設(shè)備設(shè)計(jì)與選型

設(shè)備設(shè)計(jì)與選型

6.1設(shè)備設(shè)計(jì)依據(jù)

《鋼制壓力容器》GB150

《壓力容器用鋼板》GB6654

《奧氏體不銹鋼焊接鋼管選用規(guī)定》HG20537.1

《化工裝置用不銹鋼大口徑焊接鋼管技術(shù)要求》HG20537.4

《安全閥的設(shè)置和選用》HG/T20570.2

《爆破片的設(shè)置和選用》HG/T20570.3

《設(shè)備進(jìn)、出管口壓力損失計(jì)算》HG/T20570.9

《鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》HG20580

《鋼制化工容器材料選用規(guī)定》HG20581

《鋼制化工容器強(qiáng)度計(jì)算規(guī)定》HG20582

《鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定》HG20583

《鋼制化工容器制造技術(shù)規(guī)定》HG20584

《化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》HG/T20643

《壓力容器無(wú)損檢測(cè)》JB4730

《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》JB4708

《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》JB/T4709

《鋼制壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能檢驗(yàn)》JB4744

《壓力容器用鋼鍛件》JB4726-472

6.2典型塔器設(shè)計(jì)計(jì)算與選型

6.2.1概述

塔設(shè)備是化工、石油化工和煉油等生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一，塔可以使氣液

相或者液液相之間進(jìn)行緊密接觸，達(dá)到較為良好的相際傳質(zhì)及傳熱的目的。

在塔設(shè)備中常見(jiàn)的單元操作有：吸收、精儲(chǔ)、解吸和萃取等。此外工業(yè)氣體

的冷卻與回收、氣體的濕法凈制和干燥，以及兼有氣液兩相傳質(zhì)和傳熱的增濕和

減濕等效果。

6.2.2設(shè)計(jì)依據(jù)

《化工容器設(shè)計(jì)》王志文蔡仁良第三版化學(xué)工業(yè)出版社

1

《化工設(shè)計(jì)概論》李國(guó)庭等著化學(xué)工業(yè)出版社

《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版化學(xué)工業(yè)出版社

6.2.3設(shè)計(jì)原則

作為主要用于傳質(zhì)過(guò)程的塔設(shè)備，首先必須使氣液兩相能充分接觸，以獲得

較高的傳質(zhì)效率。此外，為滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，塔設(shè)備還得考慮下列各項(xiàng)要求：

（1）生產(chǎn)能力大。在較大的氣（汽）液流速下，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾

帶、攔液、或液泛等破壞正常操作的現(xiàn)象；

（2）操作穩(wěn)定、彈性大。當(dāng)塔設(shè)備的氣（汽）液負(fù)荷量有較大波動(dòng)時(shí)，仍

能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作，并且塔設(shè)備應(yīng)保證能長(zhǎng)期穩(wěn)定操作；

（3）流體流動(dòng)的阻力小，即流體通過(guò)塔設(shè)備的壓降小。這將大大節(jié)省生產(chǎn)

中的動(dòng)力消耗，以降低正常操作費(fèi)用。對(duì)于減壓蒸譚操作，較大的壓力降還將使

系統(tǒng)無(wú)法維持必要的真空度；

（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、材料耗用量小，制造和安裝容易。這可以減少基建過(guò)程中

的投資費(fèi)用；

（5）耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。

事實(shí)上，對(duì)于現(xiàn)有的任何一種塔器，都不可能完全滿足上述所有要求，但是

我們可以在某些方面做到獨(dú)特之處。以此來(lái)達(dá)到較大的生產(chǎn)效率，提高企業(yè)的

生產(chǎn)效益。

624塔結(jié)構(gòu)尺寸確定依據(jù)

塔設(shè)計(jì)依據(jù)于CAMCAD軟件模擬結(jié)果。經(jīng)過(guò)靈敏度分析，得出最優(yōu)塔板數(shù)

