文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 化工原理课程设计-回流液冷却器

化工原理课程设计-回流液冷却器

化工原理课程设计-回流液冷却器
化工原理课程设计-回流液冷却器

换热器课程设计任务书

一、设计题目

列管式换热器的设计

二、设计任务及操作条件

1、设计任务

①处理能力(回流液流量)76.8 m3/h

②设备型式列管式换热器

2、操作条件

①回流液入口温度194.0℃,出口温度101.8 ℃

②冷却介质原油入口温度53.7℃,出口温度122.1℃

③管程、壳程的压强降不大于1.4MPa

④换热器的热损失忽略

三、设计已知条件

1、定性温度下两流体的物性参数

(1)回流液

定性温度t m=147.9℃密度ρh=701kg/m3;

比热容C ph=2.89kJ/(kg.℃) 导热系数λh=0.151W/(m℃)

粘度μh=0.509mPa.s

(2) 原油

定性温度t m=87.9℃密度ρc=798kg/m3

比热容C pc=2.20kJ/(kg.℃) 导热系数λc=0.131W/(m℃)

粘度μc=6.27mPa.s

2、管内外两侧污垢热阻分别是R si=3.2×10-4(m2℃)/W R so=5.1×10-4 (m2℃)/W

3、回流液在管程

4、管壁导热系数λw=45 W/( m℃)

四、设计内容

1、设计方案的选择及流程说明

2、工艺计算

3、主要设备工艺尺寸设计

(1)冷却器结构尺寸的确定

(2)传热面积、两侧流体压降校核

(3)接管尺寸的确定

4、辅助设备选型与计算

5、设计结果汇总

6、换热器装配图(1号图纸)

7、设计评述

8、参考资料

摘要

本设计内容是处理量为76.8 m3/h的回流液冷却器,采用列管式换热器。冷却介质为原油。设计基本完成了换热器的工艺计算,包括回流液的基础物性数据,换热器面积估算,换热器工艺结构尺寸的计算,并分别进行了核算。最终绘制了换热器装配图。

关键词:回流液;列管式换热器;

Abstract

This design content is the capacity for 76.8m3/h Backflow liquid cooler design, the design uses the Handling hypoxia heat exchanger. Cooling medium for crude oil.

The design is completed the heat exchanger technical, including liquid based physical property data, heat exchanger area estimated, heat exchanger process structure size calculation, and respectively accounting. The assembly drawing heat exchanger

Key Words: liquid; Handling hypoxia heat exchanger

目录

课程设计任务书 (Ⅰ)

摘要 (Ⅱ)

Abstract (Ⅲ)

目录 (Ⅳ)

一前言

1.1换热器及换热器分类 (1)

1.2 列管式换热器分类 (1)

二设计方案简介 (2)

三确定物性数据 (3)

四工艺计算及主要设计

4.1选择换热器的类型 (4)

4.2流程安排 (4)

4.3估算传热面积 (4)

4.4换热器的核算 (5)

五.换热器主要结构尺寸和计算结果表 (12)

六、设备参数计算

6.1壳体 (13)

6.2管板 (13)

6.3拉杆 (14)

6.4分程隔板 (14)

6.5折流板 (14)

6.6封头及管箱 (14)

6.7接管及其法兰 (15)

6.8排气、排液管 (15)

6.9浮头 (16)

6.10支座设计 (16)

七设计计算结果汇总表 (18)

八设计总结 (19)

九主要符号说明 (20)

十参考文献 (21)

十一附录 (22)

一、前言

1.1换热器及换热器的分类

在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,简称换热器。它是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,既可是一个单独的设备,如加热器、冷凝器的凝汽器;也可以是某一工艺设备的组成部分,如氨合成塔内的热交换器。

换热器按用途不同可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器、深冷器、过热器等。按传热方式的不同可分为:混合式、蓄热式和间壁式。按传热面的形状和结构特点可分为管壳式(列管式)换热器、板面式换热器和扩展面式换热器。

1.2列管式换热器的分类

列管式换热器种类很多,目前广泛使用的是按其温差补偿来分,主要有以下几种:

(1)固定管板式换热器

这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜,但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上。管板分别焊在外壳两端,并在其上连接有顶盖,顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的,而管内管外是两种不同温度的流体。因此,当管壁与壳壁温差较大时,由于两者的热膨胀不同,产生了很大的温差应力,以致管子扭弯或使管子从管板上松脱,以致毁坏换热器。(2)浮头式换热器

换热器的一块管板用法兰与外壳相连接,另一块管板不与外壳相接,以使管子受热或冷却时可以自由伸缩,但在这块管板上裂解一个顶盖,称之为“浮头”,所以这种换热器叫做浮头式换热器。其优点是:管束可以拉出,以便清洁;管束的膨胀不变壳体约束,因而当两种换热器介质温差大时,不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点为结构复杂,造价高。

(3)填料函式换热器

这类换热器管束一端可以自由膨胀,结构比浮头式简单,造价也比浮头式低。但壳程内介质有外漏可能,壳程中不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。

(4)U型管式换热器

这类换热器只有一个管板,管程至少为两程,管束可以抽出清洗,管子可以自由膨胀。其缺点是管子内壁清洗困难,管子更换困难,管板上排列的管子少。

二、设计方案简介

1、选择换热器类型:浮头式换热器

换热器的一块管板用法兰与外壳相连接,另一块管板不与外壳相接,以使管子受热或冷却时可以自由伸缩,但在这块管板上裂解一个顶盖,称之为“浮头”,所以这种换热器叫做浮头式换热器。其优点是:管束可以拉出,以便清洁;管束的膨胀不变壳体约束,因而当两种换热器介质温差大时,不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点为结构复杂,造价高。由此课程设计是两介质温差较大,所以选择浮头式换热器。

2、计算并初选设备规格

2.1根据设计的任务书及要求所给数据,计算热负荷

2.2计算平均温差,并根据温差校正系数不小于0.8的原则决定壳程;

2.3确定总传热系数K选;

2.4计算传热面积S,按系列标准选择设备标准;

3、核算总传热系数

计算管、壳程对流传热系数a i与a o,确定污垢热阻R si与R so,再计算总传热系数K,并比较K与K选,若(K-K选)/K选*100%的范围在10%~25%之间,则初选设备合格,否则另选K选值,重复以上步骤.

4、计算管、壳程压强降

计算初选设备的管、壳程压强降,如超过工艺允许范围,则需要调整流速,在确定管程数语折板间距,或选另一规格的换热器,直至满足要求。

5、根据所选设备规格及工艺要求,确定辅助零部件及尺寸。

三、确定物性数据

定性温度

壳程原油的定性温度为:

T m=(T1+T2)/2=147.9℃

壳程回流液的定性温度为:

t m=(t1+t2)/2=87.9℃

根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性参数。

壳程原油的物性数据如下:

密度ρc=798kg/m3

比热容 C pc=2.20KJ/(kg.℃)

导热系数λc=0.131w/m·℃

黏度 u c=6.27×10-3pa·s 管程回流液的物性参数如下:

密度ρh=701kg/m3

热容 C ph=2.89KJ/kg

导热系数λh=0.151w/m·℃

黏度 u h=0.509×10-3pa·s

四、工艺计算及主要设计

4.1选择换热器的类型

设计要求为操作压力在1.4Mpa 下,属较大压力,又因为管壁,壳壁的温差相差较大,所以初步选用浮头式换热器。

4.2流程安排

原油走壳程。回流液走管程。

4.3估算传热面积

4.3.1热负荷

Q=W h C ph (T 1-T 2)

=76.8×701/3600×2.89×103

×(194.0-101.8)

=3.985×106

J/s

4.3.2冷却剂质量流量W c

Q=W c C ph (t 1-t 2)=W c ×2.20×103

×(122.1-53.7)=3.985×106

J/s

解得W c =26.48kg/s

4.3.3平均传热温差

先按单壳程、多管程计算纯逆流两流体的评级均温度

t m =

2

1

2

1t t ln t -t ????

