筛板塔设计
化工原理课程设计筛板塔
化工原理课程设计 筛板塔一、课程目标知识目标：1. 学生能理解筛板塔的基本结构和工作原理；2. 学生能掌握筛板塔在化工过程中的应用，包括物料分离、纯化等；3. 学生能运用化工原理，分析筛板塔的流体力学特性和操作参数的影响；4. 学生了解筛板塔的设计与优化原则。
技能目标：1. 学生具备运用化工软件对筛板塔进行模拟和计算的能力；2. 学生能够根据实际工况，设计并优化筛板塔的工艺参数；3. 学生能够运用实验技能，对筛板塔的性能进行测试和评价。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对化工原理课程的兴趣，激发学习热情；2. 学生树立正确的工程观念，认识到化工技术在国民经济发展中的重要作用；3. 学生通过团队协作，培养沟通、交流和解决问题的能力；4. 学生在学习过程中，树立安全意识，关注环境保护。
课程性质：本课程为化工原理课程的实践环节，以筛板塔为研究对象，结合理论知识和实际操作，培养学生的工程实践能力。
学生特点：学生已具备一定的化工基础知识和实验技能，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：结合筛板塔的工程背景，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和工程素养。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动探究和解决问题。
通过课程目标分解，确保学生达到预期的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 筛板塔的基本结构：介绍筛板塔的塔体、筛板、降液管、进料管、出料管等组成部分及其作用；参考教材章节：第三章第二节“塔设备及其结构”2. 筛板塔的工作原理：阐述气液两相在筛板塔内的流动和传质过程；参考教材章节：第三章第三节“塔内流体流动与传质过程”3. 筛板塔的应用：分析筛板塔在不同化工过程中的应用，如精馏、吸收、萃取等；参考教材章节：第三章第四节“塔设备的应用”4. 筛板塔的流体力学特性：讲解筛板塔的压降、液泛、漏液等流体力学现象及其影响因素；参考教材章节：第四章第一节“塔设备的流体力学特性”5. 筛板塔的设计与优化：介绍筛板塔的设计原则、计算方法和优化策略；参考教材章节：第四章第二节“塔设备的设计与优化”6. 筛板塔的实验操作：组织学生进行筛板塔性能测试实验，掌握实验操作方法和数据处理；参考教材章节：实验教程“筛板塔性能测试实验”教学内容安排和进度：本教学内容分为6个部分，共计12课时。
板式塔(筛板塔)设计
图中线3为溢流液泛线。该线可根据溢流液泛的产 生条件确定。
图中线4为液量下限线。其位置可根据how=6mm确 定。
同时应考虑到操作时的调节弹性。
选择方法：
（1） 参考生产现场所提供的回流比数据； （2） 回流比取最小回流比Rmin的1.2～2倍； （3） 先求最少理论板数 Nmin , 以理论板数为Nmin
的两倍求取回流比R； （4） 作出回流比R和理论板数N的曲线图，在曲线
图上确定合适的回流比R。
3.3理论板数的确定
的混合液的平均气化热。
4. 塔和塔板主要尺寸的设计
4.1 塔和塔板设计的主要依据
进行塔和塔板设计时，所依据的主要参数是：
汽相
流量 VS ( m³/s ),
液相
流量 LS ( m³/s ),
表面张力 σ （ mN/m ）
密度 ρV ( kg/m³) 密度 ρL ( kg/m³)
注意：由于各块塔板的组成和温度不同，所以各块塔板 上的上述参数均不同，设计时应取平均值。具体方法如下：
（5）液体进、出口安定区的宽度Ws’、Ws ,边缘
区宽度Wc；
（6）筛孔直径do,孔间距t。
4.3 筛孔塔板的设计程序
塔板设计的基本程序是： （1）选择板间距和初步确定塔径； （2）根据初选塔径，对筛板进行具体结构的设计； （3）对所设计的塔板进行流体力学校核，如有必
要，需对某些结构参数加以调整。
r2
sin
1
x' r
x
r2 x2 r2 sin 1 x r
式中
x
D 2
Wd
Ws
x'
D 2
Wd '
筛板精馏塔设计方案
