第五章 精馏塔物料平衡控制DCS系统设计

第五章 精馏塔物料平衡控制 DCS 系统设计 5.1 DCS 系统硬件设计 JX-300X DCS 系统的硬件配置包括：① 通信系统：通信系统是选择 DCS 系统的 关键环节之一。随着计算机网络通信技术的发展和市场的需求，大多数 DCS 系统都 以开放系统为标准来设计其通信系统。② 人-机接口：人-机接口是 DCS 系统的操作 站部分。 ③ 接口单元： 这里的接口单元是指 DCS 系统与本系统之外产品的接口单元。 主要有 DCS 系统与上位计算机的接口， 与气相工业色谱的接口及与可编程控制器的 接口。 高可靠性是过程控制系统的第一要求。冗余技术是计算机系统可靠性设计中常采用 的一种技术，是提高计算机系统可靠性的最有效方法之一。控制系统从结构上充分 地采用了冗余技术。本系统对于主控卡 XP243X、数据转发卡 XP233、重要 I/O 点对 应的 I/O 卡件、网络通讯等都设计了 1:1 冗余，采用冗余结构不仅能避免控制系统 的局部故障扩大事故，保证机组安全稳定运行，同时也保证设备故障的在线排除， 从而消除事故隐患。本系统的卡件备用硬件实时监听工作硬件信息，内部数据实时 与工作硬件保持一致，一旦工作硬件出现故障，备用硬件即可随时参与工作，不存 在切换问题，也就避免了切换时对系统造成的扰动。本系统配置如图 4.1 所示。系 统安装完成后可使用 ping 指令进行调试，使其设备间彼此都实现通讯。 脱丁烷塔测点不是很多，经过整理得到实际测点 15 个，其中 AI 点 6 个，AO 点 7 个,DI 点 1 个，DO 点 1 个，据此得出系统硬件配置，如表 5.1 所示。 表 5.1 序号 1 2 3 名称 I/0 机笼 数据转发卡
主控制卡
系统硬件配置 型号
SP211 SP233 SP243X
单位
个 块 块
数量 1 2 2

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
电源箱机笼 电源电流信号输入卡 电流信号输入卡 模拟量输出卡 触点型开关输入卡 晶体管触点开关量输出卡 开关量转接端子板 空卡 操作员键盘 机柜 Scnet 网卡 操作站主机 显示器 立式操作台 集线器
SP251 SP251-1 SP313 SP322 SP363 SP362 SP590 SP000 SP032 SP202 SP023 DELL/GX-260 DELL,P1130 SP071 SP423
个 个 块 块 块 块 块 块 个
个 块 台 台
1 2 4 4 1 1 1 6 1
1 2 1 1
台 个
1 2
5.2 DCS 系统的组态设计 5.2.1 I/O 组态 确定了系统的硬件配置，这样可以开始进行主机设置。 该系统测点较少，需要一个控制站，一个操作站、工程师站，分别命名为 OS130、 ES130。

图 5.1 主机设置
主机设置完成以后，可以进行控制站的 I/O 组态，I/O 组态主要包括下面的一 些内容： 1. 数据转发卡设置 2. I/O 卡件设置 3. 信号点设置 数据转发卡组态是对某一控制站内部的数据转发卡在SBUS-S2 网络上的地址以 及卡件的冗余情况等参数进行组态。 根据本例的项目配置，可知，控制站中只有一对冗余的数据转发卡，即数据转 发卡要和主控制卡放在同一个I/O 机笼，对于放置了主控制卡的机笼，必须将该机 笼的数据转发卡的地址设置成00 和01。所以在地址栏中，需要填写的地址为“00” 。 型号为SP233 。 本例中系统采用的数据转发卡为冗余配置，这样与地址为“00”的数据转发卡 冗余的那块卡件就不必重新设置了，系统会根据冗余规则自动识别该机笼的另一块

数据转发卡的地址“01” 。 接下来为 I/O 卡件设计，根据表 5.1 硬件配置，设计机笼装置表，见表 5.2： 表 5.2 机笼装置表
1 2 3 4 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
冗余 S P 2 4 3 X S P 2 4 3 X
冗余 S P 2 3 3 S P 2 3 3
冗余 S P 3 1 3 S P 3 1 3
冗余 S P 3 1 3 S P 3 1 3
冗余 S P 3 2 2 S P 3 2 2
冗余 S P 3 2 2 S P 3 2 2 S P 3 6 3 S P 3 6 2 S P 0 0 0 S P 0 0 0 S P 0 0 0 S P 0 0 0 S P 0 0 0 S P 0 0 0
图 5.3 I/O 卡件组态 如将当前选定的 I/O 卡件设为冗余单元，设为冗余单元的 I/O 卡件不再进行下 一步的信号点组态。地址定义当前 I/O 卡件在 SBUS 网上的地址，地址值 00～09。

I/O 卡件的组态地址应与它在机笼中的槽位编号相匹配， 并且地址编号不可重复。 类 型单击类型框右部的下拉式按钮选中当前组态 I/O 卡件的类型。 JX-300XP DCS 提供 多种 I/O 卡件以供用户选择。 I/O 输入对话框的 I/O 卡件表中列出了挂接在当前数据转发卡下已组态的 I/O 卡 件的各项设置，可在其中选定某一 I/O 卡件进行 I/O 点的组态。各个信号点的参数 属性、趋势、报警等信息都可以再 I/O 点组态对话框中进行设置。电流信号输入卡 的各点信息如图 5.4 所示：
图 5.4 信号点组态 I/O 类型项选定当前信号点信号的输入 / 输出类型，类型包括：模拟信号输入 （AI） 、模拟信号输出（AO） 、开关信号输入（DI） 、开关信号输入（DO） 、脉冲信 号输入（PI）五种类型。地址项定义指定信号点在当前 I/O 卡件上的编号。信号点 的编号应与信号接入 I/O 卡件的接口编号匹配，不可重复使用。不同的 I/O 卡件可 接的信号点数不同，因此它们的地址数也不同。 信号点参数设置组态依据信号点输入/输出（I/O）类型的不同，可分为模拟量输 入信号点组态、模拟量输出信号点组态、开关量输入信号点组态、开关量输出信号 点组态、脉冲量输入信号点组态五个不同的组态对话框。组态软件将根据用户的设

定，自动决定进入哪个对话框进行组态。 对模拟输入信号，控制站根据信号特征及用户设定的要求做一定的输入处理， 系统依据组态的设定要求，逐次进行温压补偿、滤波、开方、报警、累积等处理。 经过输入处理的信号已经转化为一个无单位的百分型信号量，即无因次信号。 在位 号项填入当前信号点在系统中的位号。每个信号点在系统中的位号应是唯一的。 操作站的软件都是通过位号来引用信号点。
当信号需加报警时，选中报警项，打开其后的上上限/下下限、上限/下限、报警 死区和报警等级六项。在上上限/下下限、上限/下限各项中填入适当报警限值，各项 数值当然应有上上限＞上限＞下限＞下下限，且在信号量程内。在报警死区项中填 入死区的大小，在报警等级项中填入该信号的报警优先级。在报警处理中加入报警 死区是因为如果信号在小范围内会频繁波动，那么当信号接近报警限时，系统将出 现频繁的报警而给操作带来不必要的麻烦，为避免此类情况的发生，需在报警处理 中加入报警死区处理，死区的大小取决于信号频繁波动范围的大小。 模拟量输出信号输出的是一个控制阀位（即阀门开度）的百分量信号。输出信 号制为 II 型或 III 型。控制阀的特性为气开阀或气闭阀。

