第六章化工設(shè)備的工藝計(jì)算演示文稿

第六章化工設(shè)備的工藝計(jì)算演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)6.1化工設(shè)備工藝計(jì)算的內(nèi)容化工設(shè)備工藝設(shè)計(jì)目的：確定設(shè)備的形式、規(guī)格、臺(tái)數(shù)、材質(zhì)、型號(hào)、設(shè)計(jì)條件等等；完成工藝流程設(shè)計(jì)；為車(chē)間布置、管道布置及其他非工藝設(shè)計(jì)提供條件。（化工工藝設(shè)計(jì)人員的工作內(nèi)容？）化工設(shè)備工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)：以工藝流程設(shè)計(jì)、物料衡算、熱量衡算為基礎(chǔ)?；ぴO(shè)備分類(lèi)*：化工設(shè)備從設(shè)計(jì)角度分為：標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或定型設(shè)備、非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或非定型設(shè)備?；ぴO(shè)備從功能角度分為：物料輸送設(shè)備、換熱設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備、分離設(shè)備等。當(dāng)前第2頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)2化工設(shè)備選用和工藝設(shè)計(jì)的要求*總要求：合理性、先進(jìn)性、安全性、經(jīng)濟(jì)性設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求：?jiǎn)挝簧a(chǎn)能力、消耗系數(shù)、設(shè)備價(jià)格、設(shè)備管理費(fèi)用、產(chǎn)品總成本設(shè)備的結(jié)構(gòu)要求：強(qiáng)度與剛度要求、設(shè)備耐久性要求、密封性要求、材料用量和材質(zhì)要求、安裝、操作、維修、運(yùn)輸?shù)??；ぴO(shè)備選用的一般原則：先選擇設(shè)備的型式：根據(jù)工藝要求、流體型式……后確定規(guī)格:當(dāng)前第3頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)3a．換熱器：熱負(fù)荷，換熱面積，熱載體的種類(lèi)，冷、熱流體的流量，溫度和壓力。b．泵：流量，揚(yáng)程，軸功率，允許吸上高度。c．風(fēng)機(jī)：風(fēng)量和風(fēng)壓。d．吸收塔：氣體的流量、組成、壓力和溫度；吸收劑種類(lèi)、流量、溫度和壓力；塔徑、簡(jiǎn)體的材質(zhì)、塔板的材質(zhì)、塔板的類(lèi)型和板數(shù)(對(duì)板式塔)；填料種類(lèi)、規(guī)格、填料總高度，每段填料的高度和段數(shù)(對(duì)填料塔)。當(dāng)前第4頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)4e.蒸餾塔：進(jìn)料物料、塔頂產(chǎn)品、塔釜產(chǎn)品的流量、組成和溫度；塔的操作壓力、塔徑、簡(jiǎn)體的材質(zhì)、塔板的材質(zhì)、塔扳類(lèi)型和板數(shù)(對(duì)塔式塔)；填料種類(lèi)、規(guī)格、填料總高度，每段填料高度和段數(shù)(對(duì)填料塔)；加料口位置，塔頂冷凝器的熱負(fù)荷及冷卻介質(zhì)的種類(lèi)、流量、溫度和壓力；再沸器的熱負(fù)荷及加熱介質(zhì)的種類(lèi)、流量、溫度和壓力，靈敏板位置。當(dāng)前第5頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)5f．反應(yīng)器：反應(yīng)器的類(lèi)型、進(jìn)、出口物科的流量、組成、溫度和壓力，催化劑的種類(lèi)、規(guī)格、數(shù)量和性能參數(shù)；反應(yīng)器內(nèi)換熱裝置的型式、熱負(fù)荷以及熱載體的種類(lèi)、數(shù)量、壓力和溫度；反應(yīng)器的主要尺寸換熱式固定床催化反應(yīng)器的溫度、濃度沿床層的軸向(對(duì)大直徑床還包括徑向)分布，冷激式多段絕熱固定床反應(yīng)器的冷激氣用量、組成和溫度。當(dāng)前第6頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)66.2泵的選用一、對(duì)化工用泵的要求*1.