筛板精馏塔设计方案1绪论1.1课题研究意义、研究现状及拟采用的技术路线1.1.1课题研究意义、研究现状在化工或炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量，质量，生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面都有重大的影响。
据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例。
因此，塔设备的设计和研究，受到化工、炼油等行业的极大重视[6]。
塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。
它可使气（或汽）液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。
常见的、可在塔设备中完成的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等[2]。
此外，工业气体的冷却与回收，气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。
化工生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其部分都是均相物质。
生产中为了满足储存，运输，加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。
塔设备的基本功能就是提供气、液两相以充分接触的机会，使传热、传质两种传递过程能够迅速有效的进行；还能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。
筛板塔是最早应用于工业生产的设备之一，五十年代之后，通过大量的工业实践逐步改进了设计方法和结构。
近年来与浮阀塔一起成为化工生产中主要的传质设备。
筛板塔普遍用作H2S-H2O双温交换过程的冷、热塔，应用于蒸馏、吸收和除尘等。
筛板精馏塔属于板式塔，筛板精馏塔具有结构简单，造价低，板上液面落差小，气体压降小，生产能力大，气体分散均匀，传质效率高的优点，是化工生产中常见的单元操作设备之一。
筛板塔始于1830年，是结构最简单的一种板型。
由于其操作弹性小，当气量过小或过大时，易发生严重漏液或过量液沫夹带现象；而且易堵塞，不宜处理粘度大、易结焦的物料，一度时间曾影响到它的应用推广。
20世纪50年代后，随着林德塔板、导向塔板的应用推广，筛板塔又重新启用并日趋广泛。
《筛板塔设计》课件
现代筛板塔在设计和制造方面更加注重高效、环保和节能，如采用新型填料、优化塔内件结构等措施。
现代筛板塔
02
CHAPTER
筛板塔设计原理
筛板塔是一种基于筛孔分散原理的塔式分离设备，通过液体在筛板上的分散和回流，实现气液两相的传质和分离。
筛板塔的筛板上有许多小孔，当气体通过这些小孔时，液体会被分散成小液滴，形成气液混合物。在塔内，气液混合物经过多次回流和传质，最终实现气液的分离。
筛板塔的特点
用于各种化学反应和分离过程，如蒸馏、吸收、解吸等。
化工领域
石油领域
环保领域
用于石油和天然气的分离、提纯和精制过程。
用于废气和废水的处理，如脱硫、脱硝、除尘等。
03
02
01
早期的筛板塔结构较为简单，主要采用木制或钢制筛板，传质效率较低。
早期筛板塔
随着材料科学和制造技术的发展，中期出现了金属丝网、烧结金属等新型筛板材料，提高了传质效率。
优化热力系统
合理利用热能，降低热量损失，提高能源利用率。
降低材料成本
选用优质材料和合理的结构设计，降低制造成本。
06
CHAPTER
筛板塔设计案例分析
筛板塔应用场景
根据废水处理的要求，选择具有耐磨、耐腐蚀性能的筛板材料，优化塔内件的结构，提高处理效率和可靠性。
设计特点
应用效果
筛板塔在工业废水处理中表现出色，有效去除了悬浮物和杂质，提高了水质，为环保事业做出了贡献。
某环保企业需要处理工业废水中的悬浮物和杂质。
THANKS
感谢您的观看。
密封结构设计
进行合理的密封结构设计，确保密封性能可靠、持久，同时方便维护和更换。
04
CHAPTER
筛板精馏塔设计