图 5.5 模拟量输出设置 开入信号是数字信号， 开/关状态表述（ON/OFF 状态描述、ON/OFF 颜色） ， 分别对开关量信号的开（ON）/ 关（OFF）状态进行描述和颜色定义。当信号需加 报警时，打开其后的报警状态、报警描述和报警颜色项。
图 5.6 开关量输出设置 开关量输出信号是数字信号， 开/关状态表述（ON/OFF 状态描述、ON/OFF 颜 色） ，分别对开关量信号的开（ON）/ 关（OFF）状态进行描述和颜色定义。当信号 需加报警时，可打开其报警状态、报警描述和报警颜色项。

通过软件组态，可以使卡件响应频率型或累积型输入信号。卡件在对频率型或累 积型信号进行处理时，都可以计算出输入信号的瞬时值与累积值。 脉冲量信号有频率型、 累积型两种类型。 当信号频率较高 （一般在 2KHz 以上） ， 同时工艺对瞬时流量精度要求高的场合，应选用频率型（当信号频率较低（ 2KHz 以下） ，同时工艺对总流量累积精度要求高的场合，应选用累积型。累积型、频率型 的选择只是使卡件执行不同的算法，在监控画面中显示的只有瞬时流量，需要累积 量时，还须选择累积，并填写正确的累积系数。在选择 “累积型”时，由于输入频率 低，瞬时流量在计算时会有抖动，导致瞬时流量精度较差。
5.2.2 控制方案组态
完成系统 I/O 组态后，就可以进行系统的控制方案组态。控制方案组态分为常 规控制方案组态和通过图形组态编写的用户自定义控制方案组态。本次设计单回路 统一采用自定义回路组态，其对话框和回路信息输入如下图所示：
图 5.7 回路输入对话框 当把所有的回路信息输入完成之后，即可进行控制算法的组态。在图像编程中 建立 FBD 段落， 调用辅助模块库的控制模块， 简单设置模块参数即可完成回路组态。

下图所示为单回路功能块：
图 5.8 单回路功能块 该模块是对在自定义回路中声明的单回路进行定义，确定它的输入输出，组成 一个控制回路。所要控制的对象做为系统的输入(PV)，回路的输出（MV）到能够改 变控制对象值的执行机构上。将它在自定义回路中所对应的位号组入监控画面中， 可在监控画面中对其进行参数设置。该模块是 PID 单回路控制模块，流程图 5.8 所 示：
图 5.10
单回路回路组态
该流程塔压分程回路采用图形组态，组态图如下： （补）

图 5.11 塔压分程回路
5.2.3 监控画面组态
操作站上监控操作画面的组态有成为操作组态，是面向操作人员的 PC 操作平 台的定义。它主要包括标准画面组态、流程图登录、报表登录、自定义键组态、语 音报警组态五部分。在进行操作组态前，必须先进行系统单元登录及控制组态，只 有当这些组态信息已经存在，操作组态才有意义。监控登陆画面如图 4.15 所示。 系统标准画面组态是指对系统已定义格式的标准操作画面进行组态。包括总貌 画面、趋势曲线、控制分组、数据一览四种操作画面的组态。 系统总貌画面是为了系统观察、操作方便，将需要观察、操作的控制组、趋势 图、流程图、仪表数据等组织起来，形成的一个系统监控目录。 系统的趋势曲线画面可以显示登录数据的历史趋势。在此项中可以指定当前页 中所有趋势曲线共同的记录周期。同一趋势画面中的所有趋势曲线必须有相同的记

录周期，时间单位?秒?。记录周期必须为整数秒，取值范围为 1～3600。 系统的仪表分组画面可以实时显示登录仪表的当前状态。 系统的数据一览画面可以实时显示与登录位号对应的测量值及单位。 系统流程图登录是通过流程图登录组态对话框完成的。单击编辑按钮，将启动 流程图制作软件，对当前选定的流程图文件进行编辑组态。 系统报表登录是通过报表登录组态对话框完成的。单击编辑按钮可启动报表制 作软件，进行报表编辑。 实时监控软件支持功能强大的操作员键盘，可通过组态软件的自定义键组态对 其进行操作组态。 实时监控软件支持声卡语音报警。系统语音报警组态是通过语音报警组态对话 框完成的。下面分别给出了监控界面登陆画面、总貌画面、流程图、数据一览画面、 参数调整画面、分组控制画面、趋势画面和故障诊断画面。
图 5.12 系统总貌画面

图 5.13 精馏塔流程图
5.3
DCS 系统网络设计
通讯网络是 DCS 系统得以正常运行的重要部分，Webfield JX-300XP DCS 的通 讯网络自上而下分为四层：第一层是信息管理网，用户可根据实际情况选用；第二 层是过程信息网 SOnet，即 C 网；第三层是过程控制网 SCnetⅡ，系统采用 1:1 冗余 的高速工业以太网，互为冗余的两网分别叫做 A、B 网；第四层网络是控制站内部 I/O 控制总线 SBUS。系统的网络结构图如下：

图 5.14 系统网络结构图 本设计中将采用二网合一的网络架构方案，所谓“二网合一” ，即将过程信息网 C 网和过程控制网的 B 网合并成一个网络，这样可以在硬件上节省一个交换机的成 本。具体网络 IP 设置方案如下： 过程控制 A 网的网络号为：128.128.1，即主控卡、操作站网卡在 A 网 IP 地址 为：128.128.1.XXX；B 网的网络号为：128.128.2，即主控卡、操作站网卡在 B 网 IP 地址为： 128.128.2.XXX； 其中“XXX”在控制站中由主控制卡拨码开关决定(2—127)， 在操作站中由软件设定(129—200)。 过程信息网 C 网 IP 地址格式为 128.128.5.XXX， 其中 128.128.5 为网络码，主机码 XXX 等于在控制网上的主机码。采用二网合一的 方案时， 只需在计算机 B 网的网卡中多配置一个虚拟的 IP 地址:128.128.5.XXX 即可， 二网合一方案示意图如下：

图 5.15 二网合一方案示意图
5.4
DCS 系统外配设计
“外配” ，主要是指 DCS 以外的硬件设备及必要时连接 DCS 与执行机构、DCS 与检测单元的中间设备。外配设计是 DCS 系统总体设计的重要一环，包括电源及供 电设计、三、四线制外供电仪表设计、端子板、安全栅、隔离器、防雷栅等部分的 设计内容。由于系统防爆设计对于整个系统的安全可靠运行极其重要，这里主要讨 论安全栅的设计内容。 安全栅（safety barrier） ，是接在本质安全电路和非本质安全电路之间的隔离器 件。它是将供给本质安全电路的电压或电流限制在一定安全范围内的装置,其 核心 元件为齐纳二极管，限流电阻及快速熔断丝，它能在安全区和危险区之间双向转递 电信号，并可限制因故障引起的安全区向危险区的能量转递，工作原理如下图所示：
图 5.16 安全栅隔离原理图

