篩板式精餾塔設計

中州大學

化工原理課程設計

設計題目：篩板式精餾塔設計

學院：化工食品學院

班級： 08級應用化工技術

姓名：汪大偉

學號： 200810062150

指導老師：王少鵬

概述（前言）

一、工藝計算

二、塔徑計算

三、溢流裝置設計

四、塔板布置

五、塔板校核

六、塔板負荷效能圖

七、輔助裝置

八、計算結果列表

參考文獻

後記（小結）

設計任務書

體系：苯-甲苯

學號：46-50

年處理量：15萬噸

開工天數：300天

塔頂組成：0.98

塔底組成：0.05

原料組成：0.55

進料方式：泡點進料

操作壓力：常壓

概述一、篩板精餾塔的結構特點：

篩板塔是扎板塔的一種，內裝若干層水平塔板，板上有許多小孔，形狀如篩；並裝有溢流管或沒有溢流管。塔內氣體在壓差作用下由下而上，液體在自身重力作用下由上而下總體呈逆流流動。其結構特點有：

1.結構簡單，易於加工，造價為泡罩塔的60%左右，為浮閥塔的80%左右。

2.在相同條件下，生產能力比泡罩塔大20%~40%。

3.塔板效率較高，比泡罩塔高15%左右，但低於浮閥塔。

4.氣體壓力較小，每板壓力比泡罩塔約低30%左右。

二、操作要點：

操作時，液體由塔頂進入，經溢流管（一部分經篩孔）逐板下降，並在板上積存液層。氣體（或蒸氣）由塔底進入，經篩孔上公升穿過液層，鼓泡而出，因而兩相可以充分接觸.

三、應用中的優缺點：

優點:氣液接觸部件是引導氣流進入液層，並保證氣液充分，均勻而良好的接觸，形成大量的又是不斷更新的氣液傳質介面，而且要使氣液間最後能夠較易分離。通過篩孔的區域性阻力和板上液層的重力使氣體由下而上保持一定的壓差以克服板間流動阻力。

缺點:1.小孔篩板以堵塞，不適宜處理髒的、黏性大的和帶固體粒子的料液。

2.操作彈性較小（約2~3）。

（一）、精餾裝置流程圖

1-原料液貯槽；2-加料幫浦；3-原料預熱器；4-精餾塔；5-冷凝器；6-冷凝液貯槽；7-冷卻器；8-觀測罩；9-餾出液貯槽；10-殘液貯槽；11-再沸器

（二）、操作流程

如圖所示，用幫浦2將原料液從貯槽1送至原料預熱器3中，加熱至一定溫度後進入精餾塔4的中部。料液在進料板上與自塔上部下流的回流液體匯合，逐板溢流，最後流入塔底再沸器11中在再沸器內液體被加熱至一定溫度，使之部分汽化，殘液作為塔底產品，而將汽化產生的蒸氣引回塔內作為塔底氣相回流。氣相回流依次上公升通過塔內各層塔板，在塔板上液體接觸進行熱值交換。