=

53.7

-101.8122.1-194.0ln

53.7)

-(101.8-122.1)-194.0(

=59.2℃

4.3.4平均传热温差校正

R=

1221t -t T -T =

.7

53-.1122.8

101-.0194=1.35

P=

1

112t -T t -t =

53.7

-194.053.7

-22.11=0.49

查<化工原理>(天大出版)图4-19a 得校正系数:?△t <0.8,不符合一般原则. 查<化工原理>(天大出版)图4-19b 得校正系数:?△t =0.925>0.8 符合原则. 则平均传热温差: △t m =?△t △t m 逆

= 0.925×59.2

=54.76℃

根据平均传热温差校正系数大于0.8,同时壳程流体流量适合,需取双壳程或两台换热器串联操作合适.

4.3.5传热面积

假设K 选=300w/m 2

·℃,则估算面积为:

A=

m

t ?K Q

=6

.7543001085.936×× =242.57 m

2

4.3.6换热器的规格

T m -t m =147.9-87.9=60>50需考虑热补偿,先选择两台单程的浮头式列管换热器,型号为F A —600--1.5—130--

9

6

--4∏ 根据上面的初算,查化工原理的附录得出固定挡板式换热器规格参数如下表:

4.4换热器的核算

4.4.1传热能力核算

4.4.1.1壳程流体传热膜系数

α0=0.36

14

.0310

55.00

)(

Pr Re

w

c e

c

d μμλ

对于正三角形排列,当量直径

de=

2]423[

4d d t ×

=019

.015.3)

019.0785.0025.0866.0(422××××

=0.0173 m

壳程流通截面积:

A 0=BD(1-t

d 0

) =0.3×0.6× (1-025

.0019

.0) =0.0432m 2

壳程流通流速:

u 0=0

A V

=

0432

.079848

.26×

=0.768m/s ;

壳程流体雷诺准数:

Re 0 =

c

c

deu μρ0

=

3

10

27.6798

769.00173.0-??? =1693.2

普兰特数:

Pr 0=

c

c

pc C λμ

=131

.01027.61020.233-???

=105.3 所以

95.03.1050.16910173

.0131.036.031

55

.00××××=α

=729.24w/(m 2·℃)

4.4.1.2管程传热膜系数 3.08.0Pr Re 023.0i i

i

i d λα=

管程流通截面积: A i =

p

T

i

N N d 2

4

π

=4

368

015.0785.02×× =0.0162m 2

管程流体流速: i

i A V u =

=3600

0162.08

.76×

=1.317m/s

雷诺准数:

Re i =

h

h

i i d μρμ

=

;10509.0701

317.1015.03

×××

=4

1072.2×

普兰特数:

Pr i =

h

h

ph c λμ×

=

151

.010509.01089.23

3×××

=9.74

以上数据1000010

72.2Re 4

×=i 为湍流;

Pr i =9.74在0.6~160范围内;

;50400015.0/6;

10509.032==×=i

d l

s pa μ 所以管内传热膜系数: 3.08.0Pr Re 023

.0i

i

i d λα=

3.08.047

4.9)1072.2(015

.0151

.0023.0××××

= /47.16172

m

W =℃

4.4.2 流体阻力

5.4.2.1 管程流动阻力核算

t p s r i i F N N p p p )(Δ+Δ=Δ 式中:

壳程数取;壳程数取局部阻力单程直管阻力4-.-----------1 ------------;

-----------;

-----------p s

r i N N Pa P Pa P ΔΔ

F 1------------------------管程结垢校正系数; ΔP 1-----------------------管程总压力降Pa ;

Δp 1=λ12

211ρ

u d l

由Re=2.72 ×104,取传热管相对粗糙度 d

ε

=0.1/15=0.00667,查上册教材P 54-1-27 莫狄图得λ1=0.036;

Δp 1=λ12

211ρ

u d l

=0.036×015

.06

×

2701317.12× =8754.31 Pa

取ζ=3

Δp r =ζ2

21ρ

u

= 3×2

701

317.12×

=1823.82 Pa 因为Ns=1,Np=4,Ft=1.5;

Δp t =(8754.31+1823.82) ×1×4×1.5

=63468.78pa <1.3MPa 管程流体阻力在允许的范围内。

4.4.2.2 壳程流动阻力核算

Δp s =(Δp 0+Δp i )F S N S N S =1 F S =1.15

式中:Δp 2---------------壳体总阻力,Pa ;

Δp 0----------------流体流过管束是总压力,Pa ; Δp i ----------------流体流过折流板缺口的阻力,Pa ; F S----------------壳程压力降结垢校正系数; N ----------------壳程数;

流体流经管束的阻力损失:

Δp 0=F ?0h c (N B +1) 2

21ρ

u

其中:h c =1.1N T 0.5

N T ----------------每一壳程的管子总数;

N B ---------------- 折流板数目为19;

u 0----------------壳程流体横过管束的最小流速,m/s ; F----------------管子排列方式对阻力损失的校正因数; f 0----------------壳程流体摩擦系数;

对于正三方形F=0.5;对于液体F S =1.15;N S =1;

h c =1.1N T 0.5 =1.1×

3680.5=21;

A 0=B(D- h c*d 0)=0.3×(0.6-21×0.019)=0.0603m 2;

u 0=0

A V =26.48/(798×0.0603)=0.55m/s ;

Re 0=

c

c

deu μρ0

=

3

10

27.6798

55.0019.0××× =1330>500

? 0=5Re -0.228=5×1330-0.228=0.97

所以有

Δp 0=0.5×0.97×21×(19+1)×2

798

55.02× =24586 Pa

流体流过折流板缺口的阻力损失

Δp i =NB(3.5-D B 2)220ρu =19×(3.5-6

3

.02×)×255.07982×=7797Pa B----------------折流板间距,m ;

D----------------换热器壳体内径,m ;

总阻力损失:

Δp s =(24586+7797)×1.15×1 =37240.45Pa<1.4MPa 壳程流体阻力在允许的范围内。

4.4.3总传热系数K

K=i

i o i o si m o

m so d a d d d R d d b R a ++++λ011

=

15

1917.16171151910

2.317

4519002.010

1.524

.7291

1

44×+××+××+×+

=320.7 W/(m 2·℃)

比较K 值与K 选值:

两台换热器的实际传热面积为:

S 0=2N T πdL=2×368×3.14×0.019×(6-0.1)=260m 2 实际传热系数:

K=

m

t S Q Δ0=76

.5426010985.36××=280 W/(m 2·℃) 安全系数:

%100×实

实K K K

=

280

280

7.320×100%=14.29%

根据安全系数在10%——25%之间为合格换热

五.换热器主要结构尺寸和计算结果表

六、设备参数计算

6.1壳体

6.1.1壳内直径

根据前面的工艺计算,本次设计采用的换热器壳体内径D i =600 mm 。 查阅《结构与零部件(上)》P123,表1-1-86 的无缝钢管制作筒体时容器的公称直径,本次采用公称直径为D N =600mm ×8mm 的壳体,则D o =616mm ,D i =600mm 。

6.1.2壳体壁厚

查阅《化工设备机械基础》P126,表9-3,采用Q235-A.F 钢板(GB3274),其中钢密度

=7850kg ·m

3

由P o =0.6 MPa , D i =600mm ,再查阅《化工设备机械基础》P124,表9-6,对壳体与管板采用单面焊,焊接接头系数φ=0.65,腐蚀裕度C=3+0.5=3.5mm.