安全栅分为齐纳式安全栅和隔离式安全栅两类。齐纳式安全栅，电路中采用快 速熔断器、限流电阻或限压二极管以对输入的电能量进行限制，从而保证输出到危 险区的能量。它相当于一个保险丝，当出现过高电流电压时，保险丝烧断，达到保 护现场的目的。隔离式安全栅，采用了将输入、输出以及电源三方之间相互电气隔 离的电路结构，限制到现场的电流电压在安全防爆的范围内，使现场无法达到火花 电压电流。 比较两类安全栅可以发现，齐纳栅原理简单、电路实现容易，价格低廉，但因 由于其自身原理的缺陷使其应用中的可靠性受到很大影响，并限制了其应用范围， 其原因如下：1、安装位置必须有非常可靠的接地系统，并且该齐纳栅的接地电阻必 须小于 1Ω ，否则便失去防爆安全保护性能，显然这样的要求是十分苛刻并在实际 工程应用中难以保证。2、要求来自危险区的现场仪表必须是隔离型，否则通过齐纳 栅的接地端子与大地相接后信号无法正确传送，并且由于信号接地，直接降低信号 抗干扰能力，影响系统稳定性。3、齐纳栅对电源影响较大，同时也易因电源的波动 而造成齐纳栅的损坏。而隔离栅的有很多优点，诸如：1、可以将危险区的现场回路 信号和安全区回路信号有效隔离。这样本安自控系统不需要本安接地系统，简化了 本安防爆系统应用时的施工。2、使用隔离栅，大大增强了检测和控制回路的抗干扰 能力，提高系统可靠性。3、允许现场仪表接地，允许现场仪表为非隔离型的。4、 隔离栅有保护功能电路，意外损坏的可能性较小，允许现场仪表带电检修，可缩短 工程开车准备时间和减少停车时间。 本设计采用了安全栅技术实现本安侧现场的防爆要求。

精馏塔中的物料衡算

3.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 3.4.1操作温度的计算 1.)塔顶温度计算 查文献乙醇-水溶液中乙醇摩尔分数为0.70和0.80时,其沸点分别为78.7℃78.4℃塔顶温度为 D T ,则由内插法: 0.7078.7 0.800.7078.478.7D D x T --=--, 78.24D T ?=℃ 3.)塔釜的温度 查文献乙醇-水溶液中乙醇摩尔分数为0.00和0.05时,其沸点分别为100℃和90.6℃设塔顶温度为 W T ,则由内插法: 0.00100 0.050.0090.6100 W W x T --=--, 96.92W T ?=℃ 则 精馏段的平均温度: 278.2482.13 80.192 m T +==℃ 提馏段的平均温度: 196.9282.13 89.532 m T += =℃ 3.4.2操作压强 塔顶压强：P D =100 kpa 取每层塔板压降:ΔP=133.322 pa 则 进料板压力: 1000.77104.9F P kpa =+?= 塔釜 压力: 1000.77104.9W P kpa =+?= 则 精馏段的平均操作压强: 1100104.9 102.52 m P kpa +== 提馏段的平均操作压强: 2110.5104.9 107.72m P +== .）液相的平均密度 0.843 D x =0.013W x =

由 1 1 i i i n αρρ ==∑ 计算 （1.）对于塔顶 078.24D T C = 查文献 3741.83/A kg m ρ=，3972.9/B kg m ρ= 质量分率 ()0.84346.07 0.93210.84346.0710.84318.02 A α?= =?+-? 10.0679B A αα=-= 则 1A B D A B ααρρρ= +?A B A LB D 1L ρααρρ=+ D ρ31775.2/0.93210.0679 763.6972.9 m kg ==+ （2.）对于进料板 82.13F T C = 查文献 3739.6/A kg m ρ=，3970.50/B kg m ρ= 质量分率 ()0.215746.07 0.41270.215746.0710.215718.02 A α?= =?+-? 10.5102B A αα=-= 则 1A B F A B ααρρρ= +?A B A LB 1F L ρααρρ=+ F ρ31862.1/0.41270.5873 739.6970.5 m kg ==+ （3.）对于塔釜 096.92W T C = 160.009195x = 查文献 3721.2/A kg m ρ=，3955.1/B kg m ρ=

板式精馏塔项目设计方案

板式精馏塔设计方案 第三节精馏方案简介 (1) 精馏塔的物料衡算； (2) 塔板数的确定： (3) 精馏塔的工艺条件及有关物件数据的计算； (4) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算； (5) 塔板主要工艺尺寸的计算； (6) 塔板的流体力学验算： (7) 塔板负荷性能图； (8) 精馏塔接管尺寸计算； (9) 绘制生产工艺流程图； (10) 绘制精馏塔设计条件图； (11) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 设计方案的确定及工艺流程的说明 原料液由泵从原料储罐中引岀，在预热器中预热至84 C后送入连续板式精馏塔(筛板塔)，塔顶上升蒸汽 流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液，其余作为产品经冷却至25 C后送至产品槽；塔釜采用热虹吸立式再沸器提供气相流，塔釜残液送至废热锅炉。 第四节：精馏工艺流程草图及说明

、流程方案的选择

1. 生产流程方案的确定: 原料主要有三个组分：C2°、C3二、C3°,生产方案有两种：（见下图A , B ）如 任务书规定： 图（A ） 为按挥发度递减顺序采出，图（B ）为按挥发度递增顺序采出。在基本有机化工 生产过程中，按挥发度递减的顺序依次采出馏分的流程较常见。 因各组分采出之 前只需一次汽化和冷凝，即可得到产品。而图（B ）所示方法中，除最难挥发组 分外。其它组分在采出前需经过多次汽化和冷凝才能得到产品， 能量（热量和冷 量）消耗大。并且，由于物料的循环增多，使物料处理量加大，塔径也相应加大， 再沸器、冷凝器的传热面积相应加大，设备投资费用大，公用工程消耗增多，故 应选用图（A ）所示的是生产方案。 2. 工艺流程分离法的选择： 在工艺流程方面，主要有深冷分离和常温加压分离法。 脱乙烷塔，丙烯精制 塔采用常温加压分离法。因为 C2, C3在常压下沸点较低呈气态采用加压精馏沸 点可提高，这样就无须冷冻设备，可使用一般水为冷却介质，操作比较方便工艺 简单，而且就精馏过程而言，获得高压比获得低温在设备和能量消耗方面更为经 济一些，但高压会使釜温增加，引起重组分的聚合，使烃的相对挥发度降低，分 离难度加大。可是深冷分离法需采用制冷剂来得到低温， 采用闭式热泵流程，将 精馏塔和制冷循环结合起来，工艺流程复杂。综合考滤故选用常温加压分离法流 程。 1、 脱乙烷塔：根据原料组成及计算：精馏段只设四块浮伐 塔板,塔顶采用分 凝器、全回流操作 2、 丙烯精制塔：混合物借精馏法进行分离时它的难易程度取决 于混合 物的沸点差即取决于他们的相对挥发度丙烷一丙烯的 C2 C3 = C3 ° iC4 W% 5.00 73.20 20.80 0.52 0.48 100 工艺特点: 原料 C 工 C 。 (A ) (B )

