两物质在换热器中进行换热，苯从80℃被冷却至40℃之后，由接管D流出；循环冷却水则从25℃变为31℃，由接管B流出。 二、管壳式换热器的工艺计算和主要工艺尺寸的设计 1.估算传热面积，初选换热器型号 （1）基本物理性质数据的查取
化工原理课程设计模板-换热器
化工原理课程设计 学院： 班级： 姓名： 学号：（长号） 指导教师： 2016年11月
化工原理课程设计 《列管式换热器》设计任务书 班级姓名 一、设计题目：列管式柴油冷却器的工艺设计 二、设计任务及操作条件 （1）设计任务 非标准系列列管式柴油冷却器的工艺设计。 说明：对于非标准系列列管式换热器的设计，因是非标，显然不能按照标准系列列管式换热器在标准系列规格中进行选型设计，而应按照非标准系列列管式换热器的设计程序进行。 （2）操作条件 ①处理能力（班级×0.3）×104t/a柴油 ②设备型式列管式换热器（或立式、或卧式）。 ③操作条件 柴油入口温度：100＋班级＋学号℃，出口温度：25＋班级＋学号℃冷却介质：自来水，入口温度：29 ℃，出口温度：49 ℃ 允许压降：不大于105Pa 每年按330天计，每天24h连续运行 已知柴油的有关物性数据：密度ρ1=994kg/m3；定压热比容c p，1=2.22kJ/(kg·℃)；热导率λ1=0.14W/(m·℃)；黏度μ1=7.15×10-4 Pa·s 三、设计项目(说明书格式) 1、封面、任务书、目录。 2、设计方案简介：对确定的换热器类型进行简要论述。 3、换热器的工艺计算： 1)确定物性数据 2)估算传热面积 3)工艺结构尺寸 4)换热器核算：包括传热面积核算和换热器压降核算 4、换热器的机械设计 5、绘制列管式换热器结构图（CAD）。 6、对本设计进行评述。 7、参考文献 成绩评定指导教师 2016年月日
课程设计内容1设计方案简介 1.1选择换热器类型 1.2冷热流体流动通道的选择 2工艺设计计算 2.1 确定物性数据 2.2估算传热面积 2.3 工艺结构尺寸 2.3.1 管径和管内流速 2.3.2 管程数和传热管数 2.3.3 管子排列方式和分程方法 2.3.4 平均传热温差校正及壳程数 2.3.5 壳体内径 2.3.6 折流板 2.4 换热器核算 2.4.1 传热面积校核 2.4.2 换热器内流体流动阻力 2.5 换热器主要结构尺寸和计算结果 3换热器机械设计 3.1 壳体壁厚 3.2 管板尺寸 3.3 接管尺寸 3.4 换热器封头选择 3.5 膨胀节选择（根据设计可选可不选） 3.6其他部件 4评述 4.1 可靠性评价 4.2 个人感想 5参考文献 附表换热器主要结构尺寸和计算结果 附录换热器结构图 时间安排： 2016-11-1 发任务书，设计指导 6 2016-12-0 完成计算 6 2016-12-1 完成初稿（包括绘图） 6
天津大学化工原理课程设计
《化工原理》课程设计报告 真空蒸发制盐系统卤水分效预热器设计 学院天津大学化工学院 专业化学工程与工艺 班级 学号 姓名 指导教师
化工流体传热课程设计任务书 专业化学工程与工艺班级姓名学号（编号） （一）设计题目：真空蒸发制盐系统卤水分效预热器设计 （二）设计任务及条件 1、蒸发系统流程及有关条件见附图。 2、系统生产能力：40 万吨/年。 3、有效生产时间：300天/年。 4、设计内容：Ⅱ效预热器（组）第 3 台预热器的设计。 5、卤水分效预热器采用单管程固定管板式列管换热器，试根据附图中卤水预热的温度要求对预热器（组）进行设计。 6、卤水为易结垢工质，卤水流速不得低于0.5m/s。 7、换热管直径选为Φ38×3mm。 （三）设计项目 1、由物料衡算确定卤水流量。 2、假设K计算传热面积。 3、确定预热器的台数及工艺结构尺寸。 4、核算总传热系数。 5、核算压降。 6、确定预热器附件。 7、设计评述。 （四）设计要求 1、根据设计任务要求编制详细设计说明书。 2、按机械制图标准和规范，绘制预热器的工艺条件图（2#），注意工艺尺寸和结构的清晰表达。
设计说明书的编制 按下列条目编制并装订：（统一采用A4纸，左装订） （1）标题页，参阅文献1附录一。 （2）设计任务书。 （3）目录。 （4）说明书正文 设计简介：设计背景，目的，意义。 由物料衡算确定卤水流量。 假设K计算传热面积。 确定预热器的台数及工艺结构尺寸。 核算总传热系数。 核算压降。 确定预热器附件。 设计结果概要或设计一览表。 设计评述。 （5）主要符号说明。 （6）参考文献。 （7）预热器设计条件图。 主要参考文献 1. 贾绍义，柴诚敬. 化工原理课程设计. 天津: 天津大学出版社, 2002 2. 柴诚敬，张国亮. 化工流体流动和传热. 北京: 化学工业出版社, 2007 3. 黄璐，王保国. 化工设计. 北京: 化学工业出版社, 2001 4. 机械制图 自学内容： 参考文献1，第一章、第三章及附录一、三； 参考文献2，第五~七章； 参考文献3，第1、3、4、5、11部分。
化工设计课程设计--管道设计计算
中南民族大学 化工专业课程设计 学院：化学与材料科学学院 专业：化学工程与工艺年级：2011级题目:KNO3水溶液三效蒸发工艺设计 学生姓名：** 学号：****** 指导教师姓名：*** 职称: 教授 2014年12 月29 日 化工专业课程设计任务书 设计题目：KNO 水溶液三效蒸发工艺设计 3