查阅《化工设备机械基础》P124,表9-4 碳素钢、普通低合金钢板许用应力,得:[σ

]t

=113MPa ,σs =235MPa

o t i o P D P ][2φσδ=+C =6

.065.01132600

6.0×××+3.5≈5.96 (mm)

圆整后取8mm

6.1.3壳体质量

壳体长度=7m

质量=7850×7×3.14×(0.6162-0.6002

)/4 =829.24kg

注:个别数据来源于后续步骤。详见附图。

6.2管板

6.2.1管板参数

根据壳体内径尺寸,查阅《换热器设计手册》P161,表1-6-9 管板尺寸表,由于没有适合本次设计的标准管板,根据非标准设计得管板相关参数。具体参数列于下表: 管板参数(管板按非标准设计)

单块管板质量:m=0.00717×7850=46.39kg

6.2.2管板与壳体的连接

管板夹于壳体法兰和顶盖法兰之间,

6.2.3管子在管板上的固定方式

采用焊接法在管板上固定管子。根据《换热器设计手册》P172,表1-6-20,管子伸出长度约为5mm。

6.3拉杆

本换热器壳体内径为600mm,查阅《化工单元过程及设备课程设计》P135,表4-7和表4-8得:

d=16mm

拉杆螺纹公称直径:

n

拉杆长:L1=6.840m L2=6.480m

前螺纹长L a=20mm 后螺纹长L b=60mm

拉杆数:4根

拉杆质量:m=7850×(2×6.840+2×6.480)×3.14×0.0162/4=64.7 kg

拉杆外套有定距管,规格与换热管一样,长度:L1‘=6.65 m,L2’=6.300m。

粗略计算定距管质量

m’=7850×(2×6.65+2×6.3)×3.14×(0.0252-0.022)/4=35.4 kg

6.4分程隔板

查阅《化工单元过程及设备课程设计》P127,表4-1,因本此设计换热器的公称直径D i=600mm ,对于碳钢,得隔板厚度为:b=10mm 。

分程隔板长L1=150+40+400+5-10=585mm,L2=200+5-10=190mm其中10mm为管箱嵌入法兰深度,5mm为隔板嵌入管板深度。

管箱分程隔板质量以长方体板粗略估计:m1=0.6000×0.585×0.010×7850×2=55.1kg 浮头分成隔板质量以半圆板粗略估算:m2=3.14×0.5×0.190×0.010×7850=23.4kg 隔板总质量 m=55.1+23.4=78.51kg

6.5折流板

前面已算出:

折流板数 N B=19 块

圆缺高度 h=150 mm

板间距 B=360mm

查阅《换热器设计手册》P182,表1-6-26和表1-6-33,得:

折流板直径 D a=(600-3.5-0.5)mm=596mm

折流板厚度 C=6 mm。

折流板的管孔,按GB151规定I级换热器,管孔直径=25+0.4=25.4mm

折流板质量:m=19×0.000418×7850=62.35 kg

6.6封头及管箱

6.6.1 封头

查阅《材料与零部件》P332,表2-1-9,本换热器采用椭圆型封头(JB1154—73)一个,材料采用高合金钢,公称直径D g=600mm(以内径为公称直径),曲面高度h1=150mm,直边高度h2=40mm,厚度=8mm,重量=16.6kg。焊接于管箱。

6.6.2 管箱

管箱长L=400mm ,管箱内径=6000mm (按非标准设计),壁厚=8mm 管箱质量:m=3.14×0.600×0.400×0.008×7850=47.32 kg 。

6.6.3筒体法兰及管箱法兰

查阅《材料与零部件(上)》P386,表2-2-22,采用凹法兰,在公称压力1.0~1.6MPa 范围内,选取的法兰参数为D=730mm ,公称直径=600mm ,孔间距D 1=690mm ,D 2=655mm 。孔直径=25mm ,厚度b=32mm ,法兰重量=35.1kg 。所用螺栓规格M20×90mm ,螺栓数目:28。 一个法兰焊接在管箱,再与前管板连接;另一个法兰焊接在筒体,与后管板连接。

6.7接管及其法兰

根据《流体力学与传热》P207,接管直径公式,同时也考虑到接管内的流体流速为相应管、壳程流速的1.2~1.4倍。

①壳程流体进出口接管:取接管内水的流速为 u i = 0.5m/s ,则接管内径为

i i u V D π41=

=5

.014.3)

8153600/(44004×××=0.195 m 取标准管径为 200 mm

查表《材料与零部件(上)》P655表 2-8-1,取管的内径=200mm ,管厚=6mm ,伸出高度=150mm 。

接管质量=3.14×0.2×0.004×0.15×7850=2.957kg 原油进出口采用凸法兰,查阅《材料与零部件》P380,表2-2-19,取法兰直径=340 mm ,厚度b=26mm ,螺栓孔间距D 1=295mm ,D 2=219mm ,螺栓孔直径=22mm 。法兰重量:法兰=2.42kg ,螺栓规格:M20,螺栓数量为8。

由于ρi u i 2=815×0.52=203.7<2200 kg/(m ﹒s 2

),故不需防冲板。

②管程流体进出口接管:取接管内空气的流速为 u o = 1 m/s ,则接管内径为

o

o

u V D π42=

=1

14.3)

7153600/(3400041×××=D = 0.129m

取标准管径为 150 mm 查表《材料与零部件》P132无缝钢管(YB231-70),取管的外径=159mm ,管厚=4.5mm ,查阅《材料与零部件(上》P655表 2-8-1,伸出高度=150mm 。

接管质量=3.14×0.1545×0.0045×0.15×7850=2.57kg

回流液进出口采用凸法兰。查阅《材料与零件》P380,表2-2-19,法兰的直径=260mm ,厚度b=12mm ,螺栓孔间距D 1=225mm ,D 2=202mm ,螺栓孔直径=18mm 。法兰重量:凸法兰=2.75kg ,螺栓规格:M20,数量为8。

6.8排气、排液管

查表《材料与零部件》P123无缝钢管(YB231-70),取排气液管:外径=45mm ,管厚=3.5mm ,伸出高度=80mm 。

质量=7850×3.14×0.045×0.0035×0.08=0.29kg 。 选用螺塞M27×2。

6.9浮头

浮头法兰沟圈内径

mm b bl D D n i fi 584)106(600

)2(=+=+=

浮头法兰沟圈外径

布管限定圈直径

mm b b bl D D i L 613)45.113(2650

)(22=++×=++=

外盖内直径

mm D D i L 700120=+=

浮头管板直径

mm bl D D i o 6442===

6.10支座设计

6.10.1 支座的设计选型

查《材料与零部件(上)》P559,表2-7-1 鞍式支座尺寸,当公称直径=600mm 时,b 1=180mm , L=550mm , B=120mm , b=90mm ,m=220mm ,质量=26.3kg , A =0.2×7=1.4m ,支座间距=7000-2×5-2×1400=4190mm 。

