乙醇-水連續(xù)精餾塔的設(shè)計(jì)

1、化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目：乙醇精儲塔二、設(shè)計(jì)任務(wù)及條件（1）、進(jìn)料含乙醇38.2%,其余為水（均為質(zhì)量分率，下同）（2）、產(chǎn)品乙醇含量不低于 93.1%;（3） 、釜?dú)堃褐幸掖己坎桓哂?.01%;（4）、生產(chǎn)能力5000T/Y乙醇產(chǎn)品，年開工 7200小時(shí)（5 ）、操作條件：間接蒸汽加熱；塔頂壓強(qiáng)：1.03 atm （絕對壓強(qiáng)）進(jìn)料熱狀況：泡點(diǎn)進(jìn)料； 回流比：R=5單板壓降：75mm液柱三、設(shè)計(jì)內(nèi)容（1 ）、流程的確定與說明；（2）、塔板和塔徑計(jì)算；（3 ）、塔盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：i. 浮閥塔盤工藝尺寸及布置簡圖；ii.流體力學(xué)驗(yàn)算；iii.塔板負(fù)荷性能圖。（4）、其它：i.加熱蒸汽消耗量

2、；ii.冷凝器的傳熱面積及冷卻水的消耗量四、設(shè)計(jì)成果（1）設(shè)計(jì)說明書一份；（2）A4設(shè)計(jì)圖紙包括：流程圖、精儲塔工藝條件圖?；ぴ碚n程設(shè)計(jì)任務(wù)書（6）（一）設(shè)計(jì)題目 乙醇-水連續(xù)精儲塔的設(shè)計(jì)（二）設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件1）進(jìn)精儲塔的料液含乙醇 25% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），其余為水;2）產(chǎn)品的乙醇含量不得低于94%3）殘液中乙醇含量不得高于0.1%;4）生產(chǎn)能力為日產(chǎn)（24小時(shí)）噸94%勺乙醇產(chǎn)品；5）操作條件a）塔頂壓力4kPa （表壓）b）進(jìn)料熱狀態(tài)自選c）回流比自選d）加熱蒸氣壓力 0.5MPa （表壓）e）單板壓降 < 0.7kPa。（三）塔板類型浮閥塔。（四）廠址廠址為武漢地區(qū)。（

3、五）設(shè)計(jì)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容1）精儲塔的物料衡算；2）塔板數(shù)的確定；3）精儲塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算；4）精儲塔的塔體工藝尺寸計(jì)算；5）塔板主要工藝尺寸的計(jì)算；6）塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算；7）塔板負(fù)荷性能圖；8）精儲塔接管尺寸計(jì)算；9）對設(shè)計(jì)過程的評述和有關(guān)問題的討論。2、設(shè)計(jì)圖紙要求：1）繪制生產(chǎn)工藝流程圖（A2號圖紙）；2）繪制精儲塔設(shè)計(jì)條件圖（A2號圖紙）。3.4浮閥精偕塔設(shè)計(jì)實(shí)例3.4.1化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1設(shè)計(jì)題目：分離乙醇-水混合液的浮閥精熠塔設(shè)計(jì)2原始數(shù)據(jù)及條件生產(chǎn)能力：年處理乙醇-水混合液14.0萬噸（開工率300天/年）原料：乙醇含量為20% （質(zhì)量百分比，下同）

4、的常溫液體 分離要求：塔頂乙醇含量不低于 95% 塔底乙醇含量不高于 0.2%建廠地址：江蘇常州3.4.2塔板的工藝設(shè)計(jì)1精熠塔全塔物料衡算F：原料液流量（kmol/s ） xF：原料組成（摩爾分?jǐn)?shù)，下同）D：塔頂產(chǎn)品流量（kmol/s ） xD：塔頂組成W塔底殘液流量（kmol/s ） xW塔底組成七=烈46%原料乙醇組成：卻=湖 6 =88,14%塔頂組成：' ' -,|:A =尸/46= 0.078%塔底組成： , . . . I:14xW4 xl050 46 + （1-0 2）/18 般* “F = 140 萬噸/年=:-= 0.2635/s進(jìn)料量：_ 物料衡算式：F