目录1、符号说明 (2)2.主要物性数据 (4)2.1苯、乙苯的物理性质 (4)2.2苯、乙苯在某些温度下的表面张力 (4)2.3苯、乙苯在某些温度下的粘度 (4)2.4苯、乙苯的液相密度 (4)2.5不同塔径的板间距 (4)3.工艺计算 (5)3.1精馏塔的物料衡算 (5)3.2塔板数的确定 (5)3.3实际塔板数的求取 (6)3.4相关物性参数的计算 (7)3.4.1操作压强 (7)3.4.2平均温度 (8)3.4.3平均摩尔质量 (8)3.4.4平均密度 (9)3.4.5液体平均表面张力 (11)3.4.6气液相负荷 (11)3.5塔和塔板的主要工艺尺寸计算 (13)3.5.1塔径 (13)3.5.2溢流装置 (16)3.5.3弓形降液管宽度 (16)3.5.4降液管底隙高度 (17)3.5.5塔板布置 (17)3.5.6筛孔计算及其排列 (18)3.6筛板的流体力学计算 (18)3.6.1液面落差 (20)3.6.2液沫夹带 (20)3.6.3漏液 (20)3.6.4液泛 (21)3.7塔板负荷性能图 (21)3.7.1漏液线 (21)3.7.2雾沫夹带线 (22)3.7.3液相负荷下限线 (22)3.7.4液相负荷上限线 (23)3.7.5液泛线 (23)6.参考文献 (27)1、符号说明1.1英文字母∆P——气体通过每层筛板的压降，kPa——塔的截面积，m2ATC——负荷因子，无因次t——筛孔的中心距，m——表面张力为20mN/m的C20u——空塔气速，m/s——筛孔直径，mdo——塔板开孔区面积，m2Aan——筛孔数目——降液管截面积，m2AfP——操作压力，kPa——筛孔区面积，m2Aou——漏液点气速，m/sominD——塔径，m'——液体通过降液体系的速度，m/suoe——液沫夹带量，kg液/kg气vV——气体体积流量，m/snR——回流比——气体体积流量，m/sVs——最小回流比Rmin——边缘无效区宽度，mWcM——平均摩尔质量，kg/kmolW——弓形降液管高度，md——平均温度，℃Tm——破沫区宽度，mWsg——重力加速度，m/s2Z——板式塔有效高度，mF——筛孔气相动触因子o——出口堰与沉降管距离，mhl——与平板压强相当的液柱高度，mhcτ——液体在降液管内停留时——与液体流过降液管压强降hd相当的液柱高度，mh——板上清液高度，m f——堰上液层高度，mhowH——出口堰高度，mwH'——进口堰高度，mwhσ——与克服表面张力压强降相当的液柱高度，mL——液相H——板式塔高度，mV——气相H——降液管内清夜层高度，m dL——液体体积流量，m3/hsHF——进料处塔板间距，m HP——人孔处塔板间距，mT——理论板层数δ——筛板厚度，mμ——粘度，mPa·sρ——密度，kg/m3α——质量分率，无因次φ——开孔率，无因次——降液管的底隙高度，mhoσ——表面张力，mN/mmax——最大min——最小2.主要物性数据2.1苯、乙苯的物理性质2.2苯、乙苯在某些温度下的表面张力2.3苯、乙苯在某些温度下的粘度2.4苯、乙苯的液相密度2.5不同塔径的板间距3.工艺计算3.1精馏塔的物料衡算W D F +=W D F Wx Dx Fx +=苯的摩尔质量： 78/A M kg kmol = 乙苯的摩尔质量： 106/B M kg kmol = 原料液及塔顶，塔底产品的平均摩尔质量：()150%7850%10692/F M kg kmol =-⨯+⨯=因为5%F D W x x x ==50%、=98%、分别为原料、塔顶、产品中的苯的摩尔分数所以：5000500054.35/92F F kmol h M === ()54.35(0.50.05)26.30/0.980.05F W D W F X X D kmol h X X ⨯-⨯-===--54.3526.3028.05/W F D kmol h =-=-=3.2塔板数的确定查化工手册得苯和乙苯的t-x-y 关系T/℃ x y - 1 1 84 0.86 0.974 88 0.74 0.939 92 0.635 0.906 96 0.541 0.864 100 0.485 0.816 104 0.4 0.8 108 0.318 0.7 110.6 0.278 0.654 115 0.217 0.571 120 0.156 0.463 125 0.103 0.344 130 0.055 0.205 135 0.01 0.042 136.2 0 0由上图可得q 线与平衡线的交点坐标q q x y （，）为（0.5，0.82）则最小回流比为：min 0.980.820.50.820.5D q q qx y R y x --===--取回流比：min 1.8 1.80.50.9R R ==⨯= 则精馏塔的气液负荷： 精馏段：(1)(0.81)26.3047.34kmol/h V R D =+=+⨯=0.826.3021.04kmol/h L RD ==⨯= 提馏段：'47.34kmol/h V V =='21.0454.3575.39kmol/h L L F =+=+= 求取操作线方程精馏段操作线方程：10.440.5411D n n n x Ry x x R R +=+=+++提馏段操作线方程：1' 1.490.002''m m W m L Wy x x x V V +=-=-由x-y 图，画梯级可得理论板数为7（不包含塔釜），进料板为第4块板。