一般要求：操作方便、運(yùn)行可靠、性能良好和維修方便等。2.在不同的情況下的特殊要求(1)輸送易燃、易爆、易揮發(fā)、有毒和有腐蝕性及貴重的介質(zhì)要求密封性能可靠，只能微漏甚至完全無(wú)泄漏。應(yīng)采用磁力驅(qū)動(dòng)泵或屏蔽泵。當(dāng)前第7頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)7(2)輸送腐蝕性介質(zhì)要求泵具有耐腐蝕性，應(yīng)選用耐腐蝕泵?？筛鶕?jù)介質(zhì)特性和溫度范圍選用不同的材質(zhì)。金屬耐腐蝕泵材質(zhì)：普通鑄鐵、高硅鑄鐵、不銹鋼、高合金鋼、鐵及其合金等。非金屑耐腐蝕泵材質(zhì)：聚氯乙烯、玻璃鋼、聚丙烯、F46、氟合金、超高分子量聚乙烯、石墨、陶瓷、搪玻璃和玻璃等。當(dāng)前第8頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)8(3)輸送易氣化液體易氣化液體的特點(diǎn)如下：a.高壓低溫方可液化。b.氣化壓力隨溫度變化非常顯著，同時(shí)介質(zhì)的密度、比熱容、汽化熱等物性也發(fā)生相應(yīng)變化。c.有腐蝕性和危險(xiǎn)性，對(duì)泵的軸封要求高。對(duì)密封性要求很?chē)?yán)應(yīng)選用低溫泵。當(dāng)前第9頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)9(4)輸送粘性液體要根據(jù)粘度的大小選泵(5)輸送含氣液體泵輸送液體中的允許含氣量(體積分?jǐn)?shù))有極限值，選用時(shí)不得超越，否則會(huì)產(chǎn)生噪音、振動(dòng)、腐蝕加劇或出現(xiàn)斷流、斷軸現(xiàn)象。當(dāng)前第10頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)10(6)輸送含固體顆粒的液體固體顆粒的存在使泵的揚(yáng)程、效率降低，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定校核。不同類(lèi)型泵均有允許的最大含固率要求。輸送含固體顆粒的液體可選用YH、YPL、PLC、SP、SPB等型號(hào)的液下泵或LC、LC—B型臥式泵和AH、AHR系列的渣漿泵。(7)輸送高溫介質(zhì)：可考慮選用熱油泵。(8)要求高吸入性能：選用允許汽蝕余量小的泵，如液態(tài)烴泵、雙吸式離心泵。(9)要求低流量、高揚(yáng)程：可選用多級(jí)泵、筒形泵。(10)當(dāng)打液量精度要求高時(shí)，可用計(jì)量泵。當(dāng)前第11頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)11二、泵的選用與設(shè)計(jì)程序（一）、確定泵的型式（二）、確定泵的揚(yáng)程和流量（三）、揚(yáng)程和流量的校核

（四）、泵的軸功率的校核（五）、泵的臺(tái)數(shù)和備用率（六）、離心泵安裝高度的校核（七）、確定冷卻水或驅(qū)動(dòng)蒸汽的耗量（八）、選用電機(jī)（九）、填寫(xiě)選泵規(guī)格表當(dāng)前第12頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)12二、泵的選用與設(shè)計(jì)程序

（一）、確定泵的型式1.根據(jù)被輸送物料的基本性質(zhì)物料的基本性質(zhì)包括相態(tài)、溫度、粘度、密度、揮發(fā)性、毒性、與空氣形成爆炸性混合物的可能性和化學(xué)腐蝕性等。2.考慮生產(chǎn)的工藝過(guò)程，動(dòng)力，環(huán)境和安全要求等條件。3.在選擇泵的類(lèi)型時(shí)，往往不可能完全滿(mǎn)足各個(gè)方面的要求，應(yīng)以滿(mǎn)足工藝和安全要求為主要目標(biāo)，其他方面的要求(如揚(yáng)程、揚(yáng)量)都要服從主要的要求。當(dāng)前第13頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)13（二）、確定泵的揚(yáng)程和流量1.流量：以工藝計(jì)算確定的流量值為基礎(chǔ)值，考慮到操作中有可能出現(xiàn)的流量波動(dòng)以及開(kāi)車(chē)、停車(chē)的需要，應(yīng)在正常流量值的基礎(chǔ)上乘以1.1~1.2的安全系數(shù)。（由物料衡算得到）2.揚(yáng)程：由于管道阻力計(jì)算常有誤差，而且在運(yùn)行過(guò)程中管道的結(jié)垢、積碳也使管道阻力大于計(jì)算值，所以揚(yáng)程也應(yīng)采用計(jì)算值的1.05~1.1倍。（由熱量衡算得到）由此可初步確定泵的規(guī)格、型號(hào)。