和回流比，然后根據(jù)塔設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)方法計(jì)算出各個(gè)塔的塔徑與塔高。

625塔設(shè)備設(shè)計(jì)影響因素

6.2.5.1與操作條件有關(guān)的因素

（1）若氣相傳質(zhì)阻力大（即氣相控制系統(tǒng)，如低黏度液體的蒸儲(chǔ)，空氣增

濕等），宜采用填料塔，因填料層中氣相呈湍流，液相為膜狀流。反之，受液相

控制的系統(tǒng)（如水洗C。?），宜采用板式塔，因?yàn)榘迨剿幸合喑释牧?，用氣體

在液層中鼓泡；

（2）大的液體負(fù)荷系統(tǒng)，可選用填料塔，若用板式塔時(shí)宜選用氣液并流的

塔型或選用板上液流阻力較小的塔型。止匕外，導(dǎo)向篩板塔盤(pán)和多降液管篩板塔盤(pán)

都能承受較大的液體負(fù)荷；

2

（3）低的液體負(fù)荷，一般不宜采用填料塔。因?yàn)樘盍纤笠欢康膰娏?/p>

密度，但網(wǎng)體填料能用于低液體負(fù)荷的場(chǎng)合；

（4）液氣比波動(dòng)的穩(wěn)定性，板式塔優(yōu)于填料塔，故當(dāng)液氣比波動(dòng)大時(shí)，選

用板式塔。

6.2.5.2其他因素

（1）對(duì)于多種情況，塔徑小于800mm時(shí)，不宜采用板式塔，宜用填料塔。

對(duì)于大塔徑塔設(shè)備來(lái)說(shuō)，需進(jìn)行加壓或常壓操作時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用板式塔；對(duì)于減

壓操作過(guò)程，宜采用新型填料；

（2）一般填料塔比板式塔重；

（3）大塔以填料塔造價(jià)便宜。因填料價(jià)格約與塔體的容積成正比，板式塔

按單位面積計(jì)算的價(jià)格，隨塔徑增大而減小。

6.2.6塔的分類與總體結(jié)構(gòu)