6.10.2 支座承载能力校核

(2)传热管和拉杆所占的体积粗略为:

mm

D D I fo 68080=+=

化工原理课程设计任务书 zong (修复的)共32页

2012年 06月 工业背景及工艺流程 乙醛是无色、有刺激性气味的液体,密度比水小,沸点20.8℃,易挥

发、易燃烧且能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶,因其分子中具有羰基,反应能力很强,容易发生氧化,缩合,环化,聚合及许多类型加成反应。乙醛也是一种重要的烃类衍生物在合成工业有机化工产品上也是一种重要的中间体。其本身几乎没有直接的用途,完全取决于市场对它的下游产品的需求及下游产品对生产路线的选择,主要用于醋酸、醋酐、醋酸乙烯等重要的基本有机化工产品,也用于制备丁醇、异丁醇、季戊四醇等产品。这些产品广泛应用于纺织、医药、塑料、化纤、染料、香料和食品等工业。 国内乙醛生产方法有乙烯氧化法、乙醇氧化法和乙炔氧化法三种技术路线。工业上生产乙醛的原料最初采用乙炔,以后又先后发展了乙醇和乙烯路线。乙炔水化法成本高,因其催化剂——汞盐的污染难以处理等致命缺点,现以基本被淘汰。乙醇氧化或脱氢法制乙醛虽有技术成熟,不需要特殊设备,投资省,上马快等优点,但成本高于乙烯直接氧化法。乙烯直接氧化法制乙醛。由于其原料乙烯来源丰富而价廉,加之反应条件温和,选择性好,收率高,工艺流程简单及“三废”处理容易等突出优点,深受世界各国重视,发展非常迅速,现以成为许多国家生产乙醛的主要方法。 精馏方案的确定: 精馏塔流程的确定; 塔型的选择; 操作压力的选定; 进料状态选定; 加热方式等

所选方案必须: (1)满足工艺要求; (2)操作平稳、易于调节; (3)经济合理; (4)生产安全。 包括:流程的确定;塔型的选择;操作压力的选定;进料状态选定;加热方式等 操作压力选择 ●精馏可在常压、加压或减压下进行。 ●沸点低、常压下为气态的物料必须选用加压精馏;热敏性、高沸点 物料常用减压精馏。 进料状态的选择 ●一般将料液预热到泡点或接近泡点后送入塔内。这样可使: ● (1)塔的操作比较容易控制; ● (2)精馏段和提馏段的上升蒸汽量相近,塔径相似,设计制造比 较方便。 加热方式: ●(1)间接蒸汽加热 ●(2)直接蒸汽加热 ●适用场合:待分离物系为某轻组分和水的混合物。 ●优点:可省去再沸器;并可利用压力较低的蒸汽进行加热。操作 费用和设备费用均可降低。

化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计正式版分解

《化工原理》课程设计 水吸收氨气过程填料塔的设计学院 专业制药工程 班级 姓名 学号 指导教师 2013 年 1 月 15 日 目录 设计任务书 (4)

参考文献 (15) 对本设计的评述及心得 (15)

附表:附表附表

设计任务书 (一)、设计题目:水吸收氨气过程填料吸收塔的设计 试设计一座填料吸收塔,用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为7500 m3/h,其中含氨气为5%(体积分数),要求塔顶排放气体中含氨低于%(体积分数)。采用清水进行吸收,吸收剂的用量为最小用量的倍。 (二)、操作条件 (1)操作压力常压 (2)操作温度 20℃. (三)填料类型 选用聚丙烯阶梯环填料,填料规格自选。 (四)工作日 每年300天,每天24小时连续进行。 (五)厂址 厂址为衡阳地区 (六)设计内容 1.吸收塔的物料衡算; 2.吸收塔的工艺尺寸计算;

3.填料层压降的计算; 4.液体分布器简要设计 5.吸收塔接管尺寸计算; 6.绘制吸收塔设计条件图; 7.对设计过程的评述和有关问题的讨论。 (七)操作条件 20℃氨气在水中的溶解度系数为H=(m3kPa)。 第一节前言 填料塔的有关介绍 填料塔洗涤吸收净化工艺不单应用在化工领域 ,在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。工程实践表明 ,合理的系统工艺和塔体设计 ,是保证净化效果的前提。本文简述聚丙烯阶梯填料应用于水吸收氨过程的工艺设计以及工程问题。 填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备,它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。 填料塔的主体结构如下图所示: 图1 填料塔结构图 填料塔不但结构简单,且流体通过填料层的压降较小,易于用耐腐蚀材料制造,所以它特别适用于处理量小、有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部,并在填料的表面呈膜状流下,气体从塔底的气体口送入,流过填料的空隙,在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气液两相组成沿塔高连续变化,所

化工原理课程设计

《化工原理》课程设计报告精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 指导教师

目录 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 (3) 一.设计题目 (3) 二.操作条件 (3) 三.塔设备型式 (3) 四.工作日 (3) 五.厂址 (3) 六.设计内容 (3) 设计方案 (4) 一.工艺流程 (4) 二.操作压力 (4) 三.进料热状态 (4) 四.加热方式 (4) 精馏塔工艺计算书 (5) 一.全塔的物料衡算 (5) 二.理论塔板数的确定 (5) 三.实际塔板数的确定 (7) 四.精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算 (8) 五.塔体工艺尺寸设计 (10) 六.塔板工艺尺寸设计 (12) 七.塔板流体力学检验 (14) 八.塔板负荷性能图 (17) 九.接管尺寸计算 (19) 十.附属设备计算 (21) 设计结果一览表 (24) 设计总结 (26) 参考文献 (26)

苯-氯苯精馏塔的工艺设计 苯-氯苯分离过程精馏塔设计任务 一.设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为99.6%的氯苯140000t,塔顶馏出液中含氯苯不高于0.1%。原料液中含氯苯为22%(以上均为质量%)。 二.操作条件 1.塔顶压强自选; 2.进料热状况自选; 3.回流比自选; 4.塔底加热蒸汽压强自选; 5.单板压降不大于0.9kPa; 三.塔板类型 板式塔或填料塔。 四.工作日 每年300天,每天24小时连续运行。 五.厂址 厂址为天津地区。 六.设计内容 1.设计方案的确定及流程说明 2. 精馏塔的物料衡算; 3.塔板数的确定; 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算; 5.精馏塔主要工艺尺寸;

化工原理课程设计

绪论 1.1换热器在工业中的应用 换热器在工、农业的各领域应用十分广泛,在日常生活中传热设备也随处可见,是不可或缺的工艺设备之一。因此换热设备的研究备受世界各国政府及研究机构的高度重视,在全世界第一次能源危机爆发以来,各国都在下大力量寻找新的能源及在节约能源上研究新途径。在研究投入大、人力资源配备足的情况下,一批具有代表性的高效换热器和强化元件诞生。随着研究的深入,工业应用取得了令人瞩目的成就,得到了大量的回报,如板翅式换热器、大型板壳式换热器和强化沸腾的表面多孔管、T型翅片管、强化冷凝的螺纹管、锯齿管等都得到了国际传热界专家的首肯,社会效益非常显著,大大缓解了能源的紧张情况。 换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备,是在石油、化工、石油化工、冶金、电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设备。在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40%左右,占总投资的30%-45%。近年来随着节能技术的发展,应用领域不断扩大,利用换热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。 随着环境保护要求的提高,近年来加氢装置的需求越来越多,如加氢裂化,煤油加氢,汽油、柴油加氢和乳化油加氢装置等建设量增加,所需的高温、高压换热器数量随之加大。螺纹锁紧环换热器、Ω密封环换热器、金属垫圈式换热器、蜜蜂盖板式换热器技术发展越来越快,不仅在承温、承压上满足装置运行要求,而且在传热与动力消耗上发展较快,同时亦适用于乙烯裂解、化肥中合成氨、聚合和天然等场合,可满足承压高达35MPa,承温达700℃的使用要求。在这些场合,换热器占有的投资占50%以上。 1.2换热器的研究现状 20世纪80年代以来,换热器技术飞速发展,带来了能源利用率的提高。各种新型、高效换热器的相继开发与应用带来了巨大的社会经济效益,市场经济的发展、私有化比例的加大,降低成本已成为企业追求的最终目标。因而节能设备的研究与开发备受瞩目。能源的日趋紧张、全球环境气温的不断升高、环境保护要求的提高和换热器及空冷式换热器及高温、高压换热器带来了日益广阔的应用前景。在地热、太阳能、核能、余热回收、风能的利用上,各国政府都加大了投入资金力度。 国内各研究机构和高等院校研究成果不断推陈出新,在强化传热元件方面华南理工

