化工原理——板式塔设计72页PPT
合集下载
《化工原理》电子教—— 板式塔及其工艺设计计算共43页文档
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
43
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
《化工原理》电子教—— 板式塔及其 工艺设计计算
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
化工原理板式塔设计
化⼯原理板式塔设计⽬录第⼀章板式精馏塔的设计1.1概述 (1)1.2板式精馏塔的设计原则与步骤 (1)1.3理论塔板数的确定 (3)1.4塔板效率和实际塔板数 (7)1.5板式精馏塔的结构设计 (8)1.6 板式精馏塔⾼度及其辅助设备 (27)1.7 板式精馏塔的计算机设计 (31)第⼆章板式精馏塔设计举例2.1苯－甲苯板式精馏塔设计 (33)2.2⼄醇—⽔板式精馏塔设计 (47)2.3 甲醇—⽔板式精馏塔设计 (66)第三章塔设备的机械计算3.1 塔体及裙座的强度计算 (86)3.2 塔盘板及其⽀撑梁的强度、挠度计算 (104)3.3 塔盘技术条件 (105)3.4 塔盘⽀撑件的尺⼨公差 (109)附录 (111)第⼀章板式精馏塔的设计1.1概述蒸馏是利⽤液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的⽅法。
蒸馏操作在化⼯、⽯油化⼯、轻⼯等⼯业⽣产中中占有重要的地位。
为此，掌握⽓液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是⾮常重要的。
蒸馏过程按操作⽅式可分为间歇蒸馏和连续蒸馏。
间歇蒸馏是⼀种不稳态操作，主要应⽤于批量⽣产或某些有特殊要求的场合；连续蒸馏为稳态的连续过程，是化⼯⽣产常⽤的⽅法。
蒸馏过程按蒸馏⽅式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏等。
简单蒸馏是⼀种单级蒸馏操作，常以间歇⽅式进⾏。
平衡蒸馏⼜称闪蒸，也是⼀种单级蒸馏操作，常以连续⽅式进⾏。
简单蒸馏和平衡蒸馏⼀般⽤于较易分离的体系或分离要求不⾼的体系。
对于较难分离的体系可采⽤精馏，⽤普通精馏不能分离体系则可采⽤特殊精馏。
特殊精馏是在物系中加⼊第三组分，改变被分离组分的活度系数，增⼤组分间的相对挥发度，达到有效分离的⽬的。
特殊精馏有萃取精馏、恒沸精馏和盐溶精馏等。
精馏过程按操作压强可分为常压精馏、加压精馏和减压精馏。
⼀般说来，当总压强增⼤时，平衡时⽓相浓度与液相浓度接近，对分离不利，但对在常压下为⽓态的混合物，可采⽤加压精馏；沸点⾼⼜是热敏性的混合液，可采⽤减压精馏。
《设计实例板式塔》PPT课件
《设计实例板式塔》PPT 课件
板式塔的设计内容
工艺流程的设计 板式塔的工艺计算 板式塔的机械设计 塔的辅助设备设计与选型
工艺流程的设计
板式塔的设计从两方面考虑:
1.经济方面:应该充分考虑整个系 统热能的利用,以便降低操作费用. 例如:从塔顶出来的蒸气和从塔底 排出的液体带出的热量可用于预热 原料液或它处. 2.全塔操作的稳定性:若操作不稳 定,就不能保证产品质量的均匀. 有 时也把冷凝器分割为两部分,一部 分预热原料液,另一部分用冷却水 使蒸气冷凝.这样可以用控制冷却 水量来控制冷凝器的操作,同时保 证进料温度一定.为此
率控制。
漏液现象
控制阀孔动能因数在5~6之间。
浮阀塔的负荷性能图
• 雾沫夹带线：指控制ev=0.1kg液/kg气时的Vs—— Ls之间关系
• 溢流液泛线：指降液管内泡沫层高度达到最大允许值 时的Vs——Ls之间关系
• 液相负荷上限线（降液管超负荷线），反映了对于液 体在降液管内停留时间的起码要求
塔釜液体虽然温度很高,但用它来 预热原料液,对液-液传热过程其传 热系数很小,则所需传热面积必然 很大
精馏方案的选定
1.操作压力(常压,加压,减压)-----设计压力一般指塔顶压力 沸点低,常压下为气态的物料-----加压操作,
加压可提高操作的平均温度,有利于塔顶蒸气冷凝热的利用或可使用较便宜 的冷却剂,减少冷凝,冷却的费用.在相同的塔径下,适当提高操作压力,还可提 高塔的处理能力.但P提高,再沸器的T提高,相对挥发度下降.