5、= D + WF xF= D xD+ W xW聯(lián)立代入求解： D = 0.0264 kmol/s , W = 0.2371 kmol/s2常壓下乙醇-水氣液平衡組成（摩爾）與溫度關(guān)系在示例中對表格、圖和公式未編號，在設(shè)計(jì)說明書中要求嚴(yán)格編號。表3-11乙醇-水氣液平衡組成（摩爾）與溫度關(guān)系溫度/ c液相氣相溫度/ c液相氣相溫度/ c液相氣相1000082.723.3754.4579.357.3268.4195.51.9017.0082.326.0855.8078.7467.6373.8589.07.2138.9181.532.7359.2678.4174.7278.1586.79.6643.

6、7580.739.6561.2278.1589.4389.4385.312.3847.0479.850.7965.6484.116.6150.8979.751.9865.99利用表中數(shù)據(jù)由拉格朗日插值可求得tF、tD> t W(1)溫度89.0-86.7 »-89.0tF : 7.21-9,66 8.91 -7.21 tF = 87.41 c78.15-78.41"7815tD ： 89.43-7472 88.14-89.43 tD = 78.17 c100-95.5 知 TOOt W : 0-1900 078-0, t W = 99.82 C精熠段平均溫度:、二冬二

7、竺些2 = 821把2提熠段平均溫度:(2) 密度已知：混合液密度:混合氣密度：'I：精熠段:，二 82 脆84.1-82.7 _ 82.79-82.7=m = = _ ，液相組成 x1 'xl = 22.94%841-827 _泓79 - 82,7氣相組成 y1:，'.一'y1 = 54.22%所以'一 -：-：".= 46x0.5422+18x(1 - 0.5422)= 3118 頃 kmol提熠段長=936尼95.5- 89.0 _ 93.61-89.0L - _ _!，液相組成 x2- - - x2 = 3.44%95.5- 毆0 _

8、93 61-89,0氣相組成 y2 *"、-'' ，:：，- I、： 一 ； ，：!-y2 = 23.37%所以"一 -1 - I '：-' = 46x0.2337+18x(1-0.2337)= 2454切瑚表3-12不同溫度下乙醇和水的密度溫度/ cP乙P水溫度/ cP乙P水80735971.895720961.8585730968.6100716958.490724965.3求得在f 1與2下的乙醇和水的密度85-80_ 82,79- 80 二827窕，96&6-971'丁 應(yīng) 735 , pr=732.2Rg/85-80

9、 _ 82.79-80 9686-9加=務(wù)-9713 =970 0&M同理：L : ' ,1 -, l'-T . .'，：在精熠段：液相密度Ai:1 _0 2294乂46/0,2294><46+1"(1 0一2294) 1-。,4321 篇732.21970.01四=851.06i;g/333.18x273 153Py 7x= L14kgJ 痕氣相密度：'-:" 在提熠段：液相密度1 _ 0.0344x46/0.0344E6 + 18x(l - 00344)" 1-0 08345 房721.11962.81pn

10、= 93&62kg 就073 15丹= 24.54x 竺打x(273 15 + 93,61)= 0.819施/宓氣相密度：.(3) 混合液體表面張力二元有機(jī)物-水溶液表面張力可用下列各式計(jì)算公式：b = WEA=g 【心+。,心+T式中下角標(biāo)，w,o,s分別代表水、有機(jī)物及表面部分， xw、xo指主體部分的分子數(shù)， W、Vo主體部分的分子體積，3 w、3 o為純水、有機(jī)物的表面張力，對乙醇 q = 2 o精熠段 0 二 827%表3-13不同溫度下的表面張力溫度/ c708090100乙醇表面張力/10-2N/m 21817.1516.215.2水表面張力/10-2N/m 264.36