筛板精馏塔设计
布局规划
将精馏塔布置在洁净区域 内，避免外界污染；塔体 周围设置洁净通道和操作 间，方便操作人员日常操 作和清洁维护；塔顶设置 冷凝器和回流罐，实现闭 路循环操作。
06
控制系统设计与实现
控制策略选择及原理介绍
控制策略选择
针对筛板精馏塔的特点，选择适当的 控制策略，如PID控制、模糊控制或 神经网络控制等。
筛板类型及参数确定
筛板类型
根据介质性质、操作条件和分离要求，选择合适的筛板类型，如泡罩筛板、浮阀筛板等。
筛板参数
确定筛板的孔径、孔距、开孔率等参数，以满足流体力学和传质要求。
筛板布置
根据塔内流体流动和传质情况，合理布置筛板，如设置进料板、侧线采出板等。
辅助设备配置
加热/冷却装置
根据操作条件和分离要求，配置合适 的加热/冷却装置，如再沸器、冷凝 器等。
以及塔内各部分的热损失等因素。
控制塔顶和塔底产品的采出量等。
03
筛板精馏塔结构设计
塔体结构选型
1 2
3
塔体形状
根据处理量、场地限制和操作要求，选择合适的塔体形状， 如圆柱形、方形等。
塔体材质
根据介质性质、温度和压力等条件，选用合适的材料，如碳 钢、不锈钢等。
塔体高度与直径
根据处理量、分离要求和场地限制，确定塔体的高度和直径 。
背景
精馏技术作为化工领域重要的分离手段，广泛应用于石油、 化工、制药、环保等行业。筛板精馏塔作为一种常见的精馏 设备，具有结构简单、操作方便、分离效率高等优点，因此 在实际生产中得到了广泛应用。
设计范围和要求
设计范围
本次设计涉及筛板精馏塔的整体设计，包括塔体结构、塔内件（如筛板、降液管等 ）设计、进料和出料方式选择、操作条件优化等。
化工原理课程设计—筛板塔的设计
目录摘要 (3)第一章．化工原理课程设计任务书 (4)第二章．设计方案的确定 (4)第三章.精馏塔的工艺计算 (5)3.1.全塔物料衡算 (5)3.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (5)3.12.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (5)3.13物料衡算进行处理 (5)3.2 实际回流比 ............................................................................... 错误！未定义书签。
3.2.1泡点温度，露点温度的计算.......................................... 错误！未定义书签。
3.2.3操作线方程...................................................................... 错误！未定义书签。
3.3逐板计算法求理论塔板数 ........................................................ 错误！未定义书签。
3.4实际板层数的求取 .................................................................... 错误！未定义书签。
3.5热量衡算的计算 ........................................................................ 错误！未定义书签。
3.6精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算............................. 错误！未定义书签。
3.6.1操作压力的计算.............................................................. 错误！未定义书签。
