精馏课程设计自我评价
1.筛板式精馏塔的课程设计心得体会
化工原理课程设计是化工原理教学中的一个环节,它要求对化工原理课程的各个方面都比较熟悉,特别是计算部分对化工原理课程掌握的要求度更高,并且对设备的选型及设计要有一定的了解,对化工绘图能力要有一定的要求。
通过这段期间的课程设计,我对化工原理设计有了进一步的认识,而且对化工原理精馏这一个章节的知识更加熟悉,可以说是进一步的巩固了。此外,课程设计是对以往学过的知识加以检验,它能够培养我们理论联系实际的能力,尤其是这次精馏塔设计更使我们深入的理解和认识了化工生产过程,使我们所学的知识不局限于书本,并锻炼了我的逻辑思维能力。
设计过程中还培养了我的自学能力,设计中的许多知识都需要查阅资料和文献,并要求加以归纳、整理和总结。通过自学及老师的指导,不仅巩固了我所学的化工原理知识,更极大地拓宽了我的知识面,让我更加深刻地认识到实际化工生产过程和理论的联系和差别,这对将来的毕业设计及工作无疑将起到重要的作用。
在此次化工原理设计过程中,我的收获很大,感触也很深,特别是当遇到难题感到束手无策时就想放弃,但我知道那只是暂时的。在老师和同学们的帮助下,我克服了种种困难课程设计圆满完成了。
我更觉得学好基础知识的重要性,以便为将来的工作打下良好的基础。 在此,特别感谢老师,您的指导使得我的设计工作得以圆满完成。
此外,在设计过程中还得到了许多同学的热心帮助,一并给以衷心的感谢。
2.精馏塔的课程设计,关于塔压的课程设计,以前有做过的可以发
是进行精馏的一种塔式汽液接触装置,又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。 蒸气由塔底进入。蒸发出的气相与下降液进行逆流接触,两相接触中,下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向气相中转移,气相中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移,气相愈接近塔顶,其易挥发组分浓度愈高,而下降液愈接近塔底,其难挥发组分则愈富集,从而达到组分分离的目的。由塔顶上升的气相进入冷凝器,冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中,其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体,其中的一部分送入再沸器,加热蒸发成气相返回塔中,另一部分液体作为釜残液取出。 精馏原理 (Principle of Rectify) 蒸馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组份挥发度不同(相对挥发度,α)的特性,实现分离目的的单元操作。蒸馏按照其操作方法可分为:简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。 本节以两组分的混合物系为研究对象,在分析简单蒸馏的基础上,通过比较和引申,讲解精馏的操作原理及其实现的方法,从而理解和掌握精馏与简单蒸馏的区别(包括:原理、操作、结果等方面)。
编辑本段超重力精馏塔
近年来出现的超重力精馏技术,利用高速旋转产生的数百至千倍重力的超重力场代替常规的重力场,极大地强化气液传质过程,将传质单元高度降低1个数量级。从而使巨大的塔设备变为高度不到2米的超重力精馏机,达到增加效率、缩小体积的目的。超重力精馏改变了传统的塔设备精馏模式,只要在室内厂房里就可以实现连续精馏过程。对社会的发展而言可节省钢材资源,延长地球资源的使用年限;对企业的发展而言,可以节约场地与空间资源,减少污染排放,提高产品质量,改善经营管理模式,降低生产劳动强度,增加生产的安全性。
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3.精馏原理
径在1米以上的塔设备中,板式塔是用得最广泛的传质设备。
在板式塔中气、液两相接触较为充分。传质传热良好,生产能力也较大。
在板式塔中,由于蒸气通过塔板上液层的方式不同,而构成各种不同类型的塔板。目前工业生产中常用的有泡罩塔、浮阀塔、筛板塔等。