11、2.660.758.8色=_=21 又也勺部/ 就凡85106K =宣=至= 40,3由/裁4 11490-80 _16.2-17.15乙醇表面張力:90-82.79 16 2-b炯' = 16.385水表面張力：90-80 _607-62.6 "90 - 82,7960.7毒=62.070=_% M(eT(W+5)一 MW了#5 一= 1.46(10.2294)x215?-02294x40.35x0.7706x21.15+0.2294x40?35'因?yàn)?了。= 0.2294 所以孔=1 - 0.2294 二 0.7706£ = lg=lg 1.46 = 0

12、,1.64Q= 0441x7)= 0441x1.82.79 + 273 1516,885x40.035華 _ 心”藉62.070x21 15= -0 930如" 二 0.164-。930 二一 0,766x=lg 件）聯(lián)立方程組，.， 勾+乩二1代入求得".:"時(shí)偵加X62.070牌+0.740x168護(hù)， =25 99i.提熠段£卜93.6忙色=_18_ = 9 22所如次/=宣=56,17 沏'/版/就凡 936.62, & 仇 0819100-90100-93.61乙醇表面張力： 15.2-162 15.2-解得： 或廣158391

13、00-90100-93.61(1-0,0344)x19.22水表面張力-， 解得：-,v = 10,72從 0 0344 x 56.17x(0.9656 x 19,22 - 0,0344 x 56.17)因?yàn)榉慷?Q0344 ,所以孔= 1-0.0344 = 0.9656113.78 = 1.142f=0.441x1,93.61+ 273. 15；、15.839x36,66第餌x60.014x19,22 齡= -0.825 = + = 1.14-0,825= 0 315聯(lián)立方程組NJ,乩+二1代入求得: 如= 0.737,= 0,2634403(4) 混合物的粘度L=827究，查表得：K=0

14、3439的如s化頊433愧業(yè)s93.6 尼, 查表得： 以；二0.29珈Pq £履二0.3血由6 精熠段粘度： 內(nèi)三只璽氣+成(1 一勺)=0.433 x0.2294 + 0.3439 x (1-0.2294)= 0.364Wa提熠段粘度： 場=% % +我水(1 -耳)= 0.381x 0.0344 + 0298 x (1 - 0,0344)= 03009 灑(5)相對揮發(fā)度精熠段揮發(fā)度：由 = 0.22940.5422 得x/07706,= 0.4578力曲 0.5422x0.7706 /y = = < uy所以 :"一,1- 提熠段揮發(fā)度：由 捋=0.0344

15、,元二 0.2337 得疝= 0.9656 ,以=0,7663(6)氣液相體積流量計(jì)算根據(jù)x-y圖得:A一為 0.8814-0.3025 二Z./5y廣 0.7663-0.0891精熠段：L 一L- . ._!. 11W = (& + 也二(4.07 + 1)x0,0264 = 0.1 JAbnalfs 已知：折蕓442俺血礦 峋二33觀/楓保 p;1= 851.06tg/W,鬲二L1 傀/初叫 則有質(zhì)量流量： n 'K 二財(cái)必= 3318 x 0,134 = 4446 炫/s= A = 44 = 3.07 xicr，燃 I s體積流量：F "'1. .一小普

16、普刁9心提熠段：因本設(shè)計(jì)為飽和液體進(jìn)料，所以-，；r = i+ =0.107+1x0.2635 = 0.3705/twi/sr = r+fo-i)F = o.i34w/s已知：匚:Pn = 936.62鈕嵌/ % = 0,819ig/W仙有店旦泮旦-MnU = 18.96x 03705= 7.0247ig/ s則有質(zhì)單面單：-* = MF7r= 24.54x0 134 = 3.288<g/s扇=&=縫2 = Z5OxlO-3 恥體積流量：_ -二' .一3理論塔板的計(jì)算理論板：指離開這種板的氣液兩相互成平衡，而且塔板上液相組成均勻。理論板的計(jì)算方法：可采用逐板計(jì)算法，圖解