當(dāng)前第14頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)14（三）、揚(yáng)程和流量的校核泵的型號(hào)確定后，須校核所選泵的流量和揚(yáng)程是否符合工藝要求。制造廠(chǎng)提供的泵的性能曲線(xiàn)或性能表一般是在常溫常壓下用清水測(cè)得的。若給送的液體的物理性質(zhì)與水有較大差異(例如輸送高粘度液體)，則應(yīng)將泵的性能指標(biāo)流量、揚(yáng)程換算成對(duì)被輸送液體來(lái)說(shuō)的流量和揚(yáng)程的值，然后把工藝條件要求的流量和揚(yáng)程與換算后的泵的流量和揚(yáng)程比較，確定所選泵的性能是否符合工藝要求。當(dāng)前第15頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)15

（四）、泵的軸功率的校核泵樣本上給定的功率是用水測(cè)得的。當(dāng)輸送密度和粘度與水相差較大的液體時(shí)，須使用有關(guān)公式進(jìn)行校正，用校正后的軸功率選擇配套電機(jī)。（五）、泵的臺(tái)數(shù)和備用率一些重要崗位的泵、高溫操作或其他苛刻條件下使用的泵，備用率一般取100％;其他情況下連續(xù)操作的泵，可考慮用50％的備用率。在連續(xù)操作的大型裝置中使用的泵應(yīng)考慮較大的備用率。當(dāng)前第16頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)16（六）、離心泵安裝高度的校核為避免發(fā)生汽蝕或打不上液體的情況，泵的安裝高度必須低于泵的允許吸上高度。為了安全起見(jiàn)，安裝高度應(yīng)比計(jì)算出來(lái)的允許吸上高度低0.5~1m。在泵的型號(hào)選定之后，要計(jì)算允許吸上高度的值，并核對(duì)泵的安裝高度是否合乎要求。（七）、確定冷卻水或驅(qū)動(dòng)蒸汽的耗量（八）、選用電機(jī)（九）、填寫(xiě)選泵規(guī)格表當(dāng)前第17頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)176.3換熱器的設(shè)計(jì)和選用一、傳熱設(shè)備的類(lèi)型和性能比較傳熱設(shè)備的類(lèi)型*：間壁式、混合式及蓄熱式三種，其中間壁式是化工生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的類(lèi)型。

傳熱設(shè)備的性能比較*：操作壓力、操作溫度、傳熱面積大小及可調(diào)性、單位面積重量、傳熱系數(shù)、金屬耗量、結(jié)構(gòu)可靠性、熱補(bǔ)償能力、管內(nèi)和管間的清洗、檢修、材料要求等。當(dāng)前第18頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)18二、換熱器的系列化在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)系列的換熱器三、換熱器部分設(shè)計(jì)參數(shù)的取值*1.流體的流速（u）2.流體的路徑：管程、殼程3.換熱器兩端冷熱流體溫差的取值4.管內(nèi)徑、管長(zhǎng)、管間距、殼體尺寸的確定5.壓力降6.管程數(shù)的確定：1、2、47.污垢系數(shù)8.總傳熱系數(shù)的確定9.換熱面積的確定當(dāng)前第19頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)191.流體的流速（u）u↑α↑Rs↓K↑A↓△P↑能耗↑腐蝕嚴(yán)重，設(shè)備震動(dòng)，影響操作和使用壽命。存在經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。（經(jīng)濟(jì)核算）通常應(yīng)在湍流區(qū)，即Re＞104。具體數(shù)據(jù)可根據(jù)物料性質(zhì)和走向查表確定。物料衡算→流量，選流速，確定進(jìn)出口直徑。當(dāng)前第20頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)202.流體的路徑A.走管程的流體：(1)不清潔和易結(jié)垢的流體；(2)流量小的流體和粘度大的液體；(3)腐蝕性液體；(4)壓力高的流體；(5)有毒性的介質(zhì)；(6)溫度高的介質(zhì)。B.走殼程的流體：(1)飽和蒸汽；(2)被冷卻的流體；當(dāng)前第21頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)213.