A4 化工原理课程设计指导书

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1、化工原理课程设计指导书化工原理课程设计是本课程教学过程中的重要环节。其目的在于培养学生独立从事工程技术工作，提高学生分析和解决生产实际问题的能力。通过课程设计，使学生能较全面、系统地运用本课程和其他相关课程的知识，进行一次化工单元操作工艺设计和设备设计的基本训练；培养学生论述、计算、制表和绘图等表达设计思想的方法和手段；从中初步学会查阅技术资料、化工图表、曲线及收集有关物化数据，经验公式等基本技能。为使设计成果的工艺尺寸、参数及基本结构正确，做到技术上可行，经济上合理，应尽量从生产实际的角度去考虑和分析问题

2、，力求设备制造、安装检修及操作方便与可能。同时在设计过程中，要求论证、计算简练，图表清晰正确，设计程序条理层次分明，引用的数据及公式应注明出处，黑色钢笔书写工整清楚。二组分常压连续浮阀塔设计步骤及方法提要一、接受任务，熟悉与设计内容和任务有关的图书、资料、手册。二、选择工艺流程包括确定加料方式、加料状态，塔顶蒸汽冷凝方式，塔釜加热方式及热能合理利用等方面。三、物料衡算通过对全塔和轻组分的物料衡算，求出塔顶馏出液量及塔釜残液量，并列出衡算表。表格自拟，内容提示：原料（F）：㎏/hkmol/hm3/hm3/s其

3、中A的量（F*xF）：㎏/hkmol/hm3/hm3/s馏出液（D；xD）：内容同上残液（W；xW）：内容同上四、塔板数计算1、塔顶、加料板及塔釜温度tD，tF，tW的确定。（由t---x---y图及xD，xF，xW分别查找）62、平均相对挥发度的计算[可近似取α=（）；α均=]3、最小回流比的计算R小=4、操作回流比的确定：R=（1.1----2）R小5、作y-x图，并用图解法求理论板数。6、实际塔板数的计算计算全塔平均温度下的平均分子粘度μL及α；据此求出全塔效率，进而确定实际塔板数和加料板位置。五、塔

4、径计算1、塔内气液相负荷的计算1）摩尔流量计算：当泡点回流时用以下方法计算：精馏段：L=R·D（kmol/h）;V=D+L=（R+1）·D（kmol/h）提留段：L′=L+q·F;V′=V-（1-q）F2）体积流量计算：根据塔内操作温度及操作压力来计算塔内体积流量由ρL、ρL′、ρv、ρv′及气液相的质量流量便可算出塔内气、液相体积流量，列表（自拟）。内容提示：Ls（m3/s）Lh（m3/h）,ρL（㎏/m3）Vs（m3/s）Vh（m3/h）,ρV（㎏/m3）（精馏段与提馏段内容相同）2、塔径计算板间距的数

5、值应按照规定选取整数，如300，350，450，500，600，800㎜等。附表浮阀塔板间距参考数值塔径D,m0．3---0．50．5---0．80．8---1．61．6---2．02．0---2．4＞2.4板间距HT，㎜200---300300---350350---450450---600500---800≥6006在决定板间距时还应考虑安装、检修的需要。例如在塔体人孔处，应留有足够高的工作空间，其值不应小于600㎜。当上升气体将大量液滴带至上层塔板时，造成严重的雾沫夹带现象，使塔板效率下降，甚至破坏塔

6、的操作，该气速为最大允许气速umax=C式中ρL-----------液相密度，㎏/m3；ρV-----------气相密度，㎏/m3；umax--------极限空塔气速，m/s；C----------负荷系数。研究表明，C值与气、液流量及密度、液滴沉降空间高度以及液体表面张力有关。史密斯（Smith,R,B）等人汇集了若干泡罩塔、筛板塔和浮阀塔的数据，整理成负荷参数与这些影响因素间的关系曲线，如附图所示：横坐标是无因次的比值，称为液气动能参数，它反映液、气两相的流量与密度的影响，而HT—hL反映液滴沉降

7、空间高度对负荷参数的影响。显然，HT—hL，越大，C值越大，这是因为随着分离空间增大，雾沫夹带量减少，允许最大气速就增大。板上液层高度hL应由设计者首先选定。对常压塔一般取为0．05一0．1m(通常取0．05—0．08m)。附图是按液体表面张力σ=20mN／m的物系绘制的，若所处理的物系表面张力为其它值，则须按下式校正查出的负荷系数，即C=C20式中σ－－操作物系的液体表面张力，mN／m；C——操作物系的负荷系数。考虑到流速有不可避免的变化，以及对处理能力给予一定的裕度，设计时取空塔气速为极限空塔气速的60

8、％一80％。过低的速度不仅使塔的造价增加，而且会降低传质效率。按上述方法求出umax之后，乘以安全系数，便得适宜的空塔气速u，6即u=（0.6----0.8）umax对直径较大、板间距较大及加压或常压操作的塔以及不易起泡的物系，可取较高的安全系数；对直径较小及减压操作的塔以及严重起泡的物系，应取较低的安全系数。将求得的空塔气速u代入上述公式算出塔径后，还需根据浮阀塔直径系列标准予以圆整。最常用的标准塔径（㎜）为6