17、法，在本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中采用圖解法。根據(jù)1.01325 X 105Pa下，乙醇一水的氣液平衡組成關(guān)系可繪出平衡曲線，即X-y曲線圖，泡點(diǎn)進(jìn)料，所以q = 1,即q為一直線，本平衡具有下凹部分，操作線尚未落到平衡線前，已與平衡線相切，如圖(圖略）：xq =0.0891 , y q = 0.3025 ,所以虹=2.713，操作回流比 1.5 = 1.5x2713=4.07+2 = 0 803+0174已知：精熠段操作線方程:& + 1R+1服=&= 0.2777 - 0.00139提"操作線方程：, ；+廠-；在圖上作操作線，由點(diǎn)(0.8814, 0.8814 )起在平衡線與

18、操作線間畫階梯，過精熠段操作線與q線交點(diǎn),直到階梯與平衡線交點(diǎn)小于0.00078為止，由此得到理論板 Nr = 26塊(包括再沸器)加料板為第24塊理論板。板效率與塔板結(jié)構(gòu)、操作條件、物質(zhì)的物理性質(zhì)及流體力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，它反映了實(shí)際塔板上傳質(zhì)過程進(jìn)行 的程度。板效率可用奧康奈爾公式 昂=0一49(誑嚴(yán)'計(jì)算。注：a塔頂與塔底平均溫度下的相對揮發(fā)度p L.塔頂與塔底平均溫度下的液相粘度 mPas(1) 精熠段已知： g 3.98，為廣 0 3643* $所以：= = " =51.5融姝0 447，故虬墻頊塊(2)提熠段已知：祕二&56,即二03009展a tN =

19、3; = 211=5 14所以：二一 .二"3. j - :二；'"&二半= £11x100% = 43.10%全塔效率：-_， 上加料板位置在第53塊塔板。4塔徑的初步設(shè)計(jì)(1)精熠段取板間距： Hr =0.453= 0.072 則冷-b廣 038每851 06-1 14 =2.1841/ s、=0 08xUi = 0.7« = 0.7x2 184 = 1,529/?/s1mOj'h.4x3 90 e =1.8 狀114x1.529全塔所需實(shí)際塔板數(shù):虬二峋崔二52 + 6二58塊，式中C可由史密斯關(guān)聯(lián)圖查出:3,07x1085

20、1.06V2= 0 02X橫坐標(biāo)數(shù)值：1 橫截面積：&二°-785xL8二2一5物，空塔氣速:站二竺二L54知s2.54，25一99、= Q,Q76x查圖可知公=順6,"%(2)提熠段勺 * ( Pm橫坐標(biāo)數(shù)值：1 -.7.50XW3936一62世4015 X0.819 )= 0,063取板間距： H?二。45秫如二0,07網(wǎng)，則丑;-為廣0.38網(wǎng)查圖可知以二Q。76,(44 03、=0.076x I 20 )=0.089fJ936 62-0.819J =OO89x0.319=3 01"sua =0.7 = 0.7x3.01- 2.11w/sD2 =x2

21、.ll4婦圓整：4二1E牌，橫截面積：&二°-785 x 1一 8二254海,u空塔氣速： =158/2.545溢流裝置堰長*附取，. . -1,一 一 - -1. - °出口堰高：本設(shè)計(jì)采用平直堰，堰上液高度JW按下式計(jì)算_ 2.84"w = iooo精熠段2.84 ( 3600 x 3 07 黑10一3丫" looox|<1.17=0.01273如劉 -& =007-00127=0,057初提熠段2.84(3600x750x10-，)* iooox1.17=0.0230= *1- = 0-07 - 0.023 = 0.0470m

