化工原理課程設(shè)計-- 用水吸收空氣中的氨氣板式塔設(shè)計

1、<p><b>　　化工原理課程設(shè)計</b></p><p>　　設(shè)計題目： 用水吸收空氣中的氨氣板式塔設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 </p><p>　　班 級： </p>

2、<p>　　學(xué)生姓名： 學(xué) 號: </p><p>　　起迄日期： 2011年07月01日~ 2011年07月14日 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2011 年 07 月 01 日</p>

3、<p>　　化工原理課程設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　A 說明</b></p><p>　　一、化工原理課程設(shè)計的目的和要求</p><p>　　課程設(shè)計是《化工原理》課程的一個總結(jié)性教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用本門課程及有關(guān)選修課程的基本知識去解決某一設(shè)計任務(wù)的一次訓(xùn)練。在整個教學(xué)計劃中，它也起著培養(yǎng)學(xué)生獨立工作能力的重要

4、作用。</p><p>　　課程設(shè)計不同于平時的作業(yè)，在設(shè)計中需要學(xué)生自己做出決策，即自己確定方案，選擇流程，查取資料，進(jìn)行過程和設(shè)備計算，并要對自己的選擇做出論證和核算，經(jīng)過反復(fù)的分析比較，擇優(yōu)選定最理想的方案和合理的設(shè)計。所以，課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生獨立工作能力的有益實踐。</p><p>　　通過課程設(shè)計,學(xué)生應(yīng)該注重以下幾個能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)：</p><p>　

5、　1. 查閱資料，選用公式和搜集數(shù)據(jù)(包括從已發(fā)表的文獻(xiàn)中和從生產(chǎn)現(xiàn)場中搜集)的能力；</p><p>　　2. 樹立既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性，又考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性，并注意到操作時的勞動條件和環(huán)境保護(hù)的正確設(shè)計思想，在這種設(shè)計思想的指導(dǎo)下去分析和解決實際問題的能力；</p><p>　　3. 迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行工程計算的能力；</p><p>　　4. 用簡潔的文字

6、，清晰的圖表來表達(dá)自己設(shè)計思想的能力。</p><p>　　二、化工原理課程設(shè)計的內(nèi)容和步驟</p><p>　　(一)課程設(shè)計的基本內(nèi)容</p><p>　　1. 設(shè)計方案簡介 對給定或選定的工藝流程，主要的設(shè)備型式進(jìn)行簡要的論述；</p><p>　　2. 主要設(shè)備的工藝設(shè)計計算 包括工藝參數(shù)的選定、物料衡算、熱量衡算、設(shè)備的工藝尺寸計

7、算及結(jié)構(gòu)設(shè)計；</p><p>　　3. 典型輔助設(shè)備的選型和計算 包括典型輔助設(shè)備的主要工藝尺寸計算和設(shè)備型號規(guī)格的選定；</p><p>　　4. 帶控制點的工藝流程簡圖 以單線圖的形式繪制，標(biāo)出主體設(shè)備和輔助設(shè)備的物料流向、物流量、能流量和主要化工參數(shù)測量點；</p><p>　　5. 主體設(shè)備工藝條件圖 圖面上應(yīng)包括設(shè)備的主要工藝尺寸，技術(shù)特性表和接管

8、表；</p><p>　　完整的課程設(shè)計由說明書和圖紙兩部分組成。說明書是設(shè)計的書面總結(jié)，也是后續(xù)設(shè)計工作的主要依據(jù)，應(yīng)包括以下主要內(nèi)容：</p><p>　　(1) 封面(課程設(shè)計題目、班級、姓名、指導(dǎo)教師、時間 )；</p><p><b>　　(2) 目錄；</b></p><p>　　(3) 設(shè)計任務(wù)書；<

9、/p><p>　　(4) 設(shè)計方案簡介；</p><p>　　(5) 設(shè)計條件及主要物性參數(shù)表；</p><p>　　(6) 工藝設(shè)計計算；</p><p>　　(7) 輔助設(shè)備的計算及選型；</p><p>　　(8) 設(shè)計結(jié)果匯總表；</p><p>　　(9) 設(shè)計評述及設(shè)計者對本設(shè)計有關(guān)問題