3.6.2平均摩尔质量的计算...................................................... 错误！未定义书签。
筛板萃取塔设计计算
当Φ＞6时，应用Laddha等的考虑液滴内循环和分子扩散相结合的模型
②计算滴外分传质系数kc时
kd 0.023us Scd 0.5
Shc 0.698Scc0.4 Rec0.5 1d
Rec
d
pus
c
/
c
kc Shc Dc / d p
Tianjin University
况。无界面张力σ参数。
一、填料萃取塔设计计算
液泛速度的计算 ucf 、udf
②直接计算法（经验关联式）
Crawford-Wilke法（1951）
实验体系有汽油-水、四氯化碳-水、MIK-水等， 体系界面张力8.9~44.8N/m 所用填料12.7mm~38mm的石墨或陶瓷的拉西环和鲍尔鞍等， 填料空隙率为0.5~0.74。 Kummar-Hartland法（1989）
一、填料萃取塔设计计算
液滴平均直径dvs
Seibert法
dp =0.92
g
0.5
u 0d
ud
《化工手册》对标准的工业填料，液液萃取
临界填料尺寸dFC，填料的直径大于dFC时
0.5
d FC
=2.42
g
Laddha法
d3，2
=1.15
有效填料层高度HT=HTUoxpNoxp
Tianjin University
一、填料萃取塔设计计算
分散相连续相的选择 ①选择体积流率大的一相作为分散相 ②选择不易润湿填料表面的液相作为分散相 ③选择溶解吸收溶质能力强的为分散相
水相
油相
水—醋酸—仲丁酯
连续相
分散相
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n 1
xn1 x
n * n
* ；xn
(1 ) yn
n
塔板效率
说明：
٭不同板的 ٭总板效率 影响因素： ٭塔板结构：塔径、板间距、堰高、开孔率等； ٭物系性质：粘度、密度、表面张力、扩散系数等； ٭操作条件：温度、压强、气速、气液量比等。
0 .1Q B
QC 、 Q D
—分别为塔顶冷凝器带走热量、塔顶产品带走热量
5.注意事项:
写出详细计算步骤,并注明选用数据的来源;
每项设计结束后,列出计算结果明细表; 设计说明书要求字迹工整,装订成册上交。
第二部分： 板 式 塔
板式塔：
溶剂
逐级接触式，内装塔板，气 液传质在板上液层空间内进行
气体
板式塔
一.塔板结构
筛板塔
结构简单、造价低 优： 气流压降小、液面落差 小 筛板 板效率较高 小孔筛板易堵塞 缺： 操作弹性小
大致估计一下加料管路上的管件和阀门。
(2)高位槽、贮槽容量和位置 高位槽以一次加满再加一定裕量来确定其容积。 贮槽容积按加满一次可生产10天计算确定。 (3)换热器选型
对原料预热器，塔底再沸器，塔顶产品冷却器等进行选型。
(4)塔顶冷凝器设计选型 根据换热量，回流管内流速，冷凝器高度，对塔顶冷凝器 进行选型设计。
Li —液态组分 i 的粘度, mpa s x i — 液相中组分 i 的摩尔分率 N理 实际理论板数 N 实 ET
xi Li
4、塔的气液负荷计算
(1)、精馏段气液负荷计算 V R 1 D L RD
VMVm VS 3600 Vm
V—塔内气体摩尔流量
LM Lm LS 3600 Lm
先求出分凝器内与 xd 成相平衡的 x0,再由操作线方程以 x0 计算得出 y1，然后由相平衡方程由 y1 计算出 x1，如此交替地使用操作线方程和相 平衡关系逐板往下计算，直到规定的塔底组成为止，得到理论板数和加 料位置。
（3）加料板位置的确定 求出精馏段操作线和提馏段操作线的交点 xq 、yq ，并以 xq 为分 界线，当交替使用操作线方程和相平衡关系逐板往下计算到
xn xq 且xn1 xq 时，就以第 n 块板为进料板。
（4）实际板数的确定 板效率：利用奥康奈尔的经验公式
ET 0.49 L
L —塔顶与塔底的平均温度下的液相粘度, mpa s
对于多组分的液相粘度： L
其中： —塔顶与塔底的平均温度下的相对挥发度
0.245
（2）塔顶冷凝器的类型 (i)当塔顶为全凝器时,
y1 xd
则自第一块塔板下降的液相组成 x1 与 y1 成相平衡， 故可应用相平衡 方程由 y1 计算出 x1，自第二块塔板上升蒸汽组成 y2 与 x1 满足操作线方 程，由操作线方程以小 x1 计算得出 y2.