吸收塔的计算

第4节吸收塔的计算 吸收过程既可在板式塔内进行，也可在填料塔内进行。在板式塔中气液逐级接触，而在填料塔中气液则呈连续接触。本章对于吸收操作的分析和计算主要结合连续接触方式进行。 填料塔内充以某种特定形状的固体填料以构成填料层。填料层是塔实现气、液接触的主要部位。填料的主要作用是：①填料层内空隙体积所占比例很大，填料间隙形成不规则的弯曲通道，气体通过时可达到很高的湍动程度；②单位体积填料层内提供很大的固体表面，液体分布于填料表面呈膜状流下，增大了气、液之间的接触面积。 通常填料塔的工艺计算包括如下项目： （1）在选定吸收剂的基础上确定吸收剂的用量； （2）计算塔的主要工艺尺寸，包括塔径和塔的有效高度，对填料塔，有效高度是填料层高度，而对板式塔，则是实际板层数与板间距的乘积。 计算的基本依据是物料衡算，气、液平衡关系及速率关系。 下面的讨论限于如下假设条件： （1）吸收为低浓度等温物理吸收，总吸收系数为常数； （2）惰性组分B在溶剂中完全不溶解，溶剂在操作条件下完全不挥发，惰性气体和吸收剂在整个吸收塔中均为常量； （3）吸收塔中气、液两相逆流流动。 吸收塔的物料衡算与操作线方程式 全塔物料衡算图2－12所示是一个定态操作逆流接触的吸收塔，图中各符号的意义如下：

V －惰性气体的流量，kmol （B ）／s ； L —纯吸收剂的流量，kmol （S ）／S ； Y 1；、Y 2—分别为进出吸收塔气体中溶质物质量的比，kmol （A ）／kmol （B ）；X 1、X 2——分别为出塔及进塔液体中溶质物质量的比，kmol （A ）／kmol （S ）。注意，本章中塔底截面一律以下标“l ”表示，塔顶截面一律以下标“2”表示。 在全塔范围内作溶质的物料衡算，得： VY 1＋LX 2＝VY 2＋LX 1 或V （Y 1－Y 2）＝L （X 1－X 2） （2－38） 一般情况下，进塔混合气体的流量和组成是吸收任务所规定的，若吸收剂的流量与组成已被确定，则V 、Y 、L 及X 2。为已知数，再根据规定的溶质回收率，便可求得气体出塔时的溶质含量，即： Y 2＝Y l （1－фA ） （2－39） 式中фA 为溶质的吸收率或回收率。 通过全塔物料衡算式2－38可以求得吸收液组成X 1。于是，在吸收塔的底部与顶部两个截面上，气、液两相的组成Y 1、X l 与Y 2、X 2均成为已知数。 2．吸收塔的操作线方程式与操作线 2 1 图2-12 物料衡算示意图

精馏塔的物料衡算

1 精馏塔的物料衡算 1.1 原料液及塔顶和塔底的摩尔分率 甲醇的摩尔质量 A M =3 2.04kg/kmol 水的摩尔质量 B M =18.02kg/kmol 315.002 .18/55.004.32/45.004 .32/45.0=+= F x xD=(0.98/32.04)/(0.98/32.04+0.02/18.02)=0.898 1.2 原料液及塔顶和塔底产品的平均摩尔质量 F M =0.315?32.04+(1-0.315) ?18.02=22.44kg/kmol D M =0.898?32.04+(1-0.898) ?18.02=30.61kg/kmol 1.3 物料衡算 原料处理量 F=17500000/(330?24?22.4)=98.467kmol/h 总物料衡算 98.467=D+W 甲醇物料衡算 ωX +=?W D 898.0315.0467.98 联立解得 D=48.462kmol/h W=93.136kmol/h Xw=0.001 W M =0.001?32.04+(1-0.001) ?18.02=18.03kg/kmol 2 塔板数的确定 2.1 理论板层数N T 的求取 2.1.1 相对挥发度的求取 表1：甲醇的x-y-t 平衡表， 温度/℃ x y 温度/℃ x y 100 0 0 71.3 59.37 81.83

92.9 5.31 28.34 70.0 68.49 84.92 90.3 7.67 40.01 68.0 85.62 89.62 88.9 9.26 43.53 66.9 87.41 91.94 85.0 13.15 54.55 64.7 100 100 81.6 20.83 62.73 78.0 28.18 67.15 73.8 46.20 77.56 72.7 52.92 79.71 将表1中x-y 分别代入) 1()1(A A A A y x y x --=α得表2 表2：甲醇的α-t 表 温度/℃ 挥发度 温度/℃ 挥发度 92.9 7.05 72.7 3.50 90.3 8.03 71.3 3.08 88.9 7.55 70.0 2.59 85.0 7.93 68.0 1.45 81.6 6.40 66.9 1.63 78.0 5.27 73.8 4.02 所以==∑1212...21a a a m α 4.2 2.1.2进料热状态参数q 值的确定 根据t-x-y 图查得x F =0.315的温度t 泡=77.6℃ 冷液进料：60℃ t m =2 6.7760+=68.8℃ 查得该温度下甲醇和水的比热容和汽化热如下： 比热（68.8℃）kJ/kg K 汽化热（77.6℃）kJ/kg 水 4.186 2334.39 甲醇 2.84 1091.25 则Cp=2.84×0.315+4.186×0.685=3.7579 kJ/kg K r 汽=1091.25×0.315+2334.39×0.685=1942.8 kJ/kg

循环水系统加药系统方案要点

2000m3/h，2×1500m3/h 循环水系统投药系统 设 计 方 案 苏州得润水处理设备有限公司 2010年10月

目录 一、概述 (2) 二、循环冷却水处理设计的原则和要求 (2) 三、工艺流程的确定 (3) 四、循环水系统设计参数 (4) 五、设计规范标准 (6) 六、药剂选用原则 (7) 七、补充水及旁滤处理 (7) 八、循环水处理 (7) 九、清洗与预膜处理 (10) 十、药剂的选用及投药量 (13) 十一、投药设备的选型 (14) 十二、供货清单 (16) 十三、设备的投资概算 (16)

一、概述 在冷却水循环使用的过程中，通过冷却构筑物的传热与传质交换，循环水中Ca2+、Mg2+、CL-、 2 SO等离子，溶解性固体，悬浮物相应增加，空气中污染物如 4 尘土、杂物、可溶性气体和换热器物料渗漏等均可进入循环水，致使微生物大量繁殖和在循环冷却水系统的管道中产生结垢、腐蚀和粘泥，造成换热器换热效率降低，能源浪费，过水断面减少，通水能力降低，甚至使设备管道腐蚀穿孔，酿成事故。 循环冷却水处理的目的就在于消除或减少结垢、腐蚀和生物粘泥等危害，使系统可靠地运行。 循环水中能产生的盐垢有许多种，如碳酸钙、硫酸钙、碳酸镁、氢氧化锰、硅酸钙等，其中以碳酸钙垢最为常见，危害最大。 二、循环冷却水处理设计的原则和要求 1、安全生产、保护环境、节约能源、节约用水是在工业循环冷却水处理设计中需要贯彻的国家技术方针政策的几个重要方面。在符合安全生产要求方面：循环冷却水处理不当，首先会使用权冷却设备产生不同程度的结垢和腐蚀，导致能耗增加，严重时不仅会损坏设备，而且会引起工厂停车、停产和减产的生产事故，造成极大的经济损失。因此，安全生产首先应保证循环冷却水处理设施连续、稳定地运行并能达到预期的处理要求。其次，在循环冷却水处理的各个环节如循环水处理、旁流水处理、补充水处理及辅助生产设施如仓库、加药间等，设计中都应考虑生产上安全操作的要求。特别是使用的各种药剂如酸、碱、阻垢剂、杀菌灭藻剂等，常常是有腐蚀性、有素，对人体有害的。因此，对各种药剂的贮存、运输、配制和使用，设计上都必须有保证工作人员卫生、安全的设施。并按使用药剂的特性，具体考虑其防火、防腐、防素、防尘等安全生产要求。 2、循环冷却水处理，可以概括为去除悬浮物、控制泥垢、控制腐蚀及微生物等四个方面。 3、敞开式循环冷却水系统中冷却水吸收热量后，以冷却塔与大气直接接触，二氧化碳逸散，溶解氧和浊度增加，水中溶解盐类浓度增加以及工艺介质泄漏等，使循环水水质恶化，给系统带来结垢、腐蚀、污泥和菌藻问题。