设计条件： 1.年处理能力为×104 t/a KNO3水溶液； 2.设备型式中央循环管式蒸发器； 3.KNO3水溶液的原料液浓度为8%，完成液浓度为48%，原料液温度为20℃，比热容为(kg. ℃)； 4.加热蒸汽压力为400kPa（绝压），冷凝器压力为20kPa(绝压)； 5.各效加热蒸汽的总传热系数：K1=2000W/（m2?℃）；K2=1000W/（m2?℃）；K3=500W/（m2?℃）； 6.各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出。各效传热面积相等，并忽略浓缩热和热损失，不计静压效应和流体阻力对沸点的影响； 7.每年按300天计，每天24小时运行； 设计任务： 1.设计方案简介：对确定的工艺流程进行简要论述。 2.蒸发器和换热器的工艺计算：确定蒸发器、换热器的传热面积。 3.蒸发器的主要结构尺寸设计。 4.主要辅助设备选型，包括气液分离器及换热器等。 5.绘制KNO3水溶液三效蒸发装置的流程图及蒸发器设备工艺简图。 姓名： 班级：化学工程与工艺专业 学号：
指导教师签字:
目录 1 概述 ...................................................... 错误!未定义书签。蒸发简介.................................................... 错误!未定义书签。蒸发操作的分类.............................................. 错误!未定义书签。蒸发操作的特点.............................................. 错误!未定义书签。2设计条件及设计方案说明..................................... 错误!未定义书签。设计方案的确定以及蒸发器选型................................. 错误!未定义书签。工艺流程简介................................................. 错误!未定义书签。 3. 物性数据及相关计算........................................ 错误!未定义书签。换热器设计计算............................................... 错误!未定义书签。管道选材及计算............................................... 错误!未定义书签。 料液管道管径的确定....................................... 错误!未定义书签。 加热蒸汽管道与二次蒸气管道管径的确定..................... 错误!未定义书签。 冷凝水管道管径的确定..................................... 错误!未定义书签。管材的选择................................................... 错误!未定义书签。4对本次设计任务的评价....................................... 错误!未定义书签。
化工原理课程设计
化工原理课程设计 课程名称: ____填料塔设计____ 设计题目: ____水吸收丙酮____ 院系: ___ 化工学院_____ 学生姓名: _____ 马学成______ 学号: ____ 201007042____ 专业班级: ____化艺1001班____ 指导教师: ______张玉洁______
化工原理课程设计任务书 （一）设计题目：水吸收空气中的丙酮填料塔的工艺设计（二）设计条件 1．生产能力:每小时处理混合气体8000Nm3 /h 2．设备形式:填料塔 3．操作压力：101.3KPa 4．操作温度:298K 5．进塔混合气体中含丙酮6%（体积比） 6．丙酮的回收率为99% 7．每年按330天计，每天按24小时连续生产 8．建厂地址：兰州地区 9．要求每米填料的压降都不大于103Pa。 （三）设计步骤及要求 1．确定设计方案 （1）流程的选择 （2）初选填料的类型 （3）吸收剂的选择 2．查阅物料的物性数据 （1）溶液的密度、粘度、表面张力、丙酮在水中的扩散系数（2）气相密度、粘度、表面张力、丙酮在空气中的扩散系数
（3）丙酮在水中溶解的相平衡数据 3．物料衡算 （1）确定塔顶、塔底的气流量和组成 （2）确定泛点气速和塔径 （3）校核D/d>8~10 （4）液体喷淋密度校核：实际的喷淋密度要大于最小的喷淋密度。4．填料层高度计算 5．填料层压降核算 如果不符合上述要求重新进行以上计算 6．填料塔附件的选择 （1）液体分布装置 （2）液体再分布装置 （3）填料支撑装置 （4）气体的入塔分布. (四）参考资料 1、《化工原理课程设计》贾绍义柴诚敬天津科学技术出版 2、《现代填料塔技术》王树盈中国石化出版 3、《化工原理》夏清天津科学技术出版 （五）计算结果列表（见下页）