化工原理课程设计 吸收塔汇总

《化工原理》课程设计 课题: 设计水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收塔设计者:王涛 学号:1043082002 指导老师:曹丽淑

目录 第一章设计任务????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.1设计题目????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.2设计任务及操作条件???????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.3设计内容???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 第二章设计方案???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 2.1设计流程的选择及流程图??????????????????????????????????????????????????????????????????????4 第三章填料塔的工艺设计??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3.1气液平衡关系????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3.2吸收剂用量???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.3计算热效应???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.4定塔径??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.5喷淋密度的校核?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.6体积传质系数的计算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.7填料层高度的计算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.8附属设备的选择???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9第四章设计结果概要??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15第五章设计评价 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 17

最新17-18化工原理课程设计任务题目40+40+40-doc

化工原理课程设计任务书示例一 1 设计题目分离苯―甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计 2 设计参数 (1)设计规模:苯――甲苯混合液处理量________t/a (2)生产制度:年开工300天,每天三班8小时连续生产 (3)原料组成:苯含量为40%(质量百分率,下同) (4)进料状况:热状况参数q为_________ (5)分离要求:塔顶苯含量不低于_____%,塔底苯含量不大于_____% (6)建厂地区:大气压为760mmHg、自来水年平均温度为20℃的某地 3 设计要求和工作量 (1)完成设计说明书一份 (2)完成主体精馏塔工艺条件图一张(A1) (3)完成带控制点的工艺流程简图(A2) 4 设计说明书主要内容(参考) 中文摘要,关键词 第一章综述 1.精馏原理及其在工业生产中的应用 2.精馏操作对塔设备的要求(生产能力、效率、流动阻力、操作弹性、结构、造价和工艺特性等) 3.常用板式塔类型及本设计的选型

4.本设计所选塔的特性 第二章工艺条件的确定和说明 1.确定操作压力 2.确定进料状态 3.确定加热剂和加热方式 4.确定冷却剂及其进出、口温度 第三章流程的确定和说明(附以流程简图) 1.流程的说明 2.设置各设备的原因(精馏设备、物料的储存和输送、必要的检测手段、操作中的调节和重要参数的控制、热能利用) 第四章精馏塔的设计计算 1.物料衡算 2.回流比的确定 3.板块数的确定 4.汽液负荷计算(将结果进行列表) 5.精馏塔工艺尺寸计算(塔高塔径溢流装置塔板布置及浮阀数目与排列) 6.塔板流动性能校核(液沫夹带量校核、塔板阻力校核、降液管液泛校核、液体在降液管中停留时间校核以及严重漏液校核) 7.塔板负荷性能图 8.主要工艺接管尺寸的计算和选取(进料管、回流管、釜液出口管、塔顶蒸汽管、塔底蒸汽管、人孔等) 9.塔顶冷凝器/冷却器的热负荷

化工原理课程设计简易步骤

《化工原理》课程设计说明书 设计题目 学生姓名 指导老师 学院 专业班级 完成时间

目录 1.设计任务书……………………………………………() 2.设计方案的确定与工艺流程的说明…………………() 3.精馏塔的物料衡算……………………………………() 4.塔板数的确定………………………………………() 5.精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算………() 6.精馏段的汽液负荷计算………………………………() 7.精馏段塔体主要工艺尺寸的计算…………………() 8.精馏段塔板主要工艺尺寸的计算…………………………() 9.精馏段塔高的计算…………………………………() 10.精馏段塔板的流体力学验算…………………………() 11.精馏段塔板的汽液负荷性能图………………………() 12.精馏段计算结果汇总………………………………() 13.设计评述……………………………………………() 14.参考文献………………………………………………() 15.附件……………………………………………………() 附件1:附图1精馏工艺流程图………………………() 附件2:附图2降液管参数图……………………………()附件3:附图3塔板布孔图………………………………()

板式塔设计简易步骤 一、 设计方案的确定及工艺流程的说明 对塔型板型、工艺流程、加料状态、塔顶蒸汽冷凝方式、塔釜加热方式等进行说明,并 绘制工艺流程图。(图可附在后面) 二、 精馏塔物料衡算:见教材P270 计算出F 、D 、W ,单位:kmol/h 三、 塔板数的确定 1. 汽液相平衡数据: 查资料或计算确定相平衡数据,并绘制t-x-y 图。 2. 确定回流比: 先求出最小回流比:P 266。再确定适宜回流比:P 268。 3. 确定理论板数 逐板法或梯级图解法(塔顶采用全凝器)计算理论板层数,并确定加料板位置:P 257-258。(逐板法需先计算相对挥发度) 确定精馏段理论板数N 1、提馏段理论板数N 2 4. 确定实际板数: 估算塔板效率:P 285。(①需知全塔平均温度,可由 t-x-y 图确定塔顶、塔底温度,或通过试差确定塔顶、塔底温度,再取算术平均值。②需知相对挥发度,可由安托因方程求平均温度下的饱和蒸汽压,再按理想溶液计算。) 由塔板效率计算精馏段、提馏段的实际板层数N 1’,N 2’:P 284式6-67。 四、 精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 1. 操作压力m p :取2 F D m p p p += 2. 精馏段平均温度m t :查t-x-y 图确定塔顶、进料板温度,再取平均值。或由泡点方程试差法确定塔顶、进料板温度。 3. 平均摩尔质量M Vm 、M Lm :由P 8式0-27分别计算塔顶、进料板处的摩尔质量,再分别 取两处的算术平均值。汽相的摩尔分率查t-x-y 图。 4. 平均密度Vm ρ、Lm ρ: Lm ρ:用P 13式1-7分别计算塔顶、进料板处液相密度,再 取算术平均值。m Vm m Vm T R M p ??= ρ 5. 液体表面张力m σ:由B B A A m x x σσσ+=分别计算塔顶mD σ与进料板mF σ,再取 平均值。 6. 液体粘度m μ:与表面张力的计算类似。 五、 精馏段汽液负荷(Vs 、Ls )计算 V=(R+1)D L=RD

清水吸收二氧化硫化工原理课程设计毕业设计(论文)

摘要 在化工生产中,气体吸收过程是利用气体混合物中,各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异,在气液两相接触是发生传质,实现气液混合物的分离。在化学工业中,经常需将气体混合物中的各个组分加以分离,其目的是: ①回收或捕获气体混合物中的有用物质,以制取产品; ②除去工艺气体中的有害成分,使气体净化,以便进一步加工处理;或除去工业放空尾气中的有害物,以免污染大气。根据不同性质上的差异,可以开发出不同的分离方法。吸收操作仅为其中之一,它利用混合物中各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异,在气液两相接触时发生传质,实现气液混合物的分离。 一般说来,完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分。在化工生产过程中,原料气的净化,气体产品的精制,治理有害气体,保护环境等方面都要用到气体吸收过程。填料塔作为主要设备之一,越来越受到青睐。二氧化硫填料吸收塔,以水为溶剂,经济合理,净化度高,污染小。此外,由于水和二氧化硫反应生成硫酸,具有很大的利用。 本次化工原理课程设计,我设计的题目是:炉气处理量为m3 4200炉气吸过程填料吸收塔设计。本次任务为用水吸收二氧化硫常压填料塔。具体设计条件如下: 1、混合物成分:空气和二氧化硫; 2、二氧化硫的含量:0.05(摩尔分率) 3、操作压强;常压操作 4、进塔炉气流量:h 4200 m3 5、二氧化硫气体回收率:95% 吸收过程视为等温吸收过程。