10、的討論；</p><p>　　(10) 工藝流程圖及設(shè)備工藝條件圖；</p><p>　　(11) 參考資料。</p><p>　　(二)課程設(shè)計的步驟</p><p>　　1. 動員和布置任務(wù)；</p><p>　　2. 閱讀指導(dǎo)書和查閱資料；</p><p><b>　　3. 現(xiàn)場

11、調(diào)查；</b></p><p>　　4. 設(shè)計計算,繪圖和編寫說明書；</p><p>　　整個設(shè)計是由論述、計算和繪圖三部分組成。論述應(yīng)該條理清晰，觀點明確；計算要求方法正確，誤差小于設(shè)計要求，計算公式和所用數(shù)據(jù)必須注明出處；圖表應(yīng)能簡要表達(dá)計算的結(jié)果。</p><p>　　三、帶控制點的工藝流程圖的繪制</p><p>　　帶

12、控制點的工藝流程圖是一種示意性的圖樣,它以形象的圖形、符號、代號表示出化工設(shè)備、管路、附件和儀表自控等，借以表達(dá)出一個生產(chǎn)中物料及能量的變化始末。工藝流程圖（必須反映出全部工藝物料和產(chǎn)品所經(jīng)過的設(shè)備）繪制范圍如下：</p><p>　　1. 應(yīng)全部反映出主要物料管路，并表達(dá)出進(jìn)出裝置界區(qū)的流向；</p><p>　　2. 冷卻水、冷凍鹽水、工藝用的壓縮空氣、蒸汽(不包括副產(chǎn)品蒸汽)及蒸汽冷

13、凝液系統(tǒng)等的整套設(shè)備和管線不在圖內(nèi)表示，僅示意工藝設(shè)備使用點的進(jìn)出位置；</p><p>　　3. 標(biāo)出有助于用戶確認(rèn)及上級或有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)審批用的一些工藝數(shù)據(jù)(例如:溫度、壓力、物流的質(zhì)量流量或體積流量、密度、換熱量等)；</p><p>　　4. 包括繪制圖例，圖畫上必要的說明和標(biāo)注，并按圖簽規(guī)定簽署；</p><p>　　5. 必須標(biāo)注工藝設(shè)備，工藝物流線上的主要控

14、制點符及調(diào)節(jié)閥等。這里指的控制點符包括被測變量的儀表功能(如調(diào)節(jié)、紀(jì)錄、指示、積算、連鎖、報警、分析、檢測及集中,就地儀表等)。</p><p>　　流程圖的繪制步驟如下：</p><p>　　1. 用細(xì)實線(0.3mm)畫出設(shè)備簡單外形，設(shè)備一般按1:100或1:50的比例繪制，如某種設(shè)備過高(如精餾塔)，過大或過小，則可適當(dāng)放大或縮??；</p><p>　　2.

15、 常用設(shè)備外形可參照圖0-1所示，對于無示例的設(shè)備可繪出其象征性的簡單外形，表明設(shè)備的特征即可；</p><p>　　3. 用粗實線(0.9mm)畫出連接設(shè)備的主要物料管線，并注出流向箭頭；</p><p>　　4. 物料平衡數(shù)據(jù)可直接在物料管道上用細(xì)實線引出并列成表；</p><p>　　5. 輔助物料管道(如冷卻水、加熱蒸汽等)，用中粗實線(0.6mm)表示；&

16、lt;/p><p>　　6. 設(shè)備的布置原則上按流程圖由左至右，圖上一律不標(biāo)示設(shè)備的支腳、支架和平臺等，一般情況下也不標(biāo)注尺寸。</p><p>　　工藝物料的介質(zhì)代碼自行編制，一般以分子式及其編寫字母表示。輔助物料如公用系統(tǒng)介質(zhì)代號規(guī)定如表0-1。</p><p>　　表0-1 輔助物料和共用系數(shù)介質(zhì)代號</p><p>　　圖上應(yīng)標(biāo)注單元設(shè)