（1）分類

①按操作壓力：加壓塔；常壓塔；減壓塔。

②按單元操作：精微塔；吸收塔；解吸塔；反應(yīng)塔；干燥塔；萃取塔。

③按形成相際接觸界面：固定相界面；流動(dòng)過(guò)程中形成相界面。

④按內(nèi)件結(jié)構(gòu)：其中按內(nèi)部結(jié)構(gòu)又可分為以下兩種：

a.板式塔，塔內(nèi)裝有一定數(shù)量的塔盤(pán)，是氣液接觸和傳質(zhì)的基本構(gòu)件；屬

逐級(jí)（板）接觸的氣液傳質(zhì)設(shè)備；氣體自塔底向上以鼓泡或噴射的形式穿過(guò)塔板

上的液層，使氣液相密切接觸而進(jìn)行傳質(zhì)與傳熱；兩相的組分濃度呈階梯式變

化。

b.填料塔，塔內(nèi)裝有一定高度的填料，是氣液接觸和傳質(zhì)的基本構(gòu)件；屬

微分接觸型氣液傳質(zhì)設(shè)備；液體在填料表面呈膜狀自上而下流動(dòng)；氣體呈連續(xù)相

自下而上與液體作逆流流動(dòng)，并進(jìn)行氣液兩相的傳質(zhì)和傳熱；兩相的組分濃度或

溫度沿塔高連續(xù)變化。

（2）總體結(jié)構(gòu)：

①塔體：即塔外殼，包括筒節(jié)、封頭、連接法蘭等。除操作壓力（內(nèi)壓或外

壓）、溫度外，要考慮風(fēng)載、地震載荷、偏心載荷及試壓、運(yùn)輸?shù)跹b時(shí)的強(qiáng)度、

剛度、穩(wěn)定性等要求。

②內(nèi)件：塔板或填料及支承裝置等。

3

③支座：塔體與基礎(chǔ)的連接結(jié)構(gòu)，一般采用裙式支座。

④附件：人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平臺(tái)、保溫層等。

板式塔與填料塔的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)列于表6-1：

表6-1板式塔和填料塔的主要特點(diǎn)比較

項(xiàng)目板式塔填料塔備注

塔板的開(kāi)孔率為5%-10%,

散裝填料約0.3KPa又有25-50mm清液層,故

各塊理論板壓降約IKPa

規(guī)整填料約0.15KPa壓降大。壓降小是填料塔

的主要優(yōu)點(diǎn)

規(guī)整填料HETP值比板

分離效率比較穩(wěn)填料塔效率受液體分布影

式塔小，絲網(wǎng)效率更

分離效率(HETP)定，大塔效率會(huì)響大，預(yù)測(cè)比較難，可靠

高，新型散裝填料與板

更高些性不如板式塔

式塔相當(dāng)

規(guī)整填料處理能力比

板式塔大，真空和常壓由于填料塔壓降低，在高

處理能力與操作

操作彈性大塔為30%-50%,新型散真空塔時(shí)還可以使相對(duì)揮

彈性

裝填料也可比板式塔發(fā)度有所上升

高些

因壓降大較難適高真空填料塔液體分布器

對(duì)高真空操作的壓降小的優(yōu)點(diǎn)使其特

應(yīng)，尤其在高真往往要特殊設(shè)計(jì)才能達(dá)到

適應(yīng)性(熱敏、高別適用，高真空下應(yīng)用

空板中有多的場(chǎng)高的分布質(zhì)量。且散裝填

沸物料)規(guī)整填料會(huì)更佳

合料可能會(huì)＜Qmin

不少場(chǎng)合效率下降尤P個(gè)，Pv個(gè)，流量又大，易

很適應(yīng)，因?yàn)橛衅涫且?guī)整填料，壓降小引起液相嚴(yán)重返混；

對(duì)操作壓力高的

較高效率，并且點(diǎn)幾乎無(wú)意義，處理能

適應(yīng)性

液量大也易處理力下降較大，一般認(rèn)P個(gè)，T個(gè),。個(gè)，填料塔中

為＞2MPa應(yīng)用板式塔兩相分離變難

須用耐腐蝕性材

對(duì)腐蝕性物料的易用陶瓷性耐腐蝕性

料制作，比較困

適應(yīng)性材料，較合適

難或價(jià)格高

對(duì)易結(jié)垢、易堵塞比較容易解決，

不適用

系統(tǒng)的適應(yīng)性清理也較容易

較難，塔徑、塔填料塔的液體分布器需特

易起泡物系比較合適

高均需要較大值別留意

填料費(fèi)用上升很大，尤減壓大直徑填料塔已有不

大直徑塔很適合，造價(jià)低其是絲網(wǎng)規(guī)整填料.，而少成功實(shí)例，此時(shí)因高效、

且汽液分布均勻較難高處理能力使塔體枳減小

0.6m以下較難制液體均布較易達(dá)到，應(yīng)有

小直徑塔很合適

作較大的徑向混合

間歇精儲(chǔ)可以用因持液量少而更合適

多進(jìn)料、軸測(cè)線的增加一個(gè)再分布器，結(jié)構(gòu)

比較容易實(shí)現(xiàn)不太合適

方便性復(fù)雜而造價(jià)高，不太合適

中間換熱易實(shí)現(xiàn)較難實(shí)施

4

塔的檢修容易規(guī)整填料幾乎不可能

在實(shí)際操作中，塔盤(pán)的結(jié)構(gòu)在一定程度上仍然影響著操作的流體力學(xué)狀態(tài)