換熱器兩端冷熱流體溫差的取值溫差大，可使換熱器的傳熱面積小，節(jié)省設(shè)備投資；但冷卻劑的用量大，增大了操作費(fèi)用。換熱器兩端冷、熱流體溫差的取值應(yīng)考慮其經(jīng)濟(jì)合理性。使投資和操作費(fèi)用之和最小。(1)換熱器熱端冷、熱流體溫差應(yīng)在20℃以上。(3)用水或其他冷卻介質(zhì)時(shí)，冷端溫差可以小些，但不要低于5℃。(3)冷凝含有惰性氣體的流體時(shí)，冷卻劑出口溫度至少比冷凝液的露點(diǎn)低5℃(4)空冷器冷、熱流體溫差應(yīng)大于15℃，最好大于20~25℃。(5)用水為冷卻劑時(shí)，冷卻水進(jìn)、出口溫度差一般取5~10℃。當(dāng)前第22頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)224.管內(nèi)徑、管長(zhǎng)、管間距、殼體尺寸的確定標(biāo)準(zhǔn)管徑：碳鋼和合金鋼φ25×2.5、φ19×2不銹鋼φ25×2、φ19×2管長(zhǎng)：1.5m、2m、3m、6m、9m通常管長(zhǎng)與換熱器直徑比為6~10。保證檢修方便，經(jīng)濟(jì)合理。管間距為管徑的1.25~1.5倍，間隙應(yīng)不小于管徑的1/4，4.7mm為最小間隙。殼體直徑為300-600mm，壁厚為10mm。當(dāng)前第23頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)235.壓力降：與操作壓力有關(guān)，查手冊(cè)有參考范圍。6.管程數(shù)的確定：1、2、47.污垢系數(shù)8.總傳熱系數(shù)的確定（1）供初估換熱面積使用的總傳熱系數(shù)推薦值（2）理論計(jì)算（3）取現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)9.換熱面積的確定：當(dāng)前第24頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)24典型換熱器設(shè)計(jì)程序A明確傳熱要求，傳熱速率、流體流動(dòng)速率、溫度；B收集流體的物性，密度、粘度、導(dǎo)熱系數(shù)；C設(shè)計(jì)換熱流程D確定換熱器的形式、材質(zhì)、冷熱流體流向E確定和計(jì)算平均溫度差F初算總傳熱系數(shù)（α1、α2、Rs、K）G由傳熱基本方程計(jì)算傳熱面積H調(diào)整溫度差，再算傳熱面積i確定換熱器結(jié)構(gòu)，選用系列換熱器J計(jì)算換熱器壓降，若大于允許值，返回重算，直到達(dá)到要求。K畫(huà)出設(shè)備草圖當(dāng)前第25頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)256.4貯罐的選型和設(shè)計(jì)

1.貯罐的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化(1)R容器系列(碳素鋼和低合金鋼容器通用設(shè)計(jì)圖系列)(2)鋼制立式圓筒形固定頂貯罐系列(3)鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂貯罐系列(4)玻璃鋼貯罐標(biāo)準(zhǔn)系列(5)拼裝式玻璃鋼貯罐標(biāo)準(zhǔn)系列(6)鋼制低壓濕式氣柜(7)發(fā)酵罐(8)立式薄壁常壓容器系列(9)搪玻璃設(shè)備(10)球罐系列當(dāng)前第26頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)262.貯罐設(shè)計(jì)參數(shù)*設(shè)計(jì)壓力：由工藝提出設(shè)計(jì)溫度：由工藝提出公稱(chēng)容積：根據(jù)貯存物料的流量和貯存時(shí)間，再乘以20%安全系數(shù)。公稱(chēng)直徑：參照常規(guī)貯罐的高徑比，或查閱已有貯罐系列。腐蝕余量：根據(jù)貯罐介質(zhì)定。設(shè)計(jì)載荷：包括風(fēng)載荷、雪載荷、灌頂附加載荷及抗震烈度等。材質(zhì)選擇：根據(jù)介質(zhì)物性及工藝選擇。貯罐型式：根據(jù)介質(zhì)物性、工藝條件及容積確定。貯罐臺(tái)數(shù)：當(dāng)前第27頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)273.貯罐存貯量的確定依據(jù)：物料流量、貯存時(shí)間(1)原料貯罐：全廠(chǎng)性原料庫(kù)房貯罐、車(chē)間的原料貯罐(2)成品貯罐(3)中間貯罐(4)回流罐(5)計(jì)量罐(6)緩沖罐(7)閃蒸罐當(dāng)前第28頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)283.