17、備的代號，單元設(shè)備分類代號見表0-2。</p><p>　　表0-2 單元設(shè)備分類代號</p><p>　　四、主體設(shè)備工藝條件圖</p><p>　　主體設(shè)備是指在每個單元操作中處于核心地位的關(guān)鍵設(shè)備，如傳熱中的換熱器，蒸發(fā)中的蒸發(fā)器，蒸餾和吸收中的塔設(shè)備(板式塔和填料塔)，干燥中的干燥器等。一般，主體設(shè)備在不同單元操作中是不同的，即使同一設(shè)備在不同單元操作中其

18、作用也不相同，如某一設(shè)備在某個單元操作中為主體設(shè)備，而在另一單元操作中就可變?yōu)檩o助設(shè)備。例如，換熱器在傳熱中為主體設(shè)備，而在精餾或干燥操作中就變?yōu)檩o助設(shè)備。泵、壓縮機等也有類似情況。</p><p>　　主體設(shè)備工藝條件圖是將設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝尺寸的計算結(jié)果用一張總圖表示出來。圖面上應(yīng)包括如下內(nèi)容:</p><p>　　1. 設(shè)備圖形 指主要尺寸(外形尺寸、結(jié)構(gòu)尺寸、連接尺寸)、接管

19、、人孔等；</p><p>　　圖0-1 流程圖設(shè)備外形圖例</p><p>　　2. 技術(shù)特性 指裝置的用途、生產(chǎn)能力、最大允許壓強、最高介質(zhì)溫度、介質(zhì)的毒性和爆炸危險性；</p><p>　　3. 設(shè)備組成一覽表 注明組成設(shè)備的各部件的名稱等。</p><p>　　應(yīng)予以指出，以上設(shè)計全過程統(tǒng)稱為設(shè)備的工藝設(shè)計。完整的設(shè)備設(shè)計，應(yīng)在

20、上述工藝設(shè)計基礎(chǔ)上再進(jìn)行機械強度設(shè)計，最后提供可供加工制造的施工圖。這一環(huán)節(jié)在高等院校的教學(xué)中，屬于化工機械專業(yè)中的專業(yè)課程，在設(shè)計部門則屬于機械設(shè)計組的職責(zé)。</p><p><b>　　B 設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　一 板式塔的設(shè)計任務(wù)及步驟</p><p>　　1. 設(shè)計任務(wù)：用水吸收空氣中混有的氨氣。</p>

21、<p><b>　　2. 設(shè)計步驟：</b></p><p>　　(1) 根據(jù)設(shè)計任務(wù)和工藝要求，確定設(shè)計方案</p><p>　　(2) 針對物系及分離要求，選擇適宜塔板結(jié)構(gòu)； </p><p>　　(3) 確定塔徑、塔板數(shù)等工藝尺寸(考慮噴淋密度)；</p><p

22、><b>　　(4) 計算塔高；</b></p><p>　　(5) 塔內(nèi)件設(shè)計。</p><p>　　3. 板式塔設(shè)計條件及操作條件</p><p>　　(1) 氣體混合物成分：空氣和氨</p><p>　　(2) 空氣中氨的含量: 6.0% (體積含量即為摩爾含量)</p><p>　

23、　(3) 混合氣體流量66000 m3/h</p><p>　　(4) 操作溫度293 K</p><p>　　(5) 混合氣體壓力101.3 kPa</p><p>　　(6) 回收率99 %</p><p>　　(7) 采用清水為吸收劑</p><p>　　(8)塔板類型：自選</p><p&g

24、t;<b>　　(9) 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　4. 繪制工藝流程圖及板式塔的設(shè)備簡圖 (A1圖紙)</p><p><b>　　C 設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　由于組內(nèi)同學(xué)的設(shè)計任務(wù)數(shù)量不同，及時選用相同的設(shè)計方案，所設(shè)計的設(shè)備尺寸也可能有較大的差異，因此全組同學(xué)需在設(shè)計完成之后經(jīng)過討論