画出原则流程图（带控制点）
2．图例 图例是将物料流程图中画出的有关管线、阀门、设备附件、 计量一控制仪表等图形用文字予以说明。 3．图签 图签是写出图名、设计单位、设计人员、制图人员、审 核人员(签名)、图纸比例尺、图号等项内容的一份表格， 其位置在流程图有下角。 带控制点的工艺流程图一般是由工艺专业人员和自控 专业人员合作绘制出来的。作为化工原理课程设计只要 求能标绘出测量点位置即可。
易维持均匀。(how=6mm)。
3、最大液量线：液体流量过大则降液管内液体停
留时间过短(t=5s)
4、液泛线：降液管内的泡沫层高必须小于板间距与
溢流堰高之和(Hd/Φ =HT+hw)
5、雾沫夹带线：气体流量过大可使液沫夹带过量，
塔板效率即严重下降。(ev=0.1)
弹性的计算及调整

上弹性K上>1.5 下弹性K下>1.5
4.2.1
板面布置
5) 底隙h0：一般应低于外堰高6mm。
h0＜ hW－6mm，防止气体进入降液管;一般不宜小于 20-25mm ，以防堵塞。
6）筛孔布置： 孔径d0: 3-8mm 孔间距：t/d0取2.5-5，实际取3-4 板厚：碳钢3-4mm，不锈钢2-3mm 筛孔面积A0， 开孔区面积Aa 孔数n，开孔按正三角形排列
塔板校核需要输入的数据
表3 筛板塔预选参数 mm 秒
（1）清液层高度 （2）最少停留时间
塔板校核要求

精馏段第一块板和最后一块板的结构完
全相同；

提馏段第一块板和最后一块板的结构完
全相同；

精馏段和提馏段塔板结构可以不同
6、辅助设备计算
P101 E101 E102 C101 进料泵 进料预热器 再沸器 精馏塔
塔板设计及优化
每位同学手算一块塔板！
已知条件: 汽液流量 汽液密度 液相表面张力
4.2.1
板面布置
1）塔径D—初选后校核
初选：参见13-136
校核:

雾沫夹带ev<0.1kg/kg气
注: 采用Hunt公式 (指导书式8-25)
hf=2.5hL

停留时间大于5s(式7-1)
4.2.1
板面布置
2)板间距HT:小于500mm
hP = hC + hl ‘+ hs = hC + hl (m液柱) (式8-6)
1)板压降hP
a、干板压降hC：气体通过筛孔的压降（式8-8) b、板上液层阻力hl’ ：气体通过液层及泡沫层的压降
c、表面张力压头hσ：气体通过筛孔的液层所克服的表 面张力压头
hl’ 和hσ合并考虑称为有效液层阻力hl :
4.2.1
板面布置
注：筛孔布置时应使孔动能因子在10-20间
FO u 2
(m / s ) kg / m 3
7）安定区、安装区
安装区宽度Wc=50-100mm
定区宽度Ws=70-100mm
4.2.2 塔板的水力学性能
1)板压降hP
气体穿过液层要消耗动力，就存在压降 压降太大时，液体无法从上向下流动

５、塔板校核
表1 筛板塔设计原始数据 m3/s m3/s
（1）气相流量 （2）液相流量
（3）气相密度
（4）液相密度 （5）液相表面张力
Kg/m3
Kg/m3 dyn3/cm
塔板校核需要输入的数据
表2 筛板塔设计初步结果
mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm （1）塔径 （2）塔板间距 （3）溢流堰长 （4）溢流堰高 （5）降液管底距板高 （6）孔径 （7）孔间距 （8）齿形堰齿深 （9）安装区宽度 （10）安定区宽度 （11）筛孔数 （12）筛板厚度 （13）稳定系数 （14）上弹性系数 （15）下弹性系数

塔顶第一块板距塔顶 塔底最后一块板距塔底
0.5-1.0
1.0-1.5


进料位置的板间距要适当放大
0.9 m
实际塔设备中 每10块板要有一个人孔，此位 置的板间距取 0.7-0.9 m
6.2
换热器的计算要求
估算、选型
进料预热器
冷凝器
再沸器 产品冷却器
估算、选型 估算、选型
估算、选型
6.3

板式塔塔内件的选型和水力学校核
1、板式塔的基本结构 2、板式塔的板面布置 3、板式塔的水力学性能 4、负荷性能图和上、下弹性
塔板结构工艺计算
以第一块塔板的物性数据为基础进行手算， 借助板式塔设计软件校核精馏段第一块板和最 后一块板及提馏段第一块板和最后一块板。 注：要求精馏段两块板及提馏段两块板结 构分别相同
P101 产品泵
E103A,B 冷凝器
P102 回流泵
E104 产品冷却器
6、辅助设备计算