貯罐存貯量的確定依據(jù)：物料流量貯存時(shí)間(1)原料貯罐全廠(chǎng)性原料庫(kù)房貯罐一般以1~3月的生產(chǎn)用量為宜，但若貨源充足、運(yùn)輸周期又短時(shí)則存貯量可少些。車(chē)間的原料貯罐一般考慮至少半個(gè)月的用量，不主張超過(guò)1月。(2)成品貯罐一般主要按工廠(chǎng)短期停車(chē)后仍能保證滿(mǎn)足市場(chǎng)需求來(lái)確定存貯量，液體產(chǎn)品貯罐常按至少貯存一周的產(chǎn)品產(chǎn)量設(shè)計(jì)。當(dāng)前第29頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)29(3)中間貯罐中間貯罐的設(shè)置是考慮生產(chǎn)過(guò)程中在前面某一工序臨時(shí)停車(chē)時(shí)仍能維持后面工段的正常生產(chǎn)。對(duì)于連續(xù)化生產(chǎn)視情況貯存幾小時(shí)至幾天的用量；對(duì)間歇生產(chǎn)過(guò)程，至少應(yīng)考慮存貯一個(gè)班的生產(chǎn)用量。(4)回流罐蒸餾塔回流罐一般考慮5min至10min左右的液體保有量作冷凝器液封之用。以上(1)至(4)類(lèi)液體貯罐的裝料系數(shù)一般在0.8左右，有時(shí)可高達(dá)0.85，存放氣體的容器裝料系數(shù)是1。(5)計(jì)量罐考慮少者10min、15min，多者2h或4h產(chǎn)量(或原料量)的存貯量。計(jì)量罐的裝載系數(shù)一般取0.6~0.7。？當(dāng)前第30頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)30(6)緩沖罐緩沖罐的目的是使氣體有一定數(shù)量的積累，使壓力穩(wěn)定，從而保證工藝流程中流量的穩(wěn)定，常常是下游使用設(shè)備5min至10min的用量，有時(shí)可超過(guò)15min的用量，以便有充裕時(shí)間處理故障，調(diào)節(jié)流程或關(guān)停機(jī)器。(7)閃蒸罐閃蒸過(guò)程是液體的部分氣化過(guò)程、是一個(gè)單級(jí)分離過(guò)程，停留時(shí)間應(yīng)考慮盡量使液體在閃蒸罐內(nèi)有充分的時(shí)間使接近氣液平衡狀態(tài)，視工藝過(guò)程的不同要求選擇液體在罐內(nèi)的停留時(shí)間。當(dāng)前第31頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)314.貯罐設(shè)計(jì)的一般程序(1)匯集工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)(2)選擇貯罐的材料(3)確定貯罐的型式：臥式、立式、封頭的型式(4)確定需要貯存的物料總體積(5)確定貯罐的臺(tái)數(shù)和初定尺寸(6)選擇標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)(7)核對(duì)標(biāo)準(zhǔn)系列貯罐的管口和支座(8)如果在標(biāo)準(zhǔn)系列中實(shí)在沒(méi)有能夠符合工藝要求或與工藝要求相近的圖紙，可以提設(shè)備設(shè)計(jì)條件，由設(shè)備設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)人員設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。當(dāng)前第32頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)32需要貯存的物料總體積除以貯罐的適宜容積所得到的數(shù)值經(jīng)圓整后就是所需的臺(tái)數(shù)。先確定貯罐的適宜容積貯罐的適宜容積根據(jù)貯罐的型式、存貯物料的性質(zhì)、可提供的場(chǎng)地大小以及設(shè)備加工能力等因素蹤合考慮后決定。然后確定所需的臺(tái)數(shù)用需要貯存的物料總體積除以貯罐的適宜容積所得的數(shù)值經(jīng)圓整后就是所需的臺(tái)數(shù)。當(dāng)前第33頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)33確定真正的貯罐容積臺(tái)數(shù)確定后，再回過(guò)頭來(lái)對(duì)確定的適宜容積加以調(diào)整，得到真正的貯罐容積。