目录 摘要 .................................................................................................................................................. I 第一章 设计方案的确定 (1) 1.1流程方案 (1) 1.2设备方案 (1) 1.3流程布置 (1) 1.4吸收剂的选择 (1) 第二章 填料的选择 (2) 2.1对填料的要求 (2) 2.2填料的种类和特性 (2) 2.3填料尺寸 (3) 2.4填料材质的选择 (3) 第三章 工艺计算 (4) 3.1气液平衡的关系 (4) 3.2吸收剂用量及操作线的确定 (4) 3.2.1吸收剂用量的确定 (4) 3.2.2操作线的确定 (5) 3.3塔径计算 (5) 3.3.1采用Eckert 通用关联图法计算泛点速率f u : (5) 3.3.2操作气速 (7) 3.3.3塔径计算 (7) 3.3.4喷淋密度U 校核 (7) 3.3.5单位高度填料层压降(Z P )的校核 (8) 3.4填料层高度计算 (9) 3.4.1传质系数的计算 (9) 3.4.2填料高度的计算 (12) 第四章 填料塔内件的类型与设计 (13) 4.1 塔内件的类型 (13) 第五章 辅助设备的选型 (16) 5.1管径的选择 (16) 5.2泵的选取: (17) 5.3风机的选型: (17) 第六章 填料塔附属高度计算 (17) 第七章 分布器简要计算 (18) 第八章 关于填料塔设计的选材 (18) 参考文献 (19) 附录 (20) 附图 (21) 致谢 (22)

化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)(正式版)分解

《化工原理》课程设计水吸收氨气过程填料塔的设计 学院 专业制药工程 班级 姓名 学号 指导教师 2013 年 1 月 15 日

目录 设计任务书 (4) 第一节前言 (3) 1.1 填料塔的有关介绍 (4) 1.2 塔内填料的有关介绍............................. 错误!未定义书签。第二节填料塔主体设计方案的确定 .. (5) 2.1 装置流程的确定 (5) 2.2 吸收剂的选择 (5) 2.3 填料的类型与选择 (7) 2.4 液相物性数据 (6) 2.5 气相物性数据 (8) 2.6 气液相平衡数据 (7) 2.7 物料横算 (7) 第三节填料塔工艺尺寸的计算 (8) 3.1 塔径的计算 (8) 3.2 填料层高度的计算及分段 (9) 3.2.1 传质单元数的计算 (10) 3.2.2 传质单元高度的计算 (10) 3.2.3 填料层的分段 (11) 第四节填料层压降的计算 (12) 第五节填料塔内件的类型及设计 (13) 第六节填料塔液体分布器的简要设计 (13) 参考文献 (15) 对本设计的评述及心得 (15) 附表: 附表1填料塔设计结果一览表 (15) 附表2 填料塔设计数据一览 (15) 附件一:塔设备流程图 (17)

设计任务书 (一)、设计题目:水吸收氨气过程填料吸收塔的设计 试设计一座填料吸收塔,用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为7500 m3/h,其中含氨气为5%(体积分数),要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%(体积分数)。采用清水进行吸收,吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。 (二)、操作条件 (1)操作压力常压 (2)操作温度 20℃. (三)填料类型 选用聚丙烯阶梯环填料,填料规格自选。 (四)工作日 每年300天,每天24小时连续进行。 (五)厂址 厂址为衡阳地区 (六)设计内容 1.吸收塔的物料衡算; 2.吸收塔的工艺尺寸计算; 3.填料层压降的计算; 4.液体分布器简要设计 5.吸收塔接管尺寸计算; 6.绘制吸收塔设计条件图; 7.对设计过程的评述和有关问题的讨论。 (七)操作条件 20℃氨气在水中的溶解度系数为H=0.725kmol/(m3?kPa)。

化工原理课程设计任务书

(封面) XXXXXXX学院 化工原理课程设计任务书 题目: 院(系): 专业班级: 学生姓名: 指导老师: 时间:年月日

目录 1、工艺生产流程线 (4) 2、流程及方案的说明和论证 (4) 3、换热器的设计计算及说明 (5) 4、计算校核 (6) 5、设计结果概要表 (9) 6、设计评价及讨论 (11) 参考文献 (11) 附图:主体设备结构图和花版设计图

化工原理课程设计任务书 一、设计题目:列管式换热器设计。 二、设计任务:将自选物料用河水冷却至生产工艺所要求的温度。 /d; 三、设计条件:1.处理能力:G=29*300 t 物料 2. 冷却器用河水为冷却介质,考虑广州地区可取进口水温度为 20~30℃; 3.允许压降:不大于105 Pa; 4.传热面积安全系数5~15%; 5.每年按330天计,每天24小时连续运行。 四、设计要求:1.对确定的工艺流程进行简要论述; 2.物料衡算、热量衡算; 3.确定列管式换热器的主要结构尺寸; 4.计算阻力; 5.选择适宜的列管式换热器并进行核算; 6.用Autocad绘制列管式冷却器的结构图(3号图纸)、花板布 置图(4号图纸)。 7.编写设计说明书(包括:①封面;②目录;③设计题目(任务 书);④流程示意图;⑤流程及方案的说明和论证;⑥设计计 算及说明(包括校核);⑦主体设备结构图;⑧设计结果概要 表;⑨对设计的评价及问题讨论;⑩参考文献。) 备注:参考文献格式: 期刊格式为:作者姓名.出版年.论文题目.刊物名称.卷号(期号):起止页码 专著格式为:作者姓名.出版年.专著书名.出版社名.起止页码 例:潘继红等.管壳式换热器的分析和计算.北京:科学出版社,1996,70~90 陈之瑞,张志耘.桦木科植物叶表皮的研究.植物分类学报,1991,29(2):127~135 1.工艺生产流程: 物料通过奶泵被送入冷却器后,经管盖进行多次往返方向的流动。冷却后由出料管流出,不合格的物料由回流阀送回冷却器重新冷却,直至符合要求。经过处理的河水由冷却器的进口管流入,由出口管流出,其与牛奶进行逆流交换热量。 牛奶灭菌后温度高达110~115℃,然后进行第一阶段的冷却,冷却到均质温度55~75℃,而后进行均质。无菌均质后,牛奶经过第二阶段的冷却,最终由冷却水冷却至所需的出口温度。本实验所设计的就是第一阶段冷却的列管式换热器。

化工原理实验—吸收

填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定 一、实验目的 1.了解填料吸收塔的结构和流程; 2.了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响; 3.掌握吸收总传质系数K y a 的测定方法 4. 学会使用GC 二、实验原理 吸收操作是分离气体混合物的方法之一,在实际操作过程中往往同时具有净化与回收双重目的。因而,气体出口浓度y 2是度量该吸收塔性能的重要指标,但影响y 2的因素很多,因为吸收传质速率N A 由吸收速率方程式决定。 (一). 吸收速率方程式: 吸收传质速率由吸收速率方程决定 : m y A y aV K N ?=填 或 m y A y A K N ?= 式中: Ky 气相总传系数,mol/m 3.s ; A 填料的有效接触面积,m 2; Δy m 塔顶、塔底气相平均推动力, V 填 填料层堆积体积,m 3; K y a 气相总容积吸收传质系数,mol/m 2.s 。

从前所述可知,N A 的大小既与设备因素有关,又有操作因素有关。 (二).影响因素: 1.设备因素: V 填与填料层高度H 、填料特性及放置方式有关。然而,一旦填料塔制成,V 填就为一定值。 2.操作因素: a .气相总容积吸收传质系数K y a 根据双膜理论,在一定的气温下,吸收总容积吸收传质系数K y a 可表示成: a k m a k a K x y y +=11 又有文献可知:a y G A a k ?=和b x L B a k ?=,综合可得b a y L G C a K ?=,显然K y a 与气体流量及液体流量均有密切关系。比较a 、b 大小,可讨论气膜控制或液膜控制。 b .气相平均推动力Δy m 将操作线方程为:22)(y x x G L y +-= 的吸收操作线和平衡线方程为:y =mx 的平衡线在方格纸上作图,从图5-1中可得知: 2 12 1ln y y y y y m ???-?= ?