精馏段和提馏段操作线方程

《精馏段和提馏段操作线方程》教学设计

线方程可通过塔板间的物料衡算求得。 在连续精馏塔中，因原料液不断从塔的中部加入，致使精馏段和提馏段具有不同的操作关系，现分别予以讨论。 讲授新知讲述： 1、精馏段操作线方程 在图片虚线范围（包括精馏段的 第n+1层板以上塔段及冷凝器）内作 物料衡算，以单位时间为基准，可得： 总物料衡算：V=L+D 易挥发组分的物料衡算： V y n+1=Lx n+Dx D 式中： V——精馏段内每块塔板上升的蒸汽 摩尔流量，kmol/h； L——精馏段内每块塔板下降的液体 摩尔流量，kmol/h； y n+1——从精馏段第n+1板上升的蒸 汽组成，摩尔分率； x n——从精馏段第n板下降的液体组 成，摩尔分率。 聆听并看下图 学生书写记忆： D n n x D L D x D L L y + + + = +1 1 1 1+ + + = +R x x R R y D n n 分析归纳：(小组发言) 关于精馏段操作线方程的两点 讨论（1）该方程表示在一定操作条 件下，从任意板下降的液体组成x n 和 与其相邻的下一层板上升的蒸汽组 成y n+1 之间的关系。

将以上两式联立后，有： D n n x D L D x D L L y +++=+1 令R =L /D ，R 称为回流比，于是上式可写作： 111+++= +R x x R R y D n n 以上两式均称为精馏段操作线方程。 点评小组的发言：（略） （2）该方程为一直线方程，该直线过对角线上a (x D ，x D )点，以R /(R +1)为斜率，或在y 轴上的截距为 x D /(R +1)。 讲授新知 讲述： 2、 提馏段操作线方程 在图虚线范围（包括提馏段第m 层板以下塔段及再沸器）内作物料衡算，以单位时间为基准，可得： 总物料衡算：L’=V’+W 易挥发组分衡算：L’x m =V’y m+1+Wx W 式中： L ’——提馏段中每块塔板下降的液体流量，kmol/h ； V ’——提馏段中每块塔板上升的蒸汽流量，kmol/h ； x m ——提馏段第m 块塔板下降液体中 易挥发组分的摩尔分率； y m +1——提馏段第m +1块塔板上升蒸 聆听并看下图 学生书写记忆： W m m x W L W x W L L y ---= +''''' 1

浅谈净水厂加药间的设计

浅谈净水厂加药间的设计 浅谈净水厂加药间的设计 摘要：本文介绍了水厂加药间的重要性及常见布置形式。以常用的几种水处理药剂（三氯化铁、聚合氯化铝、聚合物、硫酸，氢氧化钠）为例，介绍了如何根据药剂的物理化学特性进行净水厂加药间的布置，以及从哪些方面考虑加药间的安全措施。 关键字：净水厂，加药间，药剂 一、概述 净水厂经常用到各种水处理药剂，例如前混凝池投加三氯化铁、聚合氯化铝、聚合物。因为每种混凝剂有其PH适用范围，所以还可能根据原水酸碱度投加硫酸，以达到最佳的混凝效果。混凝后再设PH调节池投加氢氧化钠将其中和。这些药剂有些为粉末状，需要先溶解再用隔膜泵投加，有些为液态的，可以直接投加，但可能需要稀释。所有的溶解、搅拌、稀释、投加设备，一般都安装在水厂加药间内。加药间内设备的正常运行与否，直接影响到全厂水处理效果，甚至让某些水处理单元完全失效，致使水厂出水不达标。可见，加药间对于水厂的正常运行与否是至关重要的。 二、总体设计 加药间是一座建筑物，不同于其他工艺性较强的水处理构筑物。加药间往往根据建设单位对占地面积，位置要求或投加药品种类的改变，而发生很大的变化。加药间可以设计为地上式、半地下式、矩形、多边形等多种形式，不像澄清池、滤池那样，形式相对固定。设计前期一般需要花费较长的时间，主要是根据总图布置和现场实际情况做几个方案，经多方讨论得到认可后再进行下部工作，不必急于详图的设计。方案阶段要根据设备的最小间距要求，以及通道、预留检修空间要求，进行布置。一般涉及安全的最小间距是必须要保证的，空间富裕时，可以适当放宽，如最小过人通道净距600mm，经常过人通道1200mm。 三、设计举例

精馏的物料衡算(正式版)

文件编号：TP-AR-L3291 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 精馏的物料衡算(正式版)

精馏的物料衡算(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 一、全塔物料衡算 连续精馏过程中，塔顶和塔底产品的流量与组 成，是和进料的流量与组成有关的。它们之间的关系 可通过全塔物料衡算求得。衡算范围如图10—2虚线 框内所示。 总物料平衡 F＝D+W (10—1) 易挥发组分平衡 Fxr＝DxD+Wxw (10—2) 式中 F 原料液摩尔流量，kmol／h； D——馏出液摩尔流量，kmol／h； W——釜残液摩尔流量，kmol／h； XF——料液中易挥发组分的摩尔分数；

XD 馏出液中易挥发组分的摩尔分数； XW 釜残液中易挥发组分的摩尔分数。 只要已知其中4个参数，就可以求出其他二参数。一般情况下F、cF、cD、Xw由生产任务规定。上式中F、D、W也可采用质量流量，相应地XF、XD、Xw用质量分数。 式中 D／F，W／F——工程上分别称其为馏出液采出率和残液采出率。 精馏生产中还常用回收率的概念。所谓回收率，是指某组分通过精馏回收的 全塔物料衡算方程虽然简单，但对指导精馏生产却是至关重要的。实际生产中，精馏塔的进料是由前

水处理加药装置的作用

1、原水箱添加（次氯酸钠，NaOC）： 漂白粉的化学名称是次氯酸盐(次氯酸钠，NaOCl)，它是强氧化剂，也是廉价易得的灭菌剂。它的杀菌作用是次氯酸钠分解为次亚氯酸，后者不稳定，在水溶液中分解为新生态氧和氯，使细菌受强烈氧化作用而导致死亡，对杀死细菌和噬菌体均有效。 2、预处理前添加絮凝剂： 絮凝剂主要有无机絮凝剂，有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂，都主要是处理各种污水用的，具体—— 有机高分子絮凝剂在处理炼油废水，其它工业废水，高悬浮物废水及固液分离中阳离子型絮凝剂有着广泛的用途。特别是丙烯酰胺系列有机高分子絮凝剂以其分子量高，絮凝架桥能力强而显示出在水处理中的优越性。微生物絮凝剂絮凝范围广、絮凝活性高，而且作用条件粗放，大多不受离子强度、pH值及温度的影响，因此可以广泛应用于污水和工业废水处理中。 加入絮凝剂就是使水与杂质快速、比较彻底的分离开来。 3、高压泵进口加阻垢剂，RO进水前添加NAHS03还原剂： （常用的还原剂亚硫酸氢钠） 为确保反渗透装置长期稳定运行，防止膜表面受微生物氧化剂及悬浮杂质的污染损坏，在RO进水前进行氧化剂的还原加药处理，消除氧化剂对膜的影响；为防止膜表面结垢，降低膜的除盐性能，在每套高

