筛板塔设计
【设计步骤】
(一)确定设计方案和操作流程；
(二)进行工艺设计；
(三)塔板设计（塔板主要工艺尺寸、流体力学校核、塔的操作性能图）；
(四)板式塔结构设计（塔高）；
(五)管路和附属设备的计算与选型；
(六)图纸绘制；
(七)编制设计说明书。

【设计说明书内容】
(一)说明书目录；
(二)设计任务书（设计题目、设计任务、设计条件、设计内容和要求）；
(三)设计方案简介（流程的设计及说明）；
(四)工艺计算；
(五)塔板设计（塔板主要工艺尺寸、流体力学校核、塔的操作性能图）；
(六)板式塔结构设计（塔高）；
(七)精馏塔辅助设备的计算和选型；
(八)设计结果汇总；
(九)结束语（设计评述）；
(十)参考文献。

【设计计算】（工艺计算、塔板设计）
（一）设计方案的确定
1.二元混合物的分离，采用连续精馏流程。

2.采用泡点进料，将原料液加热至泡点后送入精馏塔内（q=1）。

3.塔顶上升蒸气全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内。

4.操作压力：4kPa（塔顶表压）。

5.单板压降：≤0.7 kPa。

6.全塔效率：E
T
=55%。

（二）精馏塔的物料衡算
1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数（x
F 、x
D
、x
W
）。

2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量（M
F 、M
D
、M
W
）。

3.物料衡算（F、D、W）。

（三）塔板数的确定
1.理论板层数N
T
的求取。

（1）图解法（x-y图、两操作线）
（2）逐板计算法（相平衡、两操作线）
（3）简捷计算法（吉利兰关联图）
2.实际板层数的求取（理论板层数/塔效率）
(四)精馏塔、提馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算
1.操作压力的计算
（1）精馏段平均压力
（2）提馏段平均压力
2.操作温度的计算
（1）精馏段平均温度
（2）提馏段平均温度
3.平均摩尔质量计算
（1）精馏段气相（V）、液相（L）的平均摩尔质量
（2）提馏段气相（V）、液相（L）的平均摩尔质量
4.平均密度计算（手册：《化学化工物性数据手册》）
（1）精馏段、提馏段的气相平均密度（理想气体的状态方程）（2）精馏段、提馏段的液相平均密度（公式+查手册）
5. 精馏段、提馏段的液体平均表面张力计算（公式+查手册）
6. 精馏段、提馏段的液体平均粘度计算（公式+查手册）（五）精馏塔、提馏段的塔体工艺尺寸计算
1.塔径的计算（D、圆整后的D、塔截面积A
T
、实际空塔气速u）2.有效塔高的计算（Z）
（六）塔板主要工艺尺寸的计算
1.精馏段、提馏段溢流装置计算
（1）堰长（l
w
）
（2）溢流堰高度h
w （h
w
=h
L
（自取：50-100mm）-h
ow
（弗兰西斯公式））
（3）弓形降液管宽度W
d 和截面积A
f
（查图：弓形降液管的参数）、验算液体
在降液管中停留时间θ（＞5s，不满足则调整降液管尺寸或板间距）（4）降液管底隙高度h
（公式）
2. 精馏段、提馏段塔板布置
（1）塔板的分块（查表）
（2）边缘区宽度确定（自取：W
s 、W
s
’、W
c
）
（3）开孔区面积A
a
（公式）
（4）筛孔计算及其排列（δ、d
0、t、n、φ、u
（精馏段、提馏段））
（七）精馏段、提馏段筛板的流体力学验算
1. 精馏段、提馏段塔板压降（H
p 、△P
P
＜0.7kPa）
（1）干板阻力h
c
计算（公式）
（2）气体通过液层的阻力h
l
计算（公式）
（3）液体表面张力的阻力h
σ计算（公式）
2.液面落差（筛板塔：忽略）
3. 精馏段、提馏段液沫夹带（e
V
＜0.1kg液/kg气）
4. 精馏段、提馏段漏液（u
0，min
、稳定系数K）
5. 精馏段、提馏段液泛（H
d ≤ψ（H
T
+h
W
））
（八）精馏段、提馏段塔板负荷性能图
1.漏液线（公式）
2.液沫夹带线（公式）
3.液相负荷下限线（公式）
4.液相负荷上限线（公式）
5.液泛线（公式、操作弹性）
【板式塔结构设计】
（一）塔高（塔顶高度H
D 、塔底高度H
B
、封头高度H
1
、裙座高度H
2
、人孔）
【精馏塔辅助设备的计算和选型】（简述即可）
接管尺寸、液体储罐、输送泵、预热器、再沸器、冷凝器、冷却器等。