对于选定的塔板间距是否合适，还要在后面进行 流体力学验算，如果不合适需要重新选定，再估 算塔径。
溢流装置 的结构尺寸
? 堰上清液层高度 作用：维持板上液层及液封
板式塔的设计内容
工艺流程的设计 板式塔的工艺计算 板式塔的机械设计 塔的辅助设备设计与选型
工艺流程的设计
板式塔的设计从两方面考虑:
1.经济方面:应该充分考虑整个系 统热能的利用,以便降低操作费用. 例如:从塔顶出来的蒸气和从塔底 排出的液体带出的热量可用于预热 原料液或它处. 2.全塔操作的稳定性:若操作不稳 定,就不能保证产品质量的均匀. 有 时也把冷凝器分割为两部分,一部 分预热原料液,另一部分用冷却水 使蒸气冷凝.这样可以用控制冷却 水量来控制冷凝器的操作,同时保 证进料温度一定.为此
率控制。
漏液现象
控制阀孔动能因数在5~6之间。
浮阀塔的负荷性能图
• 雾沫夹带线：指控制ev=0.1kg液/kg气时的Vs—— Ls之间关系
• 溢流液泛线：指降液管内泡沫层高度达到最大允许值 时的Vs——Ls之间关系
• 液相负荷上限线（降液管超负荷线），反映了对于液 体在降液管内停留时间的起码要求
塔釜液体虽然温度很高,但用它来 预热原料液,对液-液传热过程其传 热系数很小,则所需传热面积必然 很大
精馏方案的选定
1.操作压力(常压,加压,减压)-----设计压力一般指塔顶压力 沸点低,常压下为气态的物料-----加压操作,
加压可提高操作的平均温度,有利于塔顶蒸气冷凝热的利用或可使用较便宜 的冷却剂,减少冷凝,冷却的费用.在相同的塔径下,适当提高操作压力,还可提 高塔的处理能力.但P提高,再沸器的T提高,相对挥发度下降.
对于选定的塔板间距是否合适，还要在后面进行 流体力学验算，如果不合适需要重新选定，再估 算塔径。
溢流装置 的结构尺寸
? 堰上清液层高度 作用：维持板上液层及液封
化工原理板式塔共43页
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•Leabharlann 30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
化工原理板式塔
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
过程装备基础(板式塔)课件
外观检查
检查塔体和附件是否有损坏、变形、锈蚀等 情况。
性能测试
进行试车运行，检查板式塔的分离效果、操 作性能等是否符合工艺要求。
尺寸检查
核对塔体和附件的尺寸是否符合设计图纸要 求。
验收流程
先进行初步检查，合格后进行性能测试，全 部符合要求则判定为验收合格。
PART 05
板式塔的发展趋势和未来 展望
过程装备基础(板式塔 )课件
• 板式塔的概述 • 板式塔的设计 • 板式塔的操作和维护 • 板式塔的选型和安装 • 板式塔的发展趋势和未来展望
目录
PART 01
板式塔的概述
板式塔的定义和特点
定义
板式塔是一种用于实现蒸馏过程 的设备，主要由塔体、塔板、溢 流堰、降液管和受液盘等部件组成。
特点
板式塔具有处理能力大、分离效 率高、操作稳定等优点，广泛应 用于化工、石油、食品等领域。
板式塔的结构和工作原理
结构
板式塔主要由塔体、塔板、溢流堰、降液管和受液盘等组成。 塔体是整个设备的主体，塔板是实现分离的主要部件，溢流 堰用于保持液面稳定，降液管和受液盘分别用于输送液体和 收集液体。
工作原理
板式塔的工作原理主要基于不同液体之间的沸点差异实现分 离。液体原料从塔顶部进入，在重力作用下依次流过各层塔 板，在塔板上发生汽化与冷凝，从而实现分离。经过多级分 离后，得到所需的产品。
支撑结构的设计
支撑结构是板式塔的骨架，其作用是 支撑整个塔体和承受各种操作力和地 震载荷。
支撑结构的形式有多种，应根据实际 情况选择合适的结构形式，并进行详 细的结构设计。
支撑结构的材料应选择强度高、刚度 大、稳定性好的材料，如钢材、混凝 土等。
PART 03
检查塔体和附件是否有损坏、变形、锈蚀等 情况。
性能测试
进行试车运行，检查板式塔的分离效果、操 作性能等是否符合工艺要求。
尺寸检查
核对塔体和附件的尺寸是否符合设计图纸要 求。
验收流程
先进行初步检查，合格后进行性能测试，全 部符合要求则判定为验收合格。
PART 05
板式塔的发展趋势和未来 展望
过程装备基础(板式塔 )课件
• 板式塔的概述 • 板式塔的设计 • 板式塔的操作和维护 • 板式塔的选型和安装 • 板式塔的发展趋势和未来展望
目录
PART 01
板式塔的概述
板式塔的定义和特点
定义
板式塔是一种用于实现蒸馏过程 的设备，主要由塔体、塔板、溢 流堰、降液管和受液盘等部件组成。
特点
板式塔具有处理能力大、分离效 率高、操作稳定等优点，广泛应 用于化工、石油、食品等领域。