压泵的进口均设置阻垢剂加药系统，以提高膜的产水通量 在一级反渗透中加碱使用较少。在反渗透进水中注入碱液用来提高pH。一般使用的碱剂只有氢氧化钠（NaOH），购买方便，而且易溶于水。一般不含其他添加剂的工业级氢氧化钠便可满足需要。商品氢氧化钠有100％的片碱，也有20％和50％的液碱。在加碱调高pH 时一定要注意，pH升高会增加LSI、降低碳酸钙及铁和锰的溶解度。最常见的加碱应用是二级RO系统。在二级反渗透系统中，一级RO 产水供给二级RO作为原水。二级反渗透对一级反渗透产水进行“抛光”处理，二级RO产水的水质可达到4兆欧。在二级RO进水中加碱有4个原因： a．在pH8.2以上，二氧化碳全部转化为碳酸根离子，碳酸根离子可以被反渗透脱除。而二氧化碳本身是一种气体，会随透过液自由进入RO产水，对于下游的离子交换床抛光处理造成不当的负荷。 b．某些TOC成分在高pH下更容易脱除。 c．二氧化硅的溶解度和脱除率在高pH下更高（特别是高于9时）。d．硼的脱除率在高pH下也较高（特别是高于9时）。 加碱应用有一个特例，通常被叫做HERO（高效反渗透系统）过程，将进水pH调到9或10。一级反渗透用来处理苦咸水，苦咸水在高pH下会有污染问题（比如硬度、碱度、铁、锰等）。预处理通常采用弱酸性阳离子树脂系统和脱气装置来除去这些污染物。

精馏塔全塔物料衡算

一、精馏塔全塔物料衡算 )(:)(:)(:s kmol W s kmol D s kmol F 塔底残液流量塔顶产品流量进料量：塔底组成 ：塔顶组成、下同）：原料组成（摩尔分数x x x w D F a t F 4102.1?= 00F 46=x 00D 93=x 00W 1=x kmol kg 04.32=M 甲醇 kmol kg 02.18=M 水 原料甲醇组成： 00F 4.3202.18/5404.32/4604 .32/46=+= x 塔顶组成：00D 2.8802 .18/704.32/9304 .32/93=+=x 塔底组成：00W 6.002 .18/9904.32/104 .32/1=+=x 进料量： s kmol a t F 23 44 10205.23600 24300] 02.18/)324.01(04.32/324.0[10102.1102.1-?=??-+??=?= 物料衡算式为： x x x W D F W D W D F F +=+= 联立代入求解：3 108-?=D 2 10405.1-?=W 二、常压下甲醇—水气液平衡组成（摩尔）与温度关系 1、温度 C C C o o o t t t t t t t t t 2.99.......................... 06.0100 31.509.9210076.66 (100) 2.887 .6441.871009.667.6452.68....................67.74.323.9026.967.79.883.90W W W D D D F F F =--=--=--=--=--=--：：： 精馏段平均温度： C o t t t 64.67276 .6652.682 D F 1=+= += 提馏段平均温度： C o t t t 86.832 76 .6652.682 W F 2 =+= +=

精馏塔的物料衡算

甲苯-四氯化碳混合液的浮阀精馏 塔设计 系部：化学工程系 专业班级：普08应用化工（1）班 姓名： 指导老师： 时间：2010年5月8日 新疆轻工职业技术学院

目录 摘要 (2) 关键词 (2) 前言 (2) 1精馏 (2) 2工艺条件 (3) 3精馏塔的物料衡算 (4) 4板数的确定 (5) 5精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (7) 6精馏塔的塔体工艺尺寸计 (9) 7塔板主要工艺尺寸的计算 (10) 8筛板的流体力学验算 (11) 9塔板负荷性能图 (13) 小结 (16) 参考文献 (18) 致谢 (19)

摘要：精馏在化工生产过程中起着非常重要的作用。精馏是研究化工及其它相关过程中物质的分离和提纯方法的一门技术。在许多重要化工工业中，例如化工、石油化工、炼油、等，必须对物料和产物进行分离和提纯，才能使加工过程进行，并得到符合使用要求的产品。本设计将通过给定的生产操作工艺条件自行设计苯-四氯化碳物系的分离和精馏。 关键词：甲苯四氯化碳塔板数精馏提馏 前言 化工生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。生产中为了满足储存，运输，加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。 精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。精馏过程在能量计的驱动下，使气，液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移。实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。本次设计任务为设计一定处理量的甲苯和四氯化碳混合物精馏塔。 化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；本课程设计的主要内容是精馏过程的物料衡算，工艺计算，结构设计和校核。 1 精馏 1.1 精馏的原理 利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分离，称该过程为精馏。该过程中，传热、传质过程同时进行，属传质控制。 1.2 精馏塔设备

水吸收氨气过程填料吸收塔的设计

课程设计任务书 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，采用清水吸收混于空气中的氨气。混合气体的处理量为2600m3/h，其中含氨为7%（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。要求：氨气的回收率达到98%。（20℃氨在水中的溶解度系数为H＝0.725kmol/（m3.kPa） 二、工艺操作条件： （1）操作平均压力常压 （2）操作温度: t=20℃ （3）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定 （4）选用填料类型及规格自选。 三、设计内容 （1）设计方案的确定和说明 （2）吸收塔的物料衡算； （3）吸收塔的工艺尺寸计算； （4）填料层压降的计算； （5）液体分布器简要设计； （6）绘制液体分布器施工图 （7）吸收塔接管尺寸计算； （8）设计参数一览表； （9）绘制生产工艺流程图（A4号图纸）； （10）绘制吸收塔设计条件图（A4号图纸）； （11）对设计过程的评述和有关问题的讨论。

目录 1. 设计方案简介 (1) 1.1设计方案的确定 (1) 1.2填料的选择 (1) 2. 工艺计算 (1) 2.1 基础物性数据 (1) 2.1.1液相物性的数据 (1) 2.1.2气相物性的数据 (1) 2.1.3气液相平衡数据 (1) 2.1.4 物料衡算 (1) 2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (2) 2.2.1 塔径的计算 (2) 2.2.2 填料层高度计算 (3) 2.2.3 填料层压降计算 (6) 2.2.4 液体分布器简要设计 (7) 3. 辅助设备的计算及选型 (8) 3.1 填料支承设备 (8) 3.2填料压紧装置 (8) 3.3液体再分布装置 (8) 4. 设计一览表 (9) 5. 后记 (9) 6. 参考文献 (9) 7. 主要符号说明 (10) 8. 附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）

