工艺计算
计算顺序：物料衡算→最小回流比和最少理论板→确定 R →
理论塔板数→全塔效率→实际板数及实际进料位置
1、物料衡算：作出物料衡算示意图，取300天／年， 24小时/天计，根据原料组成和处理量、产品要求等， 决定各处的组成和流量，列物料衡算汇总表
名称 原料 F 乙醇 水 釜液 W 乙醇 水 馏出 液 D 乙醇 水 摩尔流量 摩尔组成 质量流量 质量组成 平均分子量
u 泛点百分率 uf
0.75 ~ 0.85 建议取上限
选
lw
（0.6～0.8下限） D
Af
AT
D
（参考资料）
Vs A n＝ u
2 A T＝ D 4
Uf参考资料查Cf20
塔径D计算（方法2 根据适宜的空塔气速，求出塔径 ） 4V 初选 H T 计算 umax 计算 u D u
u 泛点百分率 umax 75 ~ 85%
设计任务书单独一页，包括以上三项。
三、设计要求 按“板式塔设计”规定的基本内容完成各项任务。 1、绘出物料流程图、塔板结构图、塔体工艺图 （A4打印纸或坐标纸）； 2、给出各接口尺寸；估算冷凝器和再沸器的A，换 热器选型，不用校核。 3、给出冷却剂、加热剂用量。
工艺计算中最小回流比、理论板数和负荷性能图在坐标纸 （25*35公分）上做出，有局部放大。
N 进料＝
N T精 ET
1
ET
NT
R内
Rmin
R外
塔板工艺尺寸设计
精馏段第一块塔板

为什么？
选择设计板：
提馏段第一块塔板
板面布置： 选择降液管形式 塔板分区


结构参数设计：
D, HT , lW , hW , ho , ' Ws ,Ws ,Wc , t , d 0
塔板校核： 做出负荷性能图 顺序： D →负荷性能图 →操作线 →操作线弹性 →计算结果汇总表
' s
塔板校核（流体力学验算）
塔板压降 h f 允许压降 减压 液沫夹带 溢流液泛
常压 500 ~ 600Pa 塔顶负压 釜压 0 Pa
eV 0.1 kg液体kg干气
Hd HT hw
液体在降液管内的停留时间 漏液
3 ~ 5s
k 1.5 ~ 2.0
do 3 ~ 8mm
A0 d0 ＝0.907 Aa t
2
t 2.5 ~ 5do
p128

uo
分块
5 ~ 15%
Vs 式10 24 u 0＝ A0
当塔径小于900mm时采用整块式塔板；当塔径大于800mm时， 由于人能在塔内进行装拆，可采用分块式塔板； 塔径为800~900mm时，可根据具体情况任意选用上述两种结构。
塔板布置
选择液流形式 板面分区
Wc
Ws Ws' 50 ~ 100mm
Wc 25 ~ 50mm
do 3 ~ 8mm
t 2.5 ~ 5do
Af
分块（通道板）p12
Ws
Aa
Ws
’
Af ’
边缘区Wc
Aa
A0 开孔率： Aa 筛孔排列形式
（正三角形）
u0
安定区
溢流区Af
鼓泡区Aa
题分析讨论）。
设计方案的选定（简述选定理由）
1.精馏方式： 连续精馏、间歇精馏、特殊精馏； 2.操作压力： 常压、加压、减压； 3.塔板形式： 筛板、浮阀塔板； 物 料 流 程 图
4.加热方式： 间接蒸汽加热、直接蒸汽加热；
5.加料方式及进料热状况： 高位槽、加料泵； 6.回流液温度： 泡点回流 冷液回流 ts-tL=10~20℃。
2、精馏工艺条件计算 从经济核算角度，利用吉利兰图用捷算法估算R和NT。 1）、回流比的选取
①确定Rmin，Nmin（图解法） （要局部放大图） ②利用吉利兰图确定一系列N-R相关数据（列N-R 对应表） ③绘出N－R关系图（坐标纸）。 ④由急剧下降向平缓过渡阶段所对应R为操作R（稍大）。 ⑤根据回流液热状况确定塔外回流比。 2）、理论板的确定 图解法（局部放大） 3）、实际塔板数的确定
不小于6ｍｍ 时采用齿形堰
降液管底隙高度ho
ho 20 ~ 25mm hw
降液管、受液盘的结构及尺寸，
hw , ho ,Ws ,W ,Wc , do , t
' s
Ws ,W ,Wc , do , t
Ws W 50 ~ 100mm
' s
' s
Wc 25 ~ 50mm
Aa
p128式10 23
塔板压降
h f hd hl 允许值
1 V u0 hd 2 g L C0 hl hw how
β查取
p釜 Np p＋1atm
2
p107式10-4 C0查取 p132图10-45
3 ~ 4mm
式10 31
p＝L ghf 500 ~ 600Pa
如降液管当量清液层高度Hd大，可
Lh 3 2.8410 E l w Nhomakorabea2
3
l w , H T
塔板校核
液体在降液管内的停留时间
Af H d 3 ~ 5s Ls
漏液
Af
u0 h h d c k 1.5 ~ 2.0 uow 漏液点关联图
漏 液
如eV超过允许值，可
D , H T
6
关联图
经验式
5.7 10 un ev H H f T