和傳質(zhì)性能的優(yōu)劣?，F(xiàn)將各種板式塔的優(yōu)缺點(diǎn)及用途列于表6-2：

表6-2各種板式塔的優(yōu)缺點(diǎn)及用途

塔盤(pán)形式結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)用途

費(fèi)用高；板間用于具有特

圓形泡罩復(fù)雜彈性好無(wú)泄漏距大；壓力降定要求的場(chǎng)

泡罩型比較大合

費(fèi)用高；板間用于具有特

S形泡罩塔簡(jiǎn)化了泡罩的形

稍簡(jiǎn)單距大；壓力降定要求的場(chǎng)

板式因此性能相似

比較大合

條形浮閥簡(jiǎn)單

適用于加壓

操作彈性較好、塔

浮閥型重盤(pán)式浮有簡(jiǎn)單的和無(wú)其他明顯及常壓下的

板效率較高、處理

閥稍復(fù)雜的缺點(diǎn)氣液傳遞過(guò)

能力較大

程

T行浮閥簡(jiǎn)單

正常負(fù)荷下效率

篩板（溢流

簡(jiǎn)單高、費(fèi)用最低、壓穩(wěn)定操作范適于處理量

式）

力將小

比篩板壓力降稍

圍窄；易堵塞變動(dòng)小且不

穿流型高，但具有同樣

波紋篩板簡(jiǎn)單原料?；容易發(fā)析出固體物

的優(yōu)點(diǎn)；氣液分布

生液體泄漏的系統(tǒng)

好

處理能力大；壓力塔板效率低；

柵板簡(jiǎn)單適于粗精儲(chǔ)

降??；費(fèi)用便宜彈性較小

6.2.7塔設(shè)備設(shè)計(jì)舉例

根據(jù)以上基本原則，以DMO精偏塔（T0201）為例，進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。其它

塔設(shè)備的設(shè)計(jì)與該精儲(chǔ)塔的設(shè)計(jì)方法相同。

6.2.7.1塔的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

根據(jù)T0201的處理量及物性，我們選擇板式塔。根據(jù)操作條件，物系的組成

和特點(diǎn)及要達(dá)到的分離要求，考慮到設(shè)備的制造、維修成本，我們選浮閥塔作為

本項(xiàng)目的塔類型。

塔設(shè)計(jì)依據(jù)于Aspenplus軟件模擬結(jié)果。經(jīng)過(guò)靈敏度分析，得出最優(yōu)塔板數(shù)

為15和回流比為2.7o

T0201塔的基礎(chǔ)參數(shù)如下

表6-3T0201塔參數(shù)

氣相體積流速Vs5011.62m3/h

5

密度Pv1.4284kg/m3

質(zhì)量流量G7158.45kg/h

體積流速V60.236m3/h

3

液相密度PL964.89kg/m

質(zhì)量流量L581213kg/h

6.2.7.2精福塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

我們將得到的aspen模擬數(shù)據(jù)輸入到cup-tower中，進(jìn)行計(jì)算，可得到塔的

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

我們對(duì)塔也進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算。

6

(一)塔徑的計(jì)算

塔的直徑根據(jù)適宜的空塔氣速和蒸汽流量按下式求出:

u=0.6u

max“max為空塔的泛點(diǎn)：

"max

。為蒸汽負(fù)荷因子C=C2°(|工，q根據(jù)Smith圖查得

圖中橫坐標(biāo)：_____

田口叫睢更=0.3124

(G川4(7158.45川964.89

圖中縱坐標(biāo)為“7-4：

板間星巨取=0.6/n，板上液層IWJ度4=0.078m,HT-hL=522mm。

由以上數(shù)據(jù)查的Czo=007,則:

u=0.6xwmax=0.6x2=1.2m/s

D_匹—[4x5011.62-

-V^~~V^xl.2x3600=1.2772

按《GB9019-200IT》塔徑尺寸圓整，則2=1.2〃?