第二节精馏原理、第三节精馏塔物料衡算习

第二节精馏原理、第三节精馏塔物料衡算 复习 【学习目标】 1、理解精馏的原理，精馏过程及连续精馏的流程。 2、理解全塔物料方程、操作线方程，掌握有关的计算。 【学习过程】 一、简单蒸馏 1、简单蒸馏的定义： 2、简单蒸馏时一种、蒸馏操作。 3、简单蒸馏包含、和等设备。 4、随着蒸馏过程的进行，釜液中易挥发组分的含量不断，与之平衡的气相组成中易挥发组分的含量不断，釜中液体的泡点逐渐。 二、精馏原理 1、精馏过程就是将液相多次和将气相多次的过程，液体混合物经过 和后，便可以得到几乎完全的分离。 2、精馏装置的作用 ⑴塔板的作用 精馏塔塔板上气相中易挥发组分从上而下逐板；液相中难挥发组分从上而下逐渐；温度从上而下逐渐。 ⑵精馏段是指，其作用是 。 ⑶提馏段是指，其作用是 。 ⑷回流的作用 。⑸塔釜的作用 。 3、精馏连续进行的必要条件是。 4、精馏可以分为和。 三、精馏塔物料衡算的前提 1、为了简化精馏衡算，通常引入下列几种假设、、 和。 2、恒摩尔汽化是指 。 3、恒摩尔溢流是指 。 四、精馏塔物料衡算 1、精馏塔物料衡算包括、和。 2、全塔物料衡算的表达式为和。 3、精馏段操作线方程表达式为或。该方程的斜率分别为、；截距分别为、。 4、提馏段操作线方程表达式为或。该方程的斜率分别为、；截距分别为、。 5、精馏塔的进料状况包括(q )、(q )、 ( q )、(q )和(q )。 6、进料热状况参数表达式为，当进料状况为液体时，表达式为 。 7、进料状况方程(q线方程)的表达式为，代表提馏段操作线和精馏段操作线焦点轨迹方程。 8、精馏段操作线、提馏段操作线和进料状况操作线与对角线交点分别为、 和。 【基础练习】 1、在精馏塔内自上而下，气相中易挥发组分的含量逐板( ) A、增多 B、减少 C、不变 D、先减少后增多 2、在精馏操作中自上而下，精馏塔内温度的变化情况( )

2精馏塔的物料衡算

重庆大学课程设计报告 课程设计题目：甲醇—水分离过程填料 精馏塔塔设计 学院：化学化工学院 专业：制药工程01班 年级： 2008级 姓名：刘晶 学号： 20087057 完成时间： 2011年7月6日 成绩： 平时成绩（20%）： 图纸成绩（40%）： 报告成绩（40%）： 指导老师：张红晶

1、设计简要 1.1 设计任务及概述 在抗生素类药物生产中，需要甲醇溶液洗涤晶体，洗涤过滤后产生废甲醇溶液，其组成为含甲醇50%、水50%（质量分数），另含有少量的药物固体微粒。为使废甲醇溶液重复利用，拟建一套填料精馏塔，对废甲醇进行精馏，得到含水量≦0.3%（质量分数）的甲醇溶液。设计要求废甲醇溶液处理量为日产3吨，塔底废水中甲醇含量≦0.5%（质量分数）。 操作条件： (1) 常压； (2) 拉西环，填料规格。 1.2 设计方案 填料塔简介 填料塔是提供气-液、液-液系统相接触的设备。填料塔外壳一般是圆筒形，也可采用方形。材质有木材、轻金属或强化塑料等。填料塔的基本组成单元有： ①：壳体（外壳可以是由金属（钢、合金或有色金属）、塑料、木材，或是以橡胶、塑料、砖为内层或衬里的复合材料制成。虽然通入内层的管口、支承和砖的机械安装尺寸并不是决定设备尺寸的主要因素，但仍需要足够重视; ②：填料（一节或多节，分布器和填料是填料塔性能的核心部分。为了正确选择合适的填料，要了解填料的操作性能，同时还要研究各种形式填料的形状差异对操作性能的影响）； ③：填料支承（填料支承可以由留有一定空隙的栅条组成，其作用是防止填料坠落；也可以通过专门的改进设计来引导气体和液体的流动。塔的操作性能的好坏无疑会受填料支承的影响）; ④：液体分布器（液体分布的好坏是影响填料塔操作效率的重要因素。液体分布不良会降低填料的有效湿润面积，并促使液体形成沟流）； ⑤：中间支承和再分布器（液体通过填料或沿塔壁流下一定的高度需要重新进行分布）； ⑥：气液进出口。 塔的结构和装配的各种机械形式会影响到它的设计并反映到塔的操作性能上，应该力求在最低压降的条件下，采用各种办法提高流体之间的接触效率，并设法减少雾沫夹带或壁效应带来的效率损失。与此同时，塔的设计必须符合由

循环水系统加药系统方案

循环水系统加药系统方案

2000m3/h，2×1500m3/h 循环水系统投药系统 设 计 方 案 苏州得润水处理设备有限公司 2010年10月

目录 一、概述 (1) 二、循环冷却水处理设计的原则和要求 (1) 三、工艺流程的确定 (2) 四、循环水系统设计参数 (3) 五、设计规范标准 (7) 六、药剂选用原则 (8) 七、补充水及旁滤处理 (8) 八、循环水处理 (8) 九、清洗与预膜处理 (12) 十、药剂的选用及投药量 (14) 十一、投药设备的选型 (16) 十二、供货清单 (17) 十三、设备的投资概算 (17)

一、概述 在冷却水循环使用的过程中，通过冷却构筑物的传热与传质交换，循环水中Ca2+、Mg2+、CL-、 2 SO等离子，溶解性固体，悬浮物相应增加，空气中污染物 4 如尘土、杂物、可溶性气体和换热器物料渗漏等均可进入循环水，致使微生物大量繁殖和在循环冷却水系统的管道中产生结垢、腐蚀和粘泥，造成换热器换热效率降低，能源浪费，过水断面减少，通水能力降低，甚至使设备管道腐蚀穿孔，酿成事故。 循环冷却水处理的目的就在于消除或减少结垢、腐蚀和生物粘泥等危害，使系统可靠地运行。 循环水中能产生的盐垢有许多种，如碳酸钙、硫酸钙、碳酸镁、氢氧化锰、硅酸钙等，其中以碳酸钙垢最为常见，危害最大。 二、循环冷却水处理设计的原则和要求 1、安全生产、保护环境、节约能源、节约用水是在工业循环冷 却水处理设计中需要贯彻的国家技术方针政策的几个重要方面。在符合 安全生产要求方面：循环冷却水处理不当，首先会使用权冷却设备产生 不同程度的结垢和腐蚀，导致能耗增加，严重时不仅会损坏设备，而且 会引起工厂停车、停产和减产的生产事故，造成极大的经济损失。因此，安全生产首先应保证循环冷却水处理设施连续、稳定地运行并能达到预 期的处理要求。其次，在循环冷却水处理的各个环节如循环水处理、旁 流水处理、补充水处理及辅助生产设施如仓库、加药间等，设计中都应 考虑生产上安全操作的要求。特别是使用的各种药剂如酸、碱、阻垢剂、杀菌灭藻剂等，常常是有腐蚀性、有素，对人体有害的。因此，对各种 药剂的贮存、运输、配制和使用，设计上都必须有保证工作人员卫生、 安全的设施。并按使用药剂的特性，具体考虑其防火、防腐、防素、防 尘等安全生产要求。 2、循环冷却水处理，可以概括为去除悬浮物、控制泥垢、控制 腐蚀及微生物等四个方面。 3、敞开式循环冷却水系统中冷却水吸收热量后，以冷却塔与大