板式塔的结构和工作原理
结构
板式塔主要由塔体、塔板、溢流堰、降液管和受液盘等组成。 塔体是整个设备的主体，塔板是实现分离的主要部件，溢流 堰用于保持液面稳定，降液管和受液盘分别用于输送液体和 收集液体。
工作原理
板式塔的工作原理主要基于不同液体之间的沸点差异实现分 离。液体原料从塔顶部进入，在重力作用下依次流过各层塔 板，在塔板上发生汽化与冷凝，从而实现分离。经过多级分 离后，得到所需的产品。
支撑结构的设计
支撑结构是板式塔的骨架，其作用是 支撑整个塔体和承受各种操作力和地 震载荷。
支撑结构的形式有多种，应根据实际 情况选择合适的结构形式，并进行详 细的结构设计。
支撑结构的材料应选择强度高、刚度 大、稳定性好的材料，如钢材、混凝 土等。
PART 03
板式塔的结构及工作原理49页PPT
40、人类法律，事物有规律Hale Waihona Puke 这是不 容忽视 的。— —爱献 生
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
板式塔的结构及工作原理
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
板式塔课件
3、筛板塔内气液两相的非理想流动 液沫夹带 反向流动 气泡夹带 a、液沫夹带 液滴的一部分被上升的气流裹夹至上层塔板 主要影响因素 气量↑ →夹带量↑ 板间距HT↓ →夹带量↑
不均匀流动
气体 液体
b、气泡夹带 原因：液体在降液管中停留时间过短，气泡来 不及解脱，而被液体卷入下层塔板。 c、气体沿塔板的不均匀流动 1. 液面有落差和液层波动，引起气体分布不均匀。 2. 液层厚，阻力大，汽速小； 3. 液层薄，阻力小，汽速大。
六、板式塔的流体力学性能和操作特性
1、 塔板上的气液两相接触状态
喷射接触状态 更新的液滴表面
2、 气体通过塔板的压力降 • 压降由两部分构 成 干板压降 h0
液层阻力 he
总压力降：ΔHt=h0+he 气速↑→ ΔHt↑ 影响因素 液量↑→ ΔHt↑ 板结构：开孔率↑→u0 ↓ → ΔHt ↓
板式塔
一、板式塔简介
板式塔是一类用于气液或液液系统的分 级接触传质设备，由圆筒形塔体和按一定间距 水平装置在塔内的若干塔板组成。广泛应用于 精馏和吸收,有些类型（如筛板塔）也用于萃取 ，还可作为反应器用于气液相反应过程。操作 时（以气液系统为例），液体在重力作用下,自 上而下依次流过各层塔板,至塔底排出；气体在 压力差推动下，自下而上依次穿过各层塔板， 至塔顶排出。每块塔板上保持着一定深度的液 层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际 接触传质。
二、塔设备研制开发思路
1、总体上保证气液两相呈逆流流动
提供最大的传质推动力
2、每块板上或填料层内保证气液两相充分接触
尽可能减小传质阻力
3、提供足够大的气液两相通道
保证大通量、低压降、合适的弹性
三、板式塔的设计意图
化工原理课程设计---筛板塔的设计--讲解PPT课件
计算气体流通面积 A VS u
5
确定液流型式：
由液体流量确定 单溢流型或双溢流型 • 确定 lW D ：
单溢流型lW D = 0.6---0.8 ， 双溢流型lW D = 0.5—0.7
查图10—40 查得 溢流管面积与塔板总面积比
A f AT
6
计算塔板总面积 AT
由 Af AT A
15
• 其中 hW 取值
堰上液高
2
2
hoW
C0
1 2g
Lh lW
3
2.84
103
E
Lh lW
3
液面落差
=0.0476b 4H f 2 L LS z bH f 3 L V
有时可忽略
降液管阻力
hf
1
2 gC 02
• 计算
eV
L 1 V
≤0.1kg液体/kg干气
其中液沫夹带分率 由图10-47查得
14
3.溢流液泛条件的校核：
• 必须满足以下条件
H fd
Hd
<
H T hW
相对泡沫密度
易起泡0.3—0.4；不易起泡0.6—0.7
式中计算降液管中清液层高度
Hd hw how hf hf
21
• 第二点：取任意液相流量 Lh = 100m3/h ， 同样方法计算得 气体流量 Vh u0W A0 =4040 m3/h 得第二点 Lh = 100m3/h ， 气体流量 Vh =4040 m3/h
筛板塔的设计
限于一般孔径的泡沫型操作的筛板 塔的设计
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
72
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
化工原理——板式塔设计
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