22、(2) 弓形降液管的寬度和橫截面查圖得:也=。0721，生=0.124,則：為=0,0721x2,54 = 0,183次七虬=0,124x1,8 = 0.22知A.j>D驗(yàn)算降液管內(nèi)停留時(shí)間:精熠段:如地=些華26.82s晶 3.07X10-5提熠段:伊芋好*停留時(shí)間故降液管可使用。(3) 降液管底隙高度 精熠段扁=里=些匚。山取降液管底隙的流速堀"，則5' 提熠段_ 也 _75Q%1/ _，取站 5 瑜因?yàn)?不小于20mm故扁滿足要求。6塔板布置及浮閥數(shù)目與排列(1) 塔板分布本設(shè)計(jì)塔徑 D二1珈 ,采用分塊式塔板，以便通過人孔裝拆塔板(2) 浮閥數(shù)目與排列 精熠段取

23、閥孔動能因子* T2,則孔速12二=二11 24 翊仆每層塔板上浮閥數(shù)目為:390村=亍=。7盼。方小.2廣之瀾采用曜浮閥）取邊緣區(qū)寬度 =梆，破沫區(qū)寬度廖廣0.10洗計(jì)算塔板上的鼓泡區(qū)面積，即:4 = 2祀 - 了180arc sin 一Rn1 q=-0.06 = 0.84其中 11ni qx = -(!4； +ITj = -(0.223+ 0.10)= 0 577也2 2A -所以0.5770.577 x ./0.84£-05772 +x0.842 arc 泗1800 84= 1.77部浮閥排列方式采用等腰三角形叉排，取同一個(gè)橫排的孔心距：:，丁二a i 77則排間距:=-= 0

24、 08 詢=81 濟(jì)牌 N 251x0.075考慮到塔的直徑較大，必須采用分塊式塔板，而各分塊的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡區(qū)面積，因此排 間距不宜采用8imm而應(yīng)小些，故取J=65 二0.065既，按上75m, f = 65,以等腰三角形叉排方式作圖，排得閥數(shù) 288個(gè)。按 =238 重新核算孔速及閥孔動能因數(shù)r3 90uQl = 11.34?nfsx0.039ax288 4"1L34X1兩二 12,11閥孔動能因數(shù)變化不大，仍在 913范圍內(nèi)u 1 54 = ±=_L2_x 100% = 13.58%塔板開孔率/- 提熠段取閥孔動能因子必任=。.7盼；*13.26 =

25、25晚每層塔板上浮閥數(shù)目為:=0093地=93 肋梆254 x 0.075取F=80用牌，排得閥數(shù)為244塊按 W 二 244 塊重新核算孔速及閥孔動能因數(shù)4.015“w ,tin. = = 13. 102 IS”85x 0.039板 244=13.78x7019 = 12.47閥孔動能因數(shù)變化不大，仍在 913范圍內(nèi)= _L= 111x100%= 11.47%塔板開孔率 .浮閥數(shù)排列方式如圖所示（圖略）3.4.3塔板的流體力學(xué)計(jì)算1氣相通過浮閥塔板的壓降可根據(jù)（1）精熠段=9.78w/s干板阻力:Afl=5.34x= 5.34x ”牧"斯 =。皿秘 因崛叫1,故：2哄 2x851.

26、06x9.8板上充氣液層阻力取.一 一 1- <' 液體表面張力所造成的阻力 此阻力很小，可忽略不計(jì)，因此與氣體流經(jīng)塔板的壓降相當(dāng)?shù)母叨葹?= 0.047+0.035 = 0.082mAp月二= 0.082 x 851.06x9,8 = 683,91%(2)提熠段= 534x0.819X137832x936.62x9 8=0.045w?板上充氣液層阻力取齊二° 5禹二= 0.5x 0.07 = 0.035懈 液體表面張力所造成的阻力 此阻力很小，可忽略不計(jì)，因此與單板的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨葹锳w = 0.045+0.035 = 0.080WApp2 = nPni = 0.