精馏塔计算方法

目录 1 设计任务书 (1) 1.1 设计题目……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1.2 已知条件……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1.3设计要求………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2 精馏设计方案选定 (1) 2.1 精馏方式选择………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.2 操作压力的选择………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.4 加料方式和加热状态的选择…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.3 塔板形式的选择………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.5 再沸器、冷凝器等附属设备的安排…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.6 精馏流程示意图………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3 精馏塔工艺计算 (2) 3.1 物料衡算………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3.2 精馏工艺条件计算……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3.3热量衡算………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4 塔板工艺尺寸设计 (4) 4.1 设计板参数………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

乙醇-水连续精馏塔的设计

化工原理课程设计任务书一 一、设计题目：乙醇精馏塔 二、设计任务及条件 （1）、进料含乙醇38.2%，其余为水（均为质量分率，下同） （2）、产品乙醇含量不低于93.1%； （3）、釜残液中乙醇含量不高于0.01%； （4）、生产能力5000T/Y乙醇产品，年开工7200小时 （5）、操作条件： ①间接蒸汽加热；②塔顶压强：1. 03 atm（绝对压强） ③进料热状况：泡点进料；④回流比：R=5 ⑤单板压降：75mm液柱 三、设计内容 （1）、流程的确定与说明； （2）、塔板和塔径计算； （3）、塔盘结构设计： i. 浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图；ii. 流体力学验算；iii. 塔板负荷性能图。（4）、其它：i. 加热蒸汽消耗量；ii. 冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量 四、设计成果 （1）设计说明书一份； （2）A4设计图纸包括：流程图、精馏塔工艺条件图。 化工原理课程设计任务书(6) (一) 设计题目 乙醇-水连续精馏塔的设计 (二) 设计任务及操作条件 1) 进精馏塔的料液含乙醇25%（质量分数，下同），其余为水； 2) 产品的乙醇含量不得低于94%； 3) 残液中乙醇含量不得高于0.1%； 4) 生产能力为日产（24小时）吨94%的乙醇产品； 5) 操作条件 a) 塔顶压力 4kPa（表压） b) 进料热状态自选 c) 回流比自选 d) 加热蒸气压力 0.5MPa（表压） e) 单板压降≤0.7kPa。 (三) 塔板类型

浮阀塔。 (四) 厂址 厂址为武汉地区。 (五) 设计内容 1、设计说明书的内容 1) 精馏塔的物料衡算； 2) 塔板数的确定； 3) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 4) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算； 5) 塔板主要工艺尺寸的计算； 6) 塔板的流体力学验算； 7) 塔板负荷性能图； 8) 精馏塔接管尺寸计算； 9) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 2、设计图纸要求： 1) 绘制生产工艺流程图（A2号图纸）； 2) 绘制精馏塔设计条件图（A2号图纸）。 3.4 浮阀精馏塔设计实例 3.4.1 化工原理课程设计任务书 1 设计题目：分离乙醇-水混合液的浮阀精馏塔设计 2 原始数据及条件 生产能力：年处理乙醇-水混合液14.0万吨（开工率300天/年）原料：乙醇含量为20%（质量百分比，下同）的常温液体 分离要求：塔顶乙醇含量不低于95%

吸收塔化工原理课程设计

化工原理课程设计 -------水吸收二氧化硫过程填料吸收塔设计说明书 学院： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间:

化工原理课程设计任务书(2) 一、设计题目 水吸收二氧化硫过程填料吸收塔设计 二、设计任务及操作条件 1、设计任务 ①生产能力（入塔炉气流量） 2500 m3／h ②二氧化硫吸收率 96% ③入塔炉气组成(含二氧化硫) （摩尔分率） 2、操作条件 ①入塔炉气温度25℃ ②洗涤除去二氧化硫的清水温度20℃ ③操作压强常压 ④吸收温度基本不变,可近似取为清水的温度 3、填料类型阶梯环填料,填料规格自选 4、厂址齐齐哈尔地区 三、设计内容 1、设计方案的选择及流程说明 2、吸收塔的物料衡算 3、吸收塔工艺尺寸计算 4、填料层压降的计算 5、液体分布器简要设计 6、填料吸收塔装配图(1号图纸) 7、设计评述 8、参考资料

目录 1 绪论 (1) 吸收技术概况 (1) 吸收设备的发展 (1) 2 设计方案的确定 (2) 方案的确定 (2) 流程的确定 (2) 3 填料选择 (2) 4 吸收塔的工艺计算 (2) 基础物性数据 (2) 4.1.1 液相物性数据 (2) 4.1.2 气相物性数据 (2) 4.1.3 气液相平衡数据 (3)

物料衡算 (3) 填料塔的工艺尺寸计算 (4) 4.3.1塔径的计算 (4) 4.3.2传质单元高设计 (7) 4.3.3传质单元数的计算 (7) 4.3.4填料层高度 (9) 填料层压降 (10) 5 填料塔的附属结构 (11) 液体分布器简要置 (11) 液体再分配置 (11) 填料支撑结构 (12) 5.3.1填料支撑结构应满足三个基本条件 (12) 5.3.2较常用的支撑结构 (12)

2 精馏塔的工艺计算

2 精馏塔的工艺计算 2.1精馏塔的物料衡算 2.1.1基础数据 （一）生产能力： 10万吨/年，工作日330天，每天按24小时计时。 （二）进料组成： 乙苯212.6868Kmol/h ；苯3.5448 Kmol/h ；甲苯10.6343Kmol/h 。 （三）分离要求： 馏出液中乙苯量不大于0.01，釜液中甲苯量不大于0.005。 2.1.2物料衡算（清晰分割） 以甲苯为轻关键组分，乙苯为重关键组分，苯为非轻关键组分。 01.0=D HK x ， 005.0=W LK x ， 表2.1 进料和各组分条件 由《分离工程》P65式3-23得： ,1 ,,1LK i LK W i HK D LK W z x D F x x =-=--∑ （式2. 1） 2434.13005 .001.01005 .0046875.0015625.08659.226=---+? =D Kmol/h W=F-D=226.8659-13.2434=213.6225Kmol/h 0681.1005.06225.21322=?==W X W ，ωKmol/h 编号 组分 i f /kmol/h i f /% 1 苯 3.5448 1.5625 2 甲苯 10.6343 4.6875 3 乙苯 212.6868 93.7500 总计 226.8659 100

5662.90681.16343.10222=-=-=ωf d Kmol/h 132434.001.02434.1333=?==D X D d ，Kmol/h 5544.212132434.06868.212333=-=-=d f ωKmol/h 表2-2 物料衡算表 2.2精馏塔工艺计算 2.2.1操作条件的确定 一、塔顶温度 纯物质饱和蒸气压关联式（化工热力学 P199）： C C S T T x Dx Cx Bx Ax x P P /1)()1()/ln(635.11-=+++-=- 表2-3 物性参数 注：压力单位0.1Mpa ，温度单位K 编号 组分 i f /kmol/h 馏出液i d 釜液i ω 1 苯 3.5448 3.5448 0 2 甲苯 10.6343 9.5662 1.0681 3 乙苯 212.6868 0.1324 212.5544 总计 226.8659 13.2434 213.6225 组份 相对分子质量 临界温度C T 临界压力C P 苯 78 562.2 48.9 甲苯 92 591.8 41.0 乙苯 106 617.2 36.0 名称 A B C D