化工原理课程设计换热器设计

化工原理 课 程 设 计 设计任务:换热器 班级:13级化学工程与工艺(3)班 姓名:魏苗苗 学号:90 目录 化工原理课程设计任务书 (2) 设计概述 (3) 试算并初选换热器规格 (6) 1. 流体流动途径的确定 (6)

2. 物性参数及其选型 (6) 3. 计算热负荷及冷却水流量 (7) 4. 计算两流体的平均温度差 (7) 5. 初选换热器的规格 (7) 工艺计算 (10) 1. 核算总传热系数 (10) 2. 核算压强降 (13) 设计结果一览表 (16) 经验公式 (16) 设备及工艺流程图 (17) 设计评述 (17)

参考文献 (18) 化工原理课程设计任务书 一、设计题目: 设计一台换热器 二、操作条件:1、苯:入口温度80℃,出口温度40℃。 2、冷却介质:循环水,入口温度℃。 3、允许压强降:不大于50kPa。 4、每年按300天计,每天24小时连续运行。 三、设备型式:管壳式换热器 四、处理能力:109000吨/年苯 五、设计要求: 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。

4、设备简图。(要求按比例画出主要结构及尺寸) 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 六、附表: 1.设计概述 热量传递的概念与意义 热量传递的概念 热量传Array递是指由于 温度差引起 的能量转移, 简称传热。由 热力学第二 定律可知,在 自然界中凡 是有温差存 在时,热就必 然从高温处 传递到低温 处,因此传热

是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。 化学工业与热传递的关系 化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作,多需要进行加热和冷却,例如:化学反应通常要在一定的温度进行,为了达到并保持一定温度,就需要向反应器输入或输出热量;又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中,都要向这些设备输入或输出热量。此外,化工设备的保温,生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题,由此可见;传热过程普遍的存在于化工生产中,且具有极其重要的作用。总之,无论是在能源,宇航,化工,动力,冶金,机械,建筑等工业部门,还是在农业,环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。 应予指出,热力学和传热学既有区别又有联系。热力学不研究引起传热的机理和传热的快慢,它仅研究物质的平衡状态,确定系统由一个平衡状态变成另一个平衡状态所需的总能量;而传热学研究能量的传递速率,因此可以认为传热学是热力学的扩展。 传热的基本方式 根据载热介质的不同,热传递有三种基本方式: 热传导(又称导热)物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导。热传导的条件是系统两部分之间存在温度差。

化工原理课程设计(氨气填料吸收塔设计)

化工原理课程设计任务书设计题目填料吸收塔设计—15 主要内容1、设计方案简介:对给定或选定的工艺流程、主要设备进行简要 论述; 2、主要设备的工艺设计计算:物料衡算、能量衡算、工艺参数的 选定、填料塔结构设计和工艺尺寸的设计计算; 3、辅助设备的选型 4、绘流程图:以单线图的形式描绘,标出主体设备和辅助设备的 物料方向、物流量、能流量。 5、吸收塔的设备工艺条件图 6、编写设计计算说明书 设计参数用清水吸收空气中的NH 3 气体,混合气体处理量5000m3/h,其中NH 3 含量为0.14kg/m3干空气(标态),干空气温度为25℃,相对湿度为 70%,要求净化气中NH 3 含量不超过0.07%(体积分数),气体入口温 度40℃,入塔吸收剂中不含NH 3 ,水入口温度30℃。 设计计划进度布置任务,学习课程设计指导书,其它准备……………0.5天主要工艺设计计算…………………………………………2.5天辅助设备选型计算/绘制工艺流程图……………………1.0天绘制主要设备工艺条件图…………………………………1.0天编写设计计算说明书(考核)……………………………1.0天合计:(1周)………………………………………………6.0天 主要参考文献1. 《化工原理课程设计》,贾绍义等编,天津大学出版社,2002.08 2.《化工原理》(上、下册),夏清,陈常贵主编,天津大学出版社, 2005.01 3. 《化工原理课程设计》,大连理工大学编,大连理工大学出版社, 1994.07 4.《化工工艺设计手册》(第三版)(上、下册),化学工业出版社, 2003.08 5.《化学工程手册》(第二版)(上、下卷),时钧等主编,化学工 业出版社,1998.11 6.《化工设备机械基础》,董大勤编,化学工业出版社,2003.01 7.《化工数据导引》,王福安主编,化工出版社,1995.10 8.《化工工程制图》,魏崇光等主编,化学工业出版社1994.05 9.《现代填料塔技术指南》,王树楹主编,中国石化出版社,1998.08 设计文件要求1.设计说明书不得少于7000字,A4幅面; 2.工艺流程图为A2幅面; 3.设备工艺条件图为A3幅面; 备注

化工原理课程设计范例

专业:化学工程与工艺 班级:黔化升061 姓名:唐尚奎 指导教师:王瑾老师 设计时间: 2007年1月 前言 在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中,气液传质设备必不可少。塔设备就是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。 塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔,后者的代表则为填料塔,在各种塔型中,当前应用最广泛的是筛板塔与浮阀塔。 筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上,但由于对筛板的流体力学研究很少,被认为操作不易掌握,没有被广泛采用。五十年代来,由于工业生产实践,对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践,形成了较完善的设计方法。筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点:生产能力大于10.5%,板效率提高产量15%左右;而压降可降低30%左右;另外筛板塔结构简单,消耗金属少,塔板的造价可减少40%左右;安装容易,也便于清理检修。本次设计就是针对水乙醇体系,而进行的常压二元筛板精馏塔的设计及其辅助设备的选型。由于此次设计时间紧张,本人水平有限,难免有遗漏谬误之处,恳切希望各位老师指出,以便订正。 目录 一、设计任务 二、方案选定 三、总体设计计算-------------------------------05 3.1气液平衡数据------------------------------ 05 3.2物料衡算------------------------------------- 05 3.3操作线及塔板计算------------------------- 06 3.4全塔Et%和Np的计算----------------------06 四、混合参数计算--------------------------------07 4.1混合参数计算--------------------------------07 4.2塔径计算--------------------------------------08 4.3塔板详细计算-------------------------------10 4.4校核-------------------------------------------12 4.5负荷性能图----------------------------------14 五、筛板塔数据汇总-----------------------------16 5.1全塔数据-------------------------------------16 5.2精馏段和提馏段的数据-------------------17 六、讨论与优化-----------------------------------18 6.1讨论-------------------------------------------18 6.2优化--------------------------------------------18

化工原理课程设计换热器的设计

中南大学《化工原理》课程设计说明书 题目:煤油冷却器的设计 学院:化学化工学院 班级:化工0802 学号: 1505080802 姓名: ****** 指导教师:邱运仁 时间:2010年9月