(ii)当塔顶为分凝器时,
x0 xd K
泡罩塔板：
优：不易漏液和堵塞、 操作弹性高、板效率稳 定 结构复杂、造价高 泡罩 液层厚，气流压降大 塔板 缺： 雾沫夹带严重，气速受 到限制 板效率低、生产能力低 渐被淘汰
浮阀塔板：
性 生 产 能 力 大 、 操 作 弹 大 气 流 压 降 小 、 液 面 落小 差 优 ： 浮阀塔板 板 效 率 较 高 造 价 低 或度 大 的 系 统 缺 ： 不 宜 处 理 易 结 焦粘
*防范措施： ——优化板结构,增大板间距,可提高液泛气速
塔板上汽液两相的流动现象
漏液：
塔板上汽液两相的流动现象
一般：板效率下降 *危害性： 严重：不能操作 （漏液量 10%液体流量） (此时为气速下限漏夜气速 )
气流过小 *产生原因： 气布不均
*防范措施：
——预留安定区
塔板上汽液两相的流动现象
塔板上汽液两相的流动现象
注意
通常希望在泡沫状态、喷射状态或两者的过渡状态下操作 液汽比较大时处于泡沫状态，较小时处于喷射状态 易挥发组分与难挥发组分的表面张力的相对大小对汽液 接触状态有影响 σ 易＜σ 难，宜在泡沫状态下操作 这时汽液两相所形成的泡沫层中的气泡稳定，泡 沫层较高，汽液两相接触面积大，塔板效率高
45000 50000吨
塔顶产品浓度：98.5%（苯质量分率）
塔底釜液含甲苯量不低于 98%(以质量计) 每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修）
精馏塔塔顶压强：4 kpa（表压）
冷却水温度：10℃ 饱和水蒸汽压力：0.25Mpa(表压) 设备型式：筛板(浮阀)塔 厂址：温州地区
年处理量 30000 40000 50000
c. 精馏塔实际塔板数 用近似后的适宜回流比在计算机上通过逐板计算得到全塔理论塔板数以 及精馏段和提馏段各自的理论塔板数。 然后根据全塔效率ET，求得全塔、精馏段、提馏段的实际塔板数，确定加 料板位置。
2. 精馏塔设备设计
(1)选择塔型和板型 采用板式塔，板型为筛板(浮阀)塔。
(2)塔板结构设计和流体力学计算
筛板的筛孔孔径与开孔率较小时易形成泡沫接触状态
三、塔板上汽液两相的非理想流动现象
雾(液)沫夹带：
*分析： 板间反混 塔板效率降低
气速过大 *产生原因：
板间距过小
*确定原则： *防范措施：
夹带量 0.1kg (液) kg (气)
适当加大板间距
气泡夹带
空间不均匀流动
气体流速不均匀 液体流速不均匀
1. 工艺设Βιβλιοθήκη （1）选择工艺流程和工艺条件a．加料方式
b. 加料状态
c. 塔顶蒸汽冷凝方式
d. 塔釜加热方式
e. 塔顶塔底产品的出料状态
塔顶产品由塔顶产品冷却器冷却至常温。
（2）精馏工艺计算：
a. 物料衡算确定各物料流量和组成。 b.经济核算确定适宜的回流比
根据生产经常费和设备投资费综合核算最经济原则，尽量使用计算机进行最 优化计算，确定适宜回流比。
2. 确 定 最 小 回 流 比
R 1.1 — 2Rmin ,确定回流比
一般是先求出最小回流比，然后根据
x 1 1
Rmin 是根据汽液相平衡方程 y
q 线方程 y
q xF x q 1 q 1
联 立 求 得 交 点
xq
yq ， 然 后 代 入 方 程