實(shí)際塔截面積：

5011-62/3600

實(shí)際空塔氣速：U^V/A==1.23m/5

ST1.13

安全系數(shù)：=1.23/2=0.62,在060.8安全系數(shù)范圍內(nèi)。

根據(jù)以上結(jié)果，初步認(rèn)定塔徑取1.2m是合理的。

(-)塔板主要工藝尺寸計(jì)算

塔板主要尺寸的確定：

1.溢流裝置采用雙溢流型的平頂弓形溢流堰、弓形降液管、平形受液盤(pán)，且

不設(shè)進(jìn)口內(nèi)堰。

⑴溢流堰長(zhǎng)(出口堰長(zhǎng))4

取L”=0.7￡>.,.=0.7xl.2=0.84m

7

堰上溢流強(qiáng)度4/專5=60.236/0.8425=93m3/(m-h)<100~130m3/(m-h),滿

足篩板塔的堰上溢流強(qiáng)度要求。

(2)出口堰高&

對(duì)平直堰龜卬2/3

=0.00284E(Lh/LW)

由人,/%=0-7及4/^5=60236/0.84Z5=93,取E=L0,于是：

%w=0.00284xl.Ox(60.236/0.924產(chǎn)3=0.049m>0.006m(滿足要求)

因?yàn)椋ゲ荒艹^(guò)板間距的15%,故取得出口堰高為町=0.05機(jī)

⑶降液管的寬度乜和降液管的面積Af

由LW/DT=0.7,查弓形降液管幾何關(guān)系圖得叱,/%=。-142,

Af/AT=0.177

2

即：Wd=1.2x0.142=0.17m,AT=0.785=1.13m,4=0.200?。

液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間

T=Af”3Lh=0.20x0.6/(60.236/3600)=7.2s>5s(滿足要求)

⑷降液管的底隙高度K

液體通過(guò)降液管底隙的流速一般為0.07?0.25m/s,取液體通過(guò)降液管底隙

的流速?=0.25m/s,則有:

%=與，=W36=0.055m(力。不宜小于0.02~0.025m,本結(jié)果

°Lwuo1.2x0.25x3600

滿足要求)

2.閥孔孔徑：

孔徑的大小直接影響塔板操作性能。在開(kāi)孔率、空塔汽速和液流量相同的條

件下增大孔徑，雖可減小板壓降，不易阻塞，但漏液量增大，操作彈性降低。■

般工業(yè)上常用的孔徑經(jīng)常取3~4mm,結(jié)合本設(shè)計(jì)d0=39如〃為宜。

3.閥孔中心距和開(kāi)孔率①o:

開(kāi)孔一般采用正三角形排列，篩孔中心距t0?。?75mm

(dYMaV

=0.9069,=0.9069x—=0.245

GoU<75；

所以開(kāi)孔率8。為24.5%,大于15%,開(kāi)孔率過(guò)大，容易產(chǎn)生漏液，在操作時(shí)

要特別注意控制操作條件，以免漏液。

4.塔板厚度5:

在塔板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度許可的條件下，應(yīng)盡可能選取較薄的板材制作塔板,

8

這不僅可以降低干板壓降，而且可以改善氣液接觸狀態(tài)。浮閥塔塔板有2mm、

3mm、4mm三種厚度的塔板，本塔選用3mm厚度的塔板。

5.浮閥數(shù)及排列方式：

（1）浮閥數(shù)

初取閥動(dòng)能因數(shù)尸。=10,閥孔氣速為：

=一7I。=8.6m/s

灰V1.4284

每層塔板上浮閥個(gè)數(shù)N=——匕——=竺U色=135個(gè)