3.2
Hd
溢流液泛 H h 相对泡沫系数 0.5
T w
Hd hw how hf hf
0
how
Ls 2 2 h f＝0.153( ) 0.153(u0 ) lw h0
设计说明书封面格式
年产8000吨乙醇筛板塔 工艺设计说明书
单 位 ×专业× 班级 设 计 者 ××× ×号 指导教师 日 期
设计参考资料
1. 《化学工程手册》
2. 《化工制图》 3. 《化工过程及设备设计》 华南理工大学 4. 《化工原理（上，下册）》天大，华东理工 5. 《化工原理实验》 化原教研室主编
1 V uow hd 2 g L C0 查关联图
uow
u0 k 1.5 ~ 2.0 uow
Ls hc 0.0061 0.725 hw 0.006 F 1.23 lw Vs 0.5 ua F ua V AT 2 A f
设uow
工艺流程图画在说明书中。
设计步骤
选定设计方案 进行工艺计算 物料流程图 实际塔板数、各接口尺寸、换热 器选型、冷却剂、加热剂用量。
塔板结构设计
塔体工艺尺寸设计
塔板结构图
塔体工艺图
撰写设计说明书：封面、目录、设计任务书、设计方案
的论证及选定、工艺计算（物料及热量衡算；操作条件和Ｒ的选定；ＮＴ、 ＮＰ计算；进料口位置）、塔板结构设计、塔体工艺尺寸设计、辅助 设备的选型（接管等）、符号表、参考文献、结束语（设计评价、问
加热剂用量
塔顶空间=1~2m，设人孔、测试口；
每8~10块板设一人孔， HT>600mm； 塔 高
加料口板间距加大，设测试口；
塔釜空间=3m，设人孔、测试口；
裙座=2m，设人孔两个。
绘图
物料流程图： 只标设备，不标特性。 塔板结构图：塔板分块、孔的排列、 降液管的尺寸； 塔体工艺图：
包括：总高、管口位置、板间距、管口方 位、标题栏、管口表、技术特性表。
how
Lh 2.8410 E l w
3
2
3
堰上液层高度how 不小于6ｍｍ（平顶堰）
液流收缩系数E参考资料。
D, H T , l w , hw , ho ,Ws ,W ,Wc , d o , t 和Wd，，how，n
A0 孔 数 n＝ d 02 4
3 ~ 4mm
结构参数的设计 ' D, HT , lw , hw , ho ,Ws ,Ws ,Wc , do , t
L V u f Cf 20 确定塔径D（方法1） 20 V
0.2 0.5
D圆整
选H T u f u An AT A f
6. 《板式塔设计》 化原教研室主编
7. 《化工原理课程设计指导》 任小光主编
8. 《化工原理课程设计》 王国胜主编
其它要求

统一用A4复印纸书写，和图一起左侧装订；
时间安排
答疑地点：4#实213
注意事项

设计方法以一本书为主，不要混用。
说明书中的数据、公式要注明出处。 课程设计的成绩组成： 说明书、设计图
设置测量口 测温、测压
各接口尺寸：
F ,W ,V , L u
d
4
2
接管尺寸
冷却剂、加热剂用量： 作热量衡算图 全凝器热负荷计算
t2 400 C ~ 450 C
Qc Vrc Wc C p t 2 t1
再沸器热负荷计算
冷却剂用量
QB VrB W蒸汽r蒸汽
计算结果列热量衡算汇总表，Ｐ63 估算换热器面积，选型。
绘图要求
25*35cm坐标纸
标题栏
撰写设计说明书
1.设计任务书（三项内容）
每项单独一页
2.目录
3.符号表 4.精馏方案的选择
正文
5.工艺计算
6.精馏塔的工艺尺寸设计 7.参考文献 8.结束语
每项单独一页
设计任务书