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第四章 设备工艺计算
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化工流程设计、物料衡算、热量衡算完毕之后，化工工艺设计的另一重要工作是进行设备的工艺计算、选型与核算，为车间布置设计、施工图设计及非工艺设计项目提供根据。
设备的工艺计算、选型与核算知识与措施在多门化工专业基础课程中均有简介，这些基础知识将有助于人们更好地使用ASPEN PLUS 软件进行化工设备的工艺计算。
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塔器是气~液、液~液间进行传热、传质分离的重要设备，在化工、制药和轻工业中，应用十分广泛，甚至成为化工装置的一种标志。在气体吸取、液体精馏(蒸馏)、萃取、吸附、增湿、离子互换等过程更离不开塔器，对于某些工艺来说，塔器甚至于就是关键设备。
伴随时代的发展，出现了多种各样型式的塔，并且还不停有新的塔型出现。虽然塔型众多，但根据塔内部构造，一般分为板式塔和填料塔两大类。
塔设备
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塔设备
ASPEN PLUS 软件中的塔板设计（Tray sizing）功能，计算给定板间距下的塔径，共有五种塔板供选用：
泡罩塔板（Bubble Cap）；
筛板（Sieve）；
浮阀塔板（Glistch Ballast）；，
弹性浮阀塔板（Koch Flexitray）；
条形浮阀塔板（Nutter Float Valve)。
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ASPEN PLUS 软件中的塔板核算（Tray rating）功能，计算给定构造参数的塔板的负荷状况，可供选用的塔板类型与“塔板设计（Tray sizing）”相似。
“塔板设计”与“塔板核算”配合使用，可以完毕塔板选型和工艺参数设计。
塔设备
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5 种经典的散堆填料是：
①拉西环（RASCHIG）；
②鲍尔环（PALL）；
③阶梯环（CMR）；
④矩鞍环（INTX）；
⑤超级环（SUPER RING）。
塔设备
ASPEN PLUS 软件中的填料设计（Pack sizing）功能，计算选用某种填料时的塔径，共有40种填料供选用，包括 5 种经典的散堆填料和 5 种经典的规整填料。
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塔设备
5 种经典的规整填料是：
①带孔板波填料（MELLAPAK）；
②带孔网波填料（CY）；
③带缝板波填料（RALU-PAK）；
④陶瓷板波填料（KERAPAK）；
⑤格栅规整填料（FLEXIGRID）。
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塔设备
ASPEN PLUS 软件中的填料核算（Pack rating）功能，计算给定构造参数的填料的负荷状况，可供选用的填料类型与“填料设计”中相似。
“填料设计”与“填料核算”配合使用，可以完毕填料选型和工艺参数设计。
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塔设备
例4-1。分离一股芳烃混合物，其中含苯1272 kg/h，甲苯3179 kg/h，邻二甲苯3383 kg/h，正丙苯321 kg/h，温度50℃，压力3 bar。 bar，塔底压力2 bar。，。求：
⑴苯塔的理论塔板数、进料位置、回流比、再沸器能耗；
⑵假如精馏段的墨弗里效率（Murphree Efficiencies），，试求满足分离规定所需的塔板数、加料板位置、回流比、再沸器能耗、水力学参数（Hydraulic parameters）；
⑶填料塔设计。使用SULZER企业的MELLAPAK-250X型波纹板规整填料， m，求两段塔径、压降和塔板上的水力学数据；
⑷筛板塔设计。进行筛板塔设计计算，设筛孔直径8 mm，板间距600 mm，堰高50 mm，降液管底隙50 mm，求两段塔径、压降和塔板上的水力学数据。
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换热器
化工生产中传热过程十分普遍，传热设备在化工流程中有重要的地位。物料的加热、冷却、蒸发、冷凝、蒸馏等都需要通过换热器进行热互换，换热器是应用最广泛设备之一。
ASPEN PLUS软件中有4种换热器模型：
①Heater，
②HeatX，
③MHeatX，
④HXFlux。
换热器模型广泛应用于工艺流程模拟之中。
多股物流的换热器
热传递模型计算
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