27、080 x 944.9 lx 9.8 = 703.772淹塔為了防止發(fā)生淹塔現(xiàn)象，要求控制降液管中清液高度Hq柏+編)即出"+知+4(D精熠段單層氣體通過塔板壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨? 0.082沸液體通過液體降液管的壓頭損失，L M 07 xW3 1知二 0153二 0153x= 0,0026梆山 （nJ（117罰02）板上液層高度 ，一.1111- '- 1-'取伊二 ° 5,已選定 * 二 0.45=0.0583可見+城1所以符合防止淹塔的要求。(2)提熠段 單板壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨?.：_ 液體通過液體降液管的壓頭損失奶 二0 153(-二0 1琰件。婦

28、。1 二0一0025凱打 UAJ 1.17x0) 板上液層高度 ,:.'一'- 匚 I .取少二 0一5,則誠為 + 宙"二也(0.45 + 0.0474)= 0.249牌可見稻碩行+為n所以符合防止淹塔的要求。3物沫夾帶(1)精熠段V%巨二+ 1 36禹易 泛點(diǎn)率=M決】xlOO%心A,泛皿板上液體流經(jīng)長度：- - - -' 板上液流面積：月一廠""2 :二-2'廠泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)圖& = 0.1031143 90x :+1.36x0 00307x1.354泛點(diǎn)率=1851.06-1,14xlOO% = 66.30%1.0x0

29、.103x2.1743,90 xj114泛點(diǎn)率=展51.U6-1.14 X100%= 6999%0 78x1 0x0 103x2.5480%由以上計(jì)算可知，物沫夾帶能夠滿足對于大塔，為了避免過量物沫夾帶，應(yīng)控制泛點(diǎn)率不超過 叩01(炫澈炫氣)的要求。(2) 提熠段取物性系數(shù)二1，泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)圖&=0.101402x J+1 36x7.5xW3x 354泛點(diǎn)率=定對20,819x 100% = 60.44%1.0x0.101x2.1744 02x10519泛點(diǎn)率= xlOO% = 5942%0.78x1 0x0.101x2.54由計(jì)算可知，符合要求。4塔板負(fù)荷性能圖泛點(diǎn)率二匕! Pv +

30、136LZ,K5(1)物沫夾帶線據(jù)此可作出負(fù)荷性能圖中的物沫夾帶線，按泛點(diǎn)率80%+算:精熠段1 14 +1 36xZ xl 354851.06-L14'1 0x0.103x2.1745 0.179 = 0.0366+1.84,-4.89-50.30整理侍：！”1由上式知物沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)任取兩個(gè)值算出匕提熠段0.8 = 靜備+65541.0x0 101x2 174整理得：-.W表 3-14精熠段Ls (m 3/s)0.0020.01Vs (m 3/s)4.794.39提熠段L' s (m 3/s)0.0020.01V' s (m 3/s)5.835.33

31、(2)液泛線戒R? + hw) = +4 +Aj 二妃 +舄 +如+由此確定液泛線，忽略式中 精熠段0 254 = 5.34 x=七 L14x*+ 279,42Z + 1.5x(0.0583 + 0.6008Z0 7852k2883x0.039*x851.06 x2 x9.811整理得,一"".一 提熠段n gin x yi0 249 = 5.34 X "+ 44 71敦 + 0 0711 + 0,9012若0 7B5J x2832 x0 039* x53(5.62 x2 x9 81 揮12整理得：63.38 15928? 321*0在操作范圍內(nèi)任取若干個(gè)值，算出

32、相應(yīng)得 匕值：表 3-15精熠段Ls1 (m 3/s)0.0010.0030.0040.007Vs1 (m 3/s)7.156.866.936.23提熠段Ls2 (m 3/s)0.0010.0030.0040.007Vs2 (m 3/s)8.077.837.727.42(3) 液相負(fù)荷上限液體的最大流量應(yīng)保證降液管中停留時(shí)間不低于35s液體降液管內(nèi)停留時(shí)間一 以心 作為液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間的下限，則為珞 0 183x0 45 mm “=0 016 尿 /55(4) 漏液線對于F1型重閥，依3=5作為規(guī)定氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)，則JT5(KJ，= - x 0.0392 x 288 x= 1.610