6.1 塔高的设计
6.2 换热器的设计及选型


6.3
6.4 6.5
泵的设计及选型
接管尺寸的设计 绘制流程图
6.1

塔高的设计
直接蒸汽加热 间接蒸汽加热 2-3 3-5 m m m m
裙座高度的设计
有效液层阻力hl 与液层静压头及泡沫层的状态有关
hl =f( FO , hL)（图8－6）
hL = hW + hOW
hOW＝0.00284E(L/lW)2/3(平堰)（式7－2）
通过how=6mm可确定液流量下限线
2)稳定系数
稳定系数：筛孔气速与漏液点气速之比。
筛板塔的操作有一个下限气速（WOM），当气速低于 此点时，液体开始从筛孔中泄漏，这点称为漏液点。
3)流动型式: 单溢流
4)堰的确定：溢流堰是用于维持板上液层的元件，堰长则 液相通量大，堰短则气相通量大，堰高则气液充分接触， 堰矮则压降小。 堰长lw:一般取0.6-0.8D，可采用非标(图7-6）。
堰高hw:
对筛板塔使板上清液层高度hL在50-100mm间，对
真空塔可取低些。 hL= hw+ how， how>6mm，选平直堰 （how见式7－2） how<6mm，选齿形堰
W0 K WOM
式8－12
要求K大于1.5
WOM由式8－15计算
通过漏液点气速可确定漏液线
3)降液管液泛情况
降液管内的液面高达出口堰 顶时管内液体漫回本层塔板 极限点： 根据压力达到平衡时的情况来确定 Hd = hL + hd + hP + D hW + hOW + hd + hP + D (式7-8) hd 为液相流出降液管的局部阻力 hp 为通过每层板的气相总压降 当Hd /f ＞= HT +hW时发生液泛 f：降液管内起泡系数
管道的计算
进料管 塔顶升气管 回流管 塔釜气相回流管 釜液排出管 已知流量 估算流速 求出d
进行圆整 选标准尺寸
管口表
序号 物流 位置 相态 质量流量 体积流量 管口计算 实际流速 kg/h m3/h mm m/s 备注
6.4
泵的选型
离心泵的选用原则： ◎ 根据被输送液体的性质和操作条件，初步确定 泵的系列 ◆根据输送介质决定选用清水泵、油泵、耐腐蚀 泵、屏蔽泵等；
◆根据流量大小选用单吸泵、双吸泵等；
◆根据扬程大小选单级泵、多级泵、或两泵串、 并联等。
6.5

贮槽的设计
5天量计
1天三班计（8hr) 8hr
原料贮罐
高位槽 产品贮罐
中间槽（回流槽）20分钟计
画出原则流程图（带控制点）
1．物料流程
物料流程包括： (1)设备示意图 示意图大致依设备外形尺寸比例画出，标明设 备的主要管口，适当考虑设备合理的相对位置； (2)设备流程号； (3)物料及动力(水、汽、真空、压缩机、冷冻盐水等)管线及 流向箭头； (4)管线上的主要阀门、设备及管道的必要附件，如冷凝水排 除器、管道过滤器、阻火器等； (5)必要的计量、控制仪表加流量计、液位计、压强表、真空 表及其它测量仪表等； (6)简要的文字注释，如冷却水、加热蒸汽来源、热水及半成 品去向等。
通过降液管内液面高度可确定液泛线
塔内液面落差
对筛板塔设计，液面落差常可忽略
４）降液管停留时间
—般液体，停留时间应不少于3秒；对易起泡的 液体，停留时间应不少于5秒
t = HT * Af / LS >=5 s
通过停留时间可确定液流量上限线
5）雾沫夹带
原因： 气体对液体的曳力大于液滴的净重 现象： 大量液滴被夹带至上方塔板
Q7
Distillate
Feed
Q1
Bottoms
4.1
塔径D
堰高hw
单溢流塔板介绍


堰上液层高度how 板间距HT 底缝ho 降液管内液面高 度Hd
4.1


单溢流塔板介绍
堰长lw
堰宽wd 安定区宽4.2

结果： 塔板效率急剧降低 液沫夹带分率eV＝ 液沫夹带的量(kg/h) 干气体流量(kg/h) 正常操作eV 约0.05，一般不宜超过0.1。 可用Hunt公式计算
通过雾沫夹带可确定气流量上限线
６）负荷性能图
1、漏液线: 气体流量过低使出现漏液(式8－13） 2、最小液量线: 液体流量过低，板面上的液流不
二元物系连续精馏装置设计
筛板塔内件水力学计算 辅助设备计算
板式塔的设计原则
1、根据气液流量安排合适大小的两相通道 2、实现气液两相的传质 3、实现气液两相的分离 必须避免： 1、传质时间不够长，板上各处传质不均匀 2、气相自上而下夹带，液相自下而上夹带返混 3、两相通道尺寸不能满足通量要求 4、在极限条件操作