確定直徑和長(zhǎng)度(或高度)先根據(jù)場(chǎng)地大小定一個(gè)大體的直徑，再根據(jù)國(guó)家的設(shè)備零部件(筒體和封頭)的規(guī)范調(diào)整直徑，然后計(jì)算貯罐的長(zhǎng)度(或高度)，再核實(shí)長(zhǎng)徑比，長(zhǎng)徑比要考慮到外形美觀(guān)實(shí)用，貯罐的大小與其他設(shè)備般配，并與工作場(chǎng)所的尺寸相適應(yīng)。當(dāng)前第34頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)346.5塔器的設(shè)計(jì)傳質(zhì)設(shè)備：g-l傳質(zhì)主要設(shè)備？選型的原則*:生產(chǎn)能力大，彈性好；滿(mǎn)足工藝要求，分離效率高；運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高，操作維修方便；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，造價(jià)低；塔壓降低當(dāng)前第35頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)351.塔型的選擇*(1)塔徑大小的因素。從造價(jià)看，小直徑填料塔(0.8m以下)的造價(jià)一般比板式塔低。大塔用板式塔而小塔用填料塔是經(jīng)濟(jì)的；從效率看，大塔宜用板式塔而小塔宜用填料塔。(2)液體流量：比較小的液體流量選板式塔，若此條件下用填料塔則易導(dǎo)致境料潤(rùn)濕不足。(3)物料的腐蝕性：處理有腐蝕性的物料用填料塔。(4)物料的熱敏性：熱敏性物料的蒸餾宜用填料塔。(5)物料的發(fā)泡：填料塔適于處理易發(fā)泡的液體。當(dāng)前第36頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)36(6)含有固體顆粒的物系，宜選用液流通過(guò)量較大的板式塔。(7)產(chǎn)生大量溶解熱或反應(yīng)熱的物系，一般應(yīng)采用板式塔。(8)液膜控制的過(guò)程宜使用扳式塔，氣膜控制的過(guò)程宜用填料塔。(9)對(duì)操作彈性要求較高的系統(tǒng)，宜采用浮閥塔或其他浮動(dòng)型塔板的板式塔，其次是泡罩塔；填料塔和無(wú)溢流塔板的板式塔的操作彈性相對(duì)較小。當(dāng)前第37頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)37(10)如果工藝上要求側(cè)線(xiàn)出料宜選用板式塔。(11)如果設(shè)備的重量是關(guān)控因素，宜選用板式塔。(12)要求液體在塔內(nèi)停留時(shí)間短的吸收過(guò)程，選用充填滯液量小的填料的填料塔，反之，要求液體在塔內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)的過(guò)程，可采用板式塔或充填滯液量大的填料的填料塔。2.塔性能比較當(dāng)前第38頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)38當(dāng)前第39頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)392.板式蒸餾塔的設(shè)計(jì)3.填料蒸餾塔的設(shè)計(jì)4.填料吸收塔的設(shè)計(jì)5.板式吸收塔的設(shè)計(jì)當(dāng)前第40頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)402板式蒸餾塔的設(shè)計(jì)a板式蒸餾塔的設(shè)計(jì)程序(1)搜集和整理原始物性數(shù)據(jù)，匯總工藝要求。(2)初選板式塔的塔盤(pán)結(jié)構(gòu)。(3)計(jì)算塔的實(shí)際板數(shù)。(4)計(jì)算塔內(nèi)溫度分布，確定靈敏板的位置。(5)確定再沸器、冷凝器的熱負(fù)荷并選型。(6)確定塔徑?！?7)選定塔盤(pán)結(jié)構(gòu)。(8)確定塔節(jié)上人孔和手孔的位置和尺寸。(9)確定總塔高。(10)作塔內(nèi)流體力學(xué)核算，畫(huà)出負(fù)荷性能圖。(11)根據(jù)工藝設(shè)備計(jì)算的結(jié)果向設(shè)備設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)提出設(shè)計(jì)條件當(dāng)前第41頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)41b.板式蒸餾塔實(shí)際板數(shù)的確定(1)確定蒸餾塔實(shí)際板數(shù)的工作步驟①根據(jù)工藝上的分離要求確定塔頂、塔釜產(chǎn)品的組成。②初定塔頂和塔釜的操作壓力。