33、w3 / 5 精熠段a :'-yr5=x° °39 x 244x日=L610必仆 提熠段一(5) 液相負(fù)荷下限取堰上液層高度力網(wǎng)= °°°6作為液相負(fù)荷下限條件作出液相負(fù)荷下限線，該線為與氣相流量無關(guān)的豎直2 84 r35oo(ALf互100。 ' = 0.006取E = 1.0，則山佶=。麗由以上15作出塔板負(fù)荷性能圖(圖略) 由塔板負(fù)荷性能圖可以看出：在任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷下的操作點(diǎn)p (設(shè)計(jì)點(diǎn))處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置;塔板的氣相負(fù)荷上限完全由物沫夾帶控制，操作下限由漏液控制; 按固定的液氣比，由圖可查出塔板的氣相負(fù)荷上限

34、億匚=490(4.8也"，氣相負(fù)荷下限億）皿=167。1對。所以:精源操作彈性二字2提颶操作彈性專小表3-16浮閥塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目符號單位計(jì)算數(shù)據(jù)備注精熠段提熠段塔徑Dm1.81.8板間距HTm0.450.45塔板類型單溢流弓形降液管分塊式塔板空塔氣速um/s1.541.58堰長l wm1.171.17堰局hwm0.05730.0470板上液層高度m0.070.07降液管底隙高h(yuǎn)0m0.020.05浮閥數(shù)N288244等腰三角形叉排閥孔氣速u0m/s11.2411.34同一橫排孔心距浮閥動能因子F012.1112.47相鄰橫排中心距離臨界閥孔氣速u0cm/s9.7811.72孔

35、心距tm0.0750.075排間距t'm0.0650.08單板壓降 ppPa683.91703.77液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間9s30.1611.30降液管內(nèi)清液層高度Hdm0.150.1525泛點(diǎn)率%66.3060.44氣相負(fù)荷上限(Vs)maxm/s4.901.67物沫夾帶控制氣相負(fù)荷下限(Vs)minm/s4.801.71漏液控制操作彈性2.932.813.4.4塔附件設(shè)計(jì)1接管進(jìn)料管進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管、T型進(jìn)料管。本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管。管徑計(jì)算如下:竺3初f取財(cái)=L6初g = 918牌/扇= 0.0059牌叮 s14xl073600x300x24x918

36、 19D_ "0059=V 314x1.6=0,068w = 68mm查標(biāo)準(zhǔn)系列選取二-4回流管采用直管回流管，取4x0.002733.14x1,6查表取二-(3)塔釜出料管取蜘=1.6初s，直管出料,(4x0.00729 *"寸=J= 0.076 =w V 3 14x1,6查表取-(4) 塔頂蒸氣出料管'4x3 93u - 20幽怎。二J:二0 500怖二500牌撇直管出氣，取出口氣速查表取二"(5) 塔釜進(jìn)氣管采用直管，取氣速w 4x4.05u = 2饑/ srD = J=J= 0,474 洗=474 幽洗膈 13 一 14x23查表取(6) 法蘭由于

37、常壓操作，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，平焊法蘭，由不同的公稱直徑，選用相應(yīng)法蘭 進(jìn)料管接管法蘭：Pg6Dg70HG5010-58 回流管接管法蘭：Pg6Dg50HG5010-58 塔釜出料管法蘭：Pg6Dg80HG5010-58 塔頂蒸氣管法蘭：Pg6Dg500HG5010-58 塔釜蒸氣進(jìn)氣法蘭：Pg6Dg500HG5010-582筒體與封頭(1)筒體1.05x6x18002x1250x0 9+ 0,2 = 5 24mm壁厚選6mm所用材質(zhì)為A3d廣180(叫查得曲(2)封頭封頭分為橢圓形封頭、碟形封頭等幾種，本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱直徑 面高度4二450做，直邊高度扁二40徹 ，內(nèi)表面積