下面仅就常用的泡罩塔、浮阀塔和筛板塔作简单介绍。 一、泡罩塔 图4-22 泡罩塔板结构示意 1、塔板;2、泡罩;3、蒸气上升管;4、降液管;5、溢流堰 泡罩塔是工业生产中常用的一传质设备,图4-22为小塔径泡罩塔板示意图。
塔内设有若干层塔板1,每层塔板上有若干泡罩2。 泡罩安装在蒸气上升管3的上面,泡罩下缘浸没在塔板上停留的液体中形成液封。
沿蒸气上升管3上升的蒸气,经由泡罩底缘所开的齿缝(或小槽口)分散成小气流喷出,并穿过液层到达液面,然后进入上一层塔板。溢流堰5有适当高度,借以维持塔板上有一定高度的液层。
泡罩塔在正常操作时,由泡罩齿缝喷出的气流互相冲击,形成泡沫和雾滴随蒸气一起升至液面以上的空间。故可认为两塔板之间的空间都为雾沫和液滴所满,在这个空间里,气、液两相充分接触,进行传质、传热过程。
操作正常时,泡罩塔的塔板效率较高(操作良好时可达80~85%),操作稳定,能在气、液负荷变化较大的范围内保持一定的板效率。 其缺点是结构复杂,用钢材多,安装、维修不便,且气流阻力大,气体颁布不甚均匀等,因此有被浮阀塔和筛板塔代替的趋势。
常用于轻工、饮料工业。 二、浮阀塔 浮阀塔是近几十年来发展起来的一种新型板式塔。
与泡罩塔相比,它的主要特点是塔板效率高,流体阻力小,生产能力大,操作弹性大(即当蒸气流速在较大范围内变动时,不至于影响分离效率。 )。
结构简单,造价低,且可用于脏、粘等物料的分离。因此,很快得到广泛应用,成为化工和炼油生产中的主要塔设备。
浮阀塔的构造与泡罩塔相似。在浮阀塔内,每层塔板上除有降液管、溢流堰外,还开有许多大孔(一般孔径为39 mm),每孔中装有一个可上下移动的浮阀。
目前国内外使用的浮阀有多种型号。F-1型浮阀是典型的、最常用的型号,如图4-23(a)所示,它是一个圆形阀片,阀片的周边有向下倾斜的边缘。
阀片上有三个向下的突出部(B),使阀片落下时尚能与塔板保持2~3mm的缝隙,以防止由于锈蚀与塔板粘结而不能开启。 阀片下有三条“脚”钩(A)插入开孔中,以限制浮阀有一定的开度,并使其不能脱离阀孔。
图4-23(b)表示浮阀塔一块塔板的操作情况。图4-23(c)为十字架型浮阀,它是利用十字架来固定阀片位置,十字架的四只“脚”固定在塔板上。
4.化工原理问题:精馏塔的设计
一)塔设备设计概述:
塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一,他可以使气(或汽)或液液两相紧密接触,达到相际传质及传热的目的。在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中,塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及三废处理和环境保护等各方面都有重大影响。
塔设备中常见的单元操作有:精馏、吸收、解吸和萃取等。此外,工业气体的冷却和回收、气体的湿法净制和干燥,以及兼有气液两相传质和传热的增湿和减湿等。
最常见的塔设备为板式塔和填料塔两大类。作为主要用于传质过程的塔设备,首先必须使气(汽)液两相能充分接触,以获得高的传质效率。此外,为满足工业生产的需要,塔设备还必须满足以下要求:1、生产能力大;2、操作稳定,弹性大;3、流体流动阻力小;4、结构简单、材料耗用量少,制造和安装容易;5、耐腐蚀和不易阻塞,操作方便,调节和检修容易。
(二)板式精馏塔设备选型及设计
因为板式塔处理量大、效率高、清洗检修方便且造价低,故工业上多采用板式塔。因而本课程设计要求设计板式塔。
1、工业上常见的几种的板式塔及其优缺点:
Ⅰ、浮阀塔:在塔板开孔上方,安装可浮动的阀片,浮阀可随气体流量的变化自动调节开度,可避免漏液,操作弹性大,造价低,且安装检修方便,但对材料的抗腐蚀性能要求高。
Ⅱ、筛孔塔:结构简单、造价低廉、筛板塔压降小、液面落差也较小、生产能力及塔板效率都较泡罩塔高,故应用广泛。
Ⅲ、泡罩塔:其气体通道是升气管和泡罩,由于升气管高出塔板,即使在气体负荷很低时也不会发生严重漏液,操作弹性大,升气管为气液两相提供了大量的传质界面。但泡罩塔板结构复杂,成本高,安装检修不便,生产能力小。
综合考虑最终选择筛孔式精馏塔。
2、设计板式塔的要求及简易流程
首先应根据已给定的操作条件,由图解法或解析法求得理论塔板数、选定或估算塔板效率,从而测得实际塔板数,然后对以下内容进行设计或计算:。