目录 §一.任务书 (2) 1.1.题目 1.2.任务及操作条件 1.3.列管式换热器的选择与核算 §二.概述 (3) 2.1.换热器概述 2.2.固定管板式换热器 2.3.设计背景及设计要求 §三.热量设计 (5) 3.1.初选换热器的类型 3.2.管程安排(流动空间的选择)及流速确定 3.3.确定物性数据 3.4.计算总传热系数 3.5.计算传热面积 §四. 机械结构设计 (9) 4.1.管径和管内流速 4.2.管程数和传热管数 4.3.平均传热温差校正及壳程数 4.4.壳程内径及换热管选型汇总 4.4.折流板 4.6.接管 4.7.壁厚的确定、封头 4.8.管板 4.9.换热管 4.10.分程隔板 4.11拉杆 4.12.换热管与管板的连接 4.13.防冲板或导流筒的选择、鞍式支座的示意图(BI型) 4.14.膨胀节的设定讨论 §五.换热器核算 (21) 5.1.热量核算 5.2.压力降核算 §六.管束振动 (25) 6.1.换热器的振动 6.2.流体诱发换热器管束振动机理 6.3.换热器管束振动的计算 6.4.振动的防止与有效利用 §七. 设计结果表汇 (28) §八.参考文献 (29) §附:化工原理课程设计之心得体会 (30)

§一.化工原理课程设计任务书 1.1.题目 煤油冷却器的设计 1.2.任务及操作条件 1.2.1处理能力:40t/h 煤油 1.2.2.设备形式:列管式换热器 1.2.3.操作条件 (1).煤油:入口温度160℃,出口温度60℃ (2).冷却介质:循环水,入口温度17℃,出口温度30℃ (3).允许压强降:管程不大于0.1MPa,壳程不大于40KPa (4).煤油定性温度下的物性数据ρ=825kg/m3,黏度7.15×10-4Pa.s,比热容2.2kJ/(kg.℃),导热系数0.14W/(m.℃) 1.3.列管式换热器的选择与核算 1.3.1.传热计算 1.3. 2.管、壳程流体阻力计算 1.3.3.管板厚度计算 1.3.4.膨胀节计算 1.3.5.管束振动 1.3.6.管壳式换热器零部件结构 §二.概述 2.1.换热器概述 换热器是化工、炼油工业中普遍应用的典型的工艺设备。在化工厂,换热器的费用约占总费用的10%~20%,在炼油厂约占总费用35%~40%。换热器在其他部门如动力、原子能、冶金、食品、交通、环保、家电等也有着广泛的应用。因此,设计和选择得到使用、高效的换热器对降低设备的造价和操作费用具有十分重要的作用。 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,即简称换热器,是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。 换热器的类型按传热方式的不同可分为:混合式、蓄热式和间壁式。其中间壁式换热器应用最广泛,如表2-1所示。 表2-1 传热器的结构分类

化工原理课程设计填料吸收塔的设计

化工原理课程设计填料吸收塔的设计

课程设计 题目:填料吸收塔的设计 教学院:化学与材料工程学院 专业:化学工程与工艺(精细化工方向) 学号: 学生姓名: 指导教师:

年5月31日 《化工原理课程设计》任务书 ~年第2学期 学生姓名:专业班级:化学工程与工艺( ) 指导教师:工作部门:化工教研室 一、课程设计题目:填料吸收塔的设计 二、课程设计内容(含技术指标) 1. 工艺条件与数据 煤气中含苯2%(摩尔分数),煤气分子量为19;吸收塔底溶液含苯≥0.15%(质量分数);吸收塔气-液平衡y*=0.125x;解吸塔气-液平衡为y*=3.16x;吸收回收率≥95%;吸收剂为洗油,分子量260,相对密度0.8;生产能力为每小时处理含苯煤气m3;冷却水进口温度<25℃,出口温度≤50℃。 2. 操作条件 吸收操作条件为:1atm、27℃,解吸操作条件为:1atm、120℃;连续操作;解吸气流为过热水蒸气;经解吸后的液体直接用作吸收剂,正常操作下不再补充新鲜吸收剂;过程中热效应忽略不计。 3. 设计内容 ① 吸收塔、解吸塔填料层的高度计算和设计;

② 塔径的计算; ③ 其它工艺尺寸的计算。 三、进度安排 1.5月14日:分配任务; 2.5月14日-5月20日:查询资料、初步设计; 3.5月21日-5月27日:设计计算,完成报告。 四、基本要求 1. 设计计算书1份:设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点,列出设计主要技术数据,对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计算结果,对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。 设计说明书应附有带控制点的工艺流程图。 设计说明书具体包括以下内容:封面;目录;绪论;工艺流程、设备及操作条件;塔工艺和设备设计计算;塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算;设计结果概览;附录;参考文献等。 2. 图纸1套:包括工艺流程图(3号图纸)。 教研室主任签名: 年月日

《化工原理课程设计》指南(doc 8页)

《化工原理课程设计》指导书 一、课程设计的目的与性质 化工原理课程设计是化工原理课程的一个实践性、总结性和综合性的教学环节,是学生进一步学习、掌握化工原理课程的重要组成部分,也是培养学生综和运用课堂所学知识分析、解决实际问题所必不可少的教学过程。 现代工业要求相关工程技术人员不仅应是一名工艺师,还应当具备按工艺要求进行生产设备和生产线的选型配套及工程设计能力。化工原理课程设计对学生进行初步的工程设计能力的培养和训练,为后续专业课程的学习及进一步培养学生的工程意识、实践意识和创新意识打下基础。 二、课程设计的基本要求 (1)在设计过程中进一步掌握和正确运用所学基本理论和基本知识,了解工程设计的基本内容,掌握设计的程序和方法,培养发现问题、分析问题和解决问题的独立工作能力。 (2)在设计中要体现兼顾技术上的先进性、可行性和经济上的合理性,注意劳动条件和环境保护,树立正确的设计思想,培养严谨、求实和科学的工作作风。 (3)正确查阅文献资料和选用计算公式,准确而迅速地进行过程计算及主要设备的工艺设计计算。 (4)用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想和计算结果。 三、设计题目 题目Ⅰ:在生产过程中需将3000kg/h的某种油(在90℃时,密度为825kg/m3;定压比容为2.22kJ/kg·℃;导热系数为0.140W/m·℃;粘度为0.000715Pa·s;污垢热阻为0.000172m2·℃/W)从140℃冷却至40℃,压力为0.3MPa,冷却介质采用循环水,循环冷却水的压力为0.4MPa,循环水的入口温度为35℃,出口温度为45℃。设计一列管式换热器满足上述生产需要。 题目Ⅱ:在生产过程中需将5000kg/h的某种油(在90℃时,密度为825kg/m3;定压比容为2.22kJ/kg·℃;导热系数为0.140W/m·℃;粘度为0.000715Pa·s;污垢热阻为0.000172m2·℃/W)从140℃冷却至40℃,压力为0.3MPa,冷却介质采用循环水,循环冷却水的压力为0.4MPa,循环水的入口温度为35℃,出口温度为45℃。设计一列管式换热器满足上述生产需要。 题目Ⅲ:在生产过程中需将7000kg/h的某种油(在90℃时,密度为825kg/m3;定压比容为2.22kJ/kg·℃;导热系数为0.140W/m·℃;粘度为0.000715Pa·s;污垢热阻为0.000172m2·℃/W)从140℃冷却至40℃,压力为0.3MPa,冷却介质采用循环水,循环冷却水的压力为0.4MPa,循环水的入口温度为35℃,出口温度为45℃。设计一列管式换热器满足上述生产需要。

相关文档
相关文档 最新文档