從塔頂上公升的蒸氣進入冷凝器5中被全部冷凝，並將一部分冷凝液作用塔頂回流液體，其餘部分經冷卻器7送入餾出液貯槽9中作為塔頂產品。

二、工藝計算

（一）物料衡算

， (二)、作t-x(y)、x-y圖

t-x(y)圖x-y圖

（三）、計算rmin

苯-甲苯飽和蒸汽壓資料

（四）操作線方程

1．精餾段方程

2．提餾段方程

對於泡點進料，提餾段下降的液體摩爾流量為

3．q線方程

4．相平衡方程

（五）理論塔板數

則徑流塔內理論塔板數為14-1=13塊，其中精餾段7塊，提餾段6塊，第8塊為進料板

2．**法

如圖可查得所需理論塔板數為14塊。其中精餾段7塊，提餾段7塊，第8塊為進料板。

3．簡捷法（吉利蘭關聯圖）

因全回流操作所需的理論塔板數最少，故可用芬斯克方程求解：

（六）實際塔板數

內插法計算溫度

二、塔徑計算

：因表面張力的差異，氣體負荷因子校正為

取空塔速率為最大允許速率的0.8倍，則空塔速率為

根據標準塔徑圓整為d=1.5m

由表8-2可知，當塔徑為1.5m時，其板間距可取600mm

因此，所設板間距可用。

三、溢流裝置設計

選堰長與塔徑之比為0.65，則堰長為

四、塔板布置

取ws=0.07m,wc=0.05m

五、塔板校核

（一）降液管液泛

液體通過降液管的壓降

（二）氣泡夾帶

降液管內停留時間

故停留時間足夠，不會發生氣泡夾帶現象

（三）液沫夾帶

液沫夾帶量：

即液沫夾帶量可以允許

(四)漏液

克服液體表面張力的作用引起的壓降

漏液點氣速

即不會發生嚴重漏液現象

由塔板校核結果可見，塔板結構引數選擇基本合理，所設計的各項尺寸可用。

六、塔板負荷效能圖

橫座標：液體流量vl 縱座標：氣體流量vg

（一）氣液流量的流體力學上下限線

1.漏液線

氣相負荷下限

第一點：取設計點的液體流量=0.0062143600=22.37

對應的漏液點氣速為

根據（22.37，4517）和（10，4238）兩點，作直線1即為漏液線。

2.液體流量下限線，令

3.液體流量上限

取降液管內液體停留時間為3s,則

4.過量液沫夾帶線

根據（22.37，17211）和（10，19123）兩點，在負荷效能圖上作出液沫夾帶線4

5.液泛線

（二）塔板工作線

在負荷效能圖上作出斜率為

此線與流體力學上下限相交於a,b兩點，讀出a,b兩點的縱座標值即

塔板負荷效能圖

七、輔助裝置

1．冷凝器：使先後經過提餾段和精餾段的上公升蒸汽進一步精餾和分凝，提高濃度。

2．再沸器：給塔釜液體提供熱量，使回流下來的液體再汽化，提高產量。

3．人孔、手孔:作用是為了檢查裝置的內部空間以及便於安裝和拆卸裝置的內部構件。

4．視鏡：便於用人眼直接觀察（有時外加光源）精餾塔中液體的流動情況，判斷工藝條件與操作過程是否而穩定並給予必要的調整使生產得以順利進行。

5．液位計：是利用容器內的液位改變時，由液注產生的靜壓也相應變化的原理而工作的。

6．支座：是用來支承其重量，並使其固定在一定的位置上。在某些場合下支座還要承受操作時的振動或**載荷，如果裝置放置在室外，支座還要承受風載荷。

7．塔頂空間：是安裝塔板和除沫裝置的需要，起減少霧沫夾帶量的作用。

8．塔底空間：具有中間貯槽的作用，塔釜料液最好能在塔底有10-15min的儲量，以保證塔底料液不致排完，對於塔底產量大的塔，有時僅取3-5min的儲量。

9．塔高：由包括所有塔板數在內的有效段以及塔頂和塔底的空間大小決定。

10．除沫裝置：用於捕集在氣流中的液滴，使用高效的除沫器，對於提高分離效率，改善塔後裝置的操作狀況，**昂貴的物料以及減少對環境的汙染都是非常重要的。

八、設計計算結果列表

重要設計引數及計算結果

參考文獻

1．高安全、王迪、催金海主編.化工裝置機械基礎.化學工業出版社.2007.12

2．陸美娟、張浩勤主編.化工原理（第二版）上冊.北京：化學工業出版社.2006.2

3．陸美娟、張浩勤主編.化工原理（第二版）下冊. 北京：化學工業出版社.2006.2

4．冷士良主編.化工單元操作. 化學工業出版社.2005.6

5．田鐵牛主編.化工工藝. 化學工業出版社.2002.4

6．厲玉鳴主編.化工儀表及自動化.北京：化學工業出版社.2009.10

後記做完課程設計，我感到化學工藝的廣泛性以及工藝流程的重要性，其每乙個過程的設計是否合理直接關係到化工生產及安全操作，同時通過課程設計也讓我學會了該怎樣做好乙份完整的設計以及對自己不了解的知識主動去查詢參考文獻。由於這是第一次做課程設計，還存在一些不足，對設計的有關過程及思路不是很清楚，因此，我打算今後多看一些有關設計方面的知識以及做一些簡單的設計，增強對設計的熟練度。同時，我也感謝同組者對我的幫助以及指導老師對我的輔導和解答，因為有你們的幫助，我才能夠順利完成這次課程設計，對此，我向你們說聲謝謝！

篩板式精餾塔設計

篩板精餾塔課程設計

化工原理篩板精餾塔課程設計

化工原理篩板精餾塔畢業課程設計

篩板式精餾塔設計

篩板精餾塔課程設計

化工原理篩板精餾塔課程設計

化工原理篩板精餾塔畢業課程設計

相關推薦