(3)绘制塔板负荷性能图 画出精馏段或提馏段某块的负荷性能图。 (4)有关具体机械结构和塔体附件的选定 • *接管规格：
根据流量和流体的性质，选取经验流速，选择标准管道。
*全塔高度： 包括上、下封头，裙座高度。
3. 附属设备设计和选用 (1)加料泵选型，加料管规格选型 加料泵以每天工作3小时计（每班打1小时）。
气流截面积固定，操作 弹性小 a、舌型塔板 — 气相夹带严重，板效率 降低 气流截面积可调，操作 弹性大 b、浮动喷射塔板 — 存在漏夜和吹干现象， 板效率降低
c、浮舌塔板 — 操作弹性大、压降低， 特适用减压蒸馏
二.塔板上汽液两相的流动现象
气液接触状态
塔板上汽液两相的流动现象
kmol/h
3 m s Vs—塔内气体体积流量 MVm 、 M —分别为精馏段气相平均分子量、液相平均分子量 Lm
Vm 、 Lm —分别为精馏段气相平均密度、液相平均密度
(2)、提馏段气液负荷计算(同上)
2016/11/30
kg m 3
5、热量衡算
总热量衡算
QV QW Q L Q B Q F Q R
（1）逐板法计算理论板数，交替使用操作线方程和相平衡关系。
L D 精馏段操作线方程： yn 1 xn xD LD LD
提馏段操作线方程：
yn 1
L qF W xn Xw L qF W L qF W
yn xn (利用相平衡关系)
xn1 yn (利用操作线方程)
化工原理课程设计
——筛板(浮 阀)式精馏塔设计
温州大学
2016年5月
第一部分：化工原理课程设计任务书
一. 设计题目：苯——甲苯混合液筛板(浮阀)精馏塔设计 二. 原始数据
年处理量：25000
料液初温：35℃ 料液浓度：40% 45% 50% 55% 60%（苯质量分率）
30000
35000
40000
式中： Q V 、Q W 、QL 、QB 、QF 、QR 分别是塔顶蒸汽带出的热 量、塔底产品带出的热量、塔设备的热损失、塔釜加热量、进料带入 的热量、回流带入热量、 其中：塔设备的热损失 Q L 再沸器热负荷 冷凝器热负荷
QB 11 . QV QW QR QF
Q C QV Q D Q R
Rmin
xD yq yq xq
其中利用 t～x～y 关系， 并借助二次样条插入的方法， 求得 塔顶塔底的温度，进而求取全塔的平均温度，从而可以根据全 塔平均温度求取全塔平均相对挥发度。 Rmin —最小回流比 式中： R ---回流 —全塔平均相对挥发度
3. 理 论 板 数 和 实 际 板 数 的 确 定
40% 1-5 26-30 51-56
45% 6-10 31-35
50% 11-15 36-40
55% 16-20 41-45
60% 21-25 46-50
三. 设计任务 完成精馏塔工艺设计，精馏设备设计，有关附属设备 的设计和选用，绘制带控制点工艺流程图，塔板结构简图， 编制设计说明书。
四. 设计内容
五、塔板效率、塔高及塔径计算
塔板效率：
表示法：
塔板效率
总板效率E0 理论板数 NT 100%( NT不包括蒸馏釜) (全塔效率 ) 实际板数 N P yn yn1 xn * ；yn 气相表示: EMV * yn yn1 1 ( 1) xn 单板效率EM — (默弗里效率) x x y