③作全塔物料衡算，列出全塔物料衡算表。④根據(jù)氣液相平衡關(guān)系，驗(yàn)算塔的操作壓力和塔頂、塔釜溫度。⑤選定進(jìn)料狀態(tài)，確定進(jìn)料溫度。⑥求理論板數(shù)。⑦定板效率。⑧求實(shí)際板數(shù)。當(dāng)前第42頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)42(2)確定蒸餾塔理論板數(shù)的方法求算多組元蒸餾的理論板效的方法有簡(jiǎn)捷法和逐板計(jì)算法。簡(jiǎn)捷法求算理論板數(shù)的步驟如下：①計(jì)算最小回流比②用芬斯克公式求最小理論板數(shù)Nmin。③用吉利蘭圖定出不同回流比R與相應(yīng)的理論板數(shù)間的關(guān)系，繪出N—R曲線(xiàn)或列出N—R表，從中找出適宜的回流比R及相應(yīng)的理論板數(shù)N。(3)蒸餾塔的塔板效率當(dāng)前第43頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)43c.板式蒸餾塔塔徑的確定塔徑計(jì)算公式為式中：V-塔內(nèi)上升蒸氣的體積流量，m3／s；D-塔徑，m；u-氣體空塔速度，m／s?？账俣扔檬访芩?smith)法求取。算出塔徑后，應(yīng)按我國(guó)化工通用機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定圓整。當(dāng)前第44頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)443填料蒸餾塔的設(shè)計(jì)a.填料蒸餾塔的設(shè)計(jì)程序(1)匯總設(shè)計(jì)參數(shù)和物性數(shù)據(jù)。(2)選用填料。(3)確定塔徑和塔壓。(4)確定理論板數(shù)和填料的等板高度數(shù)值。(5)計(jì)算填料高度。(6)校核噴淋密度是否足以維持最小噴淋密度。(7)確定填料的段數(shù)和每段填料的高度。(8)向設(shè)備設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)提出設(shè)計(jì)條件。b.填料的選用選擇填料包括確定填料的類(lèi)型、填料的規(guī)格和填料的材質(zhì)。當(dāng)前第45頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)454.填料吸收塔的設(shè)計(jì)填料蒸餾塔和填料吸收塔設(shè)計(jì)的比較相同點(diǎn)：填料的選用、塔徑的確定、液體的最小噴淋密度、填料的分段等項(xiàng)內(nèi)容與填料蒸餾塔相同。不同點(diǎn)：在填料高度的計(jì)算上，填料蒸餾塔和填料吸收塔有很大的不同。對(duì)填料蒸餾塔，使用易于得到的等板高度數(shù)據(jù)通過(guò)相應(yīng)公式計(jì)算填料蒸餾塔的填料高度。填料吸收塔多采用傳質(zhì)單元高度法計(jì)算填料吸收塔的填料高度。當(dāng)前第46頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)465.板式吸收塔的設(shè)計(jì)應(yīng)用：板式吸收塔往往用于以少量的吸收液來(lái)處理大量氣體混合物的情況。與板式蒸餾塔一樣，板式吸收塔的實(shí)際板數(shù)等于理論板數(shù)除以板效率。

當(dāng)前第47頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)47六、反應(yīng)器的設(shè)計(jì)釜式反應(yīng)器的設(shè)計(jì)A.釜式反應(yīng)器設(shè)計(jì)的系列化B.釜式反應(yīng)器設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容①確定反應(yīng)釜的操作方式②匯總設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括物料流量，反應(yīng)時(shí)間，操作壓力，操作溫度，投料比，轉(zhuǎn)化率，收率，物料的物性數(shù)據(jù)等。③計(jì)算反應(yīng)釜的體積④確定反應(yīng)釜的臺(tái)數(shù)和連接方式a.間歇釜b.連續(xù)反應(yīng)釜⑤確定反應(yīng)釜的直徑和簡(jiǎn)體高度⑥確定反應(yīng)釜的傳熱裝置的型式和換熱面積⑦選擇反應(yīng)釜的攪拌器⑧管口和開(kāi)孔設(shè)計(jì)⑨畫(huà)圖或選型型號(hào)當(dāng)前第48頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)48