（據(jù)〃0*3600^X0.0392X8.6X3600

（2）浮閥的排列

浮閥有多種排列方式，在本項(xiàng)目的反應(yīng)器中，以三角形排列為好，各排浮閥

垂直于液流方向，使氣液兩相均勻接觸。在垂直于液流方向上，浮閥的中心距固

定不變，t=75mm,平行于液流方向上/=65~100〃加之間。

在排列浮閥時(shí)，還應(yīng)當(dāng)注意使外圍浮閥與塔壁和堰之間保留相當(dāng)距離，以便

于安裝和操作。分塊式塔盤(pán)外圍浮閥的中心至塔壁的距離一般為70一%如"。

浮閥排列方式采用等腰三角形交叉排列。取同一橫排的孔心距

t=75nun=0.075m,則可按下式估算排間距J

t=3.89/（0.075x135）=0.384mm

考慮到塔的直徑較大，必須采用分塊式塔板。而各分塊的支承與銜接也要占

去一部分鼓泡區(qū)面積，因此排間距不宜采用384mm，而應(yīng)小于此值，故取

t=15mm,t=15mm,以正三角形交叉排方式作圖，排得浮閥數(shù)為135個(gè)。

5.閥孔氣速：

“0=匕/的加；/4）=8.6〃?/5

6.動(dòng)能因數(shù)：

="0xJ/=8.6xy/l.4284=10.3

在誤差允許范圍內(nèi)合適。

（三）塔板流體力學(xué)計(jì)算

對(duì)T0201塔進(jìn)行了流體力學(xué)計(jì)算。

（1）塔板壓降

液體表面張力造成的阻力很小，可忽略，浮閥塔的壓降為干板壓降和液層阻

力之和，即:

9

hp=h'+%

式中與--塔板壓降，"2液柱；

hc--干板壓降，〃?液柱；

h,一一塔板上的液層阻力，加液柱。

(1)干板壓降

8.2O0175

uM.=1.825J=1.8機(jī)/s

VPv

因次，故：

0.175?X0.175

=19.9^-=19.9X——=0.03血液柱，即在正常操作下，干板壓降為

°p,964.89

0.03m液柱。

(2)液層阻力

本設(shè)備分離液相為草酸二甲酯，碳酸二甲酯，亞硝酸甲酯等，可取充氣系數(shù)

為0.6,則4=EohL=0.6x0.078=0.0468/n液柱。

因止匕，hp=0.03+0.0468=0.0768m

2)霧沫夾帶"

浮閥塔的霧沫夾帶可按下式計(jì)算：

2.14(比嚴(yán)0.073、0,20

”一…56(——)'

及c=u笠，K=[%-5(%+0.354)](磯+0.35&)

式中：ev霧沫夾帶量，kg夾帶/kg氣體;

HT——板間距，加；

hw--堰昌j,m；

“V堰上清夜高度，加；

空塔氣速，m/s；

￡——空塔截面積與有效截面積之比；

pG一一氣象相密度，kg/m1

\p一一氣液兩相密度差，依

a一一液體表面張力，N/m；

°一一以塔截面積為基準(zhǔn)的塔板開(kāi)孔率，%

10

將數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算得：

0.09kg液體/kg干氣＜0.1kg液體/kg干氣

故符合霧沫夾帶要求。

計(jì)算結(jié)果如下：

表6-4塔數(shù)據(jù)

氣相密度1.429kg/m3

氣相體積流量5011.620m3/h

氣相質(zhì)量流量7158.448kg/h

泡沫密度0.800

工藝數(shù)據(jù)

液相密度964.891kg/m3

液相表面張力0.032N/m

液相體積流量60.236m3/h

液相質(zhì)量流量58121.271kg/h

流型數(shù)2

塔板間距600mm

安定區(qū)70mm

邊緣區(qū)50mm

泛點(diǎn)率65%

泛點(diǎn)氣速-2.846m/s

空塔氣速1.2345m/s

流動(dòng)因素03124

降液管壓降80.762mm

降液管清液高159.7mm

塔徑1200mm

降液管停留7.2S

液相上限0.0288m3/s

漏液率1.448%

操作上限154%

塔板結(jié)構(gòu)

