年产2.8万吨酒精精馏系统换热器设计

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1、内蒙古工业大学课程设计任务书课程名称：化工原理学院：化工学院班级：化10-4班学生姓名：郭红雨学号：201030508061指导教师：智科端一、题目年产2.8万吨酒精精馏系统换热器设计二、目的与意义课程设计是“化工原理”课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练，在整个教学计划中它也起着培养学生独立工作能力的重要作用，通过课程设计，从以下几个方面对学生进行训练：1.查阅资料、选用公式和搜集数据的能力；2.树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思

2、想指导下去分析和解决实际问题的能力；3.迅速准确地进行工程计算（包括电算）的能力；4.用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力。三、要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等）1设计原始数据精馏原料:粗酒精含乙醇50%,水50%(质量分率),由20℃预热至泡点81.9℃；塔顶产品:含乙醇不低于92%,78.3℃饱和蒸汽冷凝为饱和液体回流，产品冷却为35℃液体储存；塔底残液:含乙醇不高于0.5%,99.3℃冷却为35℃液体。精馏过程回流比R=2呼和浩特地区水温12℃2设计要求（1）确定换热系统的流程方案，并将流程方案绘制成带控制点的流程图；（2）为所制定的流程方案配

3、置换热器并选型；（3）选择并确定塔顶冷凝器、塔顶产品冷却器和原料预热器的结构尺寸：包括设计计算换热器的热负荷、传热面积、换热器接管、壳体、管板、隔板等；（4）核算总传热系数和换热器流动阻力,选择原料泵；（5）绘制塔顶产品冷却器的总装图；（6）编写课程设计说明书。四、工作内容、进度安排1月4日：设计动员，下达设计任务，讲解设计方案的确定方法、设计过程的步骤及注意事项，查阅收集相关图书资料，1天1月5日-7日：确定方案并进行设计计算：3天1月8日-9日：绘图：2天1月10日-11日：整理设计数据，编写设计说明书：2天五、主要参考资料[1].柴诚敬，张国亮.化工流体流动与传热[M].北京：化学

4、工业出版社，2003[2].姚玉英等.化工原理[M].天津：天津科学技术出版社，2001[3].贾绍义，柴诚敬.化工原理课程设计[M].天津：天津大学出版社，2006[4].化学工程手册编委会.化学工程手册第1篇，化工基础数据[M].北京：化学工业出版社，1989[5].贺运初．换热器的传热强化与优化设计[J]．化工装备技术．1997，18（2）25-28[6].钱颂文，朱冬生，李庆领，等．管式换热器强化传热技术[M]．北京：化学工业出版社，2003．审核意见系（教研室）主任（签字）年月日目录摘要1引言2第一章换热系统的流程方案的确定31.1换热系统的流程方案的设计31.2换热器设计方案

5、的确定31.2.1换热器类型的选择31.2.2固定管板式换热器结构的确定31.2.3流体流动空间的选择51.2.4流体流速的选择51.2.5流体进出口温度的确定51.2.6接管的确定51.2.7管程和壳程数的确定61.3固定管板式换热器的设计计算61.3.1设计计算步骤61.3.2传热计算的主要公式6第二章设计的工艺计算112.1全塔物料恒算112.2塔顶冷凝器的设计和计算112.2.1确定设计方案112.2.2根据定性温度确定物性参数122.2.3换热器的衡算172.3塔顶冷却器的粗算182.3.1确定设计方案182.3.2根据定性温度确定物性参数182.3.3塔顶冷凝器的计算192.

6、4塔底再沸器的设计和计算202.4.1确定设计方案202.4.2根据定性温度确定物性参数202.4.3塔底再沸器换热器的衡算212.5塔底冷却器的粗算262.6原料预热器的粗算27第三章汇总表293.1搭底再沸器汇总表293.2塔顶冷凝器汇总表30附录31主要参考文献34致辞35内蒙古工业大学课程设计说明书摘要在石油、化工、食品加工、轻工、制药等行业的生产过程中，换热器是通用工艺设备，可用作加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，换热器类型，性能各异，但设计所依据的传热基本原理相同，不同之处是在结构设计上需要根据各自设备特点采用不同的计算方法。换热器伴随工业生产的始终，其效果的好坏直接

7、影响化工生产的质量和生产效益，为了完成年产3.7万吨酒精的生产任务并节约能源，减少对环境的污染，本次换热器设计的思路为用塔底釜残液的热量来先加热原料液，是原料液加热到一定温度，然后再用高温蒸汽来加热原料液。塔顶酒精蒸汽经过全凝器，用冷却水是酒精蒸汽冷却至液体，再经过冷却器是产品冷却至35度。固定管板式换热器两端的管板与壳体连在一起。这类换热器结构简单、价格低廉，但管外清洗困难，宜处理两流体温差小于50。C且壳方流体较清洁及不易结垢的