38、 = 3.7為？，容積九=0一866礦選用封頭 Dg1800X 6,JB1154-73 3除沫器當(dāng)空塔氣速較大，塔頂帶液現(xiàn)象嚴(yán)重，以及工藝過程中不許出塔氣速夾帶霧滴的情況下，設(shè)置除沫器，以 減少液體夾帶損失，確保氣體純度，保證后續(xù)設(shè)備的正常操作。常用除沫器有折流板式除沫器、絲網(wǎng)除沫器以及程流除沫器。本設(shè)計(jì)采用絲網(wǎng)除沫器，其具有比表面積大、重量輕、空隙大及使用方便等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)氣速選取:匠至，系數(shù)KJ0 107V Pv=0,107 mJ851 06-1.14=2 92也AsD -除沫器直徑：選取不銹鋼除沫器:X3.90=1.3。狀3.14x2.92類型：標(biāo)準(zhǔn)型，規(guī)格：40-100 ,材料：不銹鋼絲

39、（1Gr18Ni9）,絲網(wǎng)尺寸：圓絲 伽.234裙座塔底采用裙座支撐,裙座的結(jié)構(gòu)性能好，連接處產(chǎn)生的局部阻力小，所以它是塔設(shè)備的主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。由于裙座內(nèi)徑>800mm故裙座壁厚取16mm基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑:班=（1800+2x16）-（0.2"4）戲 0七153枷基礎(chǔ)環(huán)外徑:& = (1800+2 x!6)+(0.2 0.4)xl03 = 2132頃圓整：2- :=1600，班=2100%洗；基礎(chǔ)環(huán)厚度，考慮到腐蝕余量取18mm考慮到再沸器,裙座高度取3m地角螺栓直徑取m3。5吊柱對于較高的室內(nèi)無框架的整體塔，在塔頂設(shè)置吊柱，對于補(bǔ)充和更換填料、安

40、裝和拆卸內(nèi)件，即經(jīng)濟(jì)又方便的一項(xiàng)設(shè)施，一般取 15m以上的塔物設(shè)吊柱，本設(shè)計(jì)中塔高度大，因此設(shè)吊柱。因設(shè)計(jì)塔徑£)-1800 ，可選用吊柱500kgo & 二 1000伽,L = 3400, H = 100Qffl/«。材料為A3。6人孔人孔是安裝或檢修人員進(jìn)出塔的唯一通道，人孔的設(shè)置應(yīng)便于進(jìn)入任何一層塔板，由于設(shè)置人孔處塔間距離大，且人孔設(shè)備過多會使制造時(shí)塔體的彎曲度難于達(dá)到要求，一般每隔1020塊塔板才設(shè)一個(gè)人孔，本塔中共58塊板，需設(shè)置5個(gè)人孔，每個(gè)孔直徑為 450mm在設(shè)置人孔處，板間距為600mm裙座上應(yīng)開2個(gè)人孔，直徑為450mm人孔伸入塔內(nèi)部應(yīng)與塔內(nèi)壁

41、修平，其邊緣需倒棱和磨圓，人孔法蘭的密封面形及墊片用材，一般與塔的接管法蘭相同，本設(shè)計(jì)也是如此。3.4.5塔總體高度的設(shè)計(jì)1塔的頂部空間高度塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)谝粚铀P到塔頂封頭的直線距離，取除沫器到第一塊板的距離為600mm 塔頂部空間高度為1200mm2塔的底部空間高度塔的底部空間高度是指塔底最末一層塔盤到塔底下封頭切線的距離，釜液停留時(shí)間取5min為二奴 x 60-&）/冬+（0,5 07）=（5x7 50x W3 x6O-0.142）/0.54+0.6 = L43w3塔體高度+5x150 = 450x（58-1）+5x150= 26400= 26.47/ = + = 26.4+1.43+3+049+1 2 = 32.523.4.6附屬設(shè)備設(shè)計(jì)i冷凝器的選擇有機(jī)物蒸氣冷凝器設(shè)計(jì)選用的總體傳熱系數(shù)一般范圍為500150Qfc/(wa*C)本設(shè)計(jì)取.一"出料液溫度：78.173 C （飽和氣） 78.173 C （飽和液）冷卻水溫度：20 C T 35 C逆流操作：二