操作下限38%

堰徑比70%

堰高50mm

堰齒深5mm

降液管塔板間隙25mm

堰長(zhǎng)840mm

降液管寬度170mm

中心降液管寬度0.1670m

降液管面積17.7%

開(kāi)孔區(qū)面積0.2m2

堰上液頭28.244mm

板上清液高度78.244mm

板上液層壓降46.800mm

液相下限0.0003m3/s

塔板類型浮閥

排孔方式正三角

浮閥類型重閥

板結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

塔板分塊3

11

孔徑39.0000mm

孔距/孔徑1.9231

塔板厚度2.0000mm

孔距75.0000mm

孔數(shù)106.0000

開(kāi)孔率24.5351%

孔速10.9940m/s

孔動(dòng)能因子13.1394(kg/m)°-7s

干板壓降48.6403mm

板if降94.8485mm

6.2.8塔板水力學(xué)檢核

我們采用《維維塔板流體力學(xué)軟件》對(duì)T0201塔進(jìn)行了流體力學(xué)校核。。

項(xiàng)目信息公共數(shù)據(jù)簡(jiǎn)易報(bào)表

工藝數(shù)據(jù)

氣相數(shù)據(jù)液相數(shù)據(jù)

|1.42837|

氣相密度ketn3▼液相密度964.891▼

氣相體積流里5011.62m3.h▼液相表面張力0.0316Nm▼

氣相質(zhì)里流里-15S44S▼液相體積流里60.2361m3h▼

液相質(zhì)里流里

泡沫密度包1-▼3％▼

基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)——

1舊久W

70格▼

塔板間距3ILm▼

堰高5d▼

流型數(shù)|2I▼mm

11▼

—堰缶深5mm▼

安定區(qū)|/u|[nun▼

降液管塔板間隙25mm▼

邊絳區(qū)

▼

堰長(zhǎng)840mm▼

泛點(diǎn)率▼1

___________降液管寬度romm▼

泛點(diǎn)氣速-2.845958EOG2▼中心降液管寬度0.167m▼

娜電液管寬度

空塔氣速1.2345[m/sm▼

側(cè)降液管位置

流動(dòng)因素m▼

-▼

降液管面積

降液管壓降%▼

80.76153mm▼

開(kāi)孔區(qū)面積0.2m2▼

r

159.7mm▼1

堰上液頭28.24413mm▼

塔徑

|mm板上清液高度

_LI'8.24413mm▼

降液管停留▼

72板上液層壓降MBmm▼

液相上限0.02880161m3/s▼液相下限0.0003479-S4m3/s▼

指定、徑

1320mm▼降液管液泛率30.37741%▼

孔動(dòng)能因子13.13937Qcg/m)*0.5/S▼操作上限IfO%▼

癌液率1.448075%▼操作下限3c%▼

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，可以繪制塔的負(fù)荷性能圖如圖6-1所示:

12

15000

(10000

u

mz

)E

AS

01020304050607080和100110

Ls(n3/h)

圖6-1浮閥塔T0201負(fù)荷性能圖

由圖中我們可以看出：

規(guī)定的氣液相負(fù)荷下的操作點(diǎn)處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置。

塔板的氣相負(fù)荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制。

計(jì)算板面情況如下：

塔板

塔板參數(shù)

塔板類型浮閥類型重閥

排孔方式塔板分塊FE

孔徑

孔距/孔徑

塔板厚度

孔距

孔數(shù)

開(kāi)孔率

導(dǎo)向孔軍

孔速

干板壓降

板壓降

6.2.9塔高的計(jì)算

（一）塔高計(jì)算

1）實(shí)際塔板數(shù)N：

根據(jù)工業(yè)經(jīng)驗(yàn)值4取55%,N理=15（包括冷凝器、再沸器），進(jìn)料板為第9

13

塊。

N=強(qiáng)二Z=!lz2=25塊

Eo0.55

進(jìn)料板位置為底裔=盛+5塊。

2）塔頂空間高度”。：

塔頂空間高度的作用是安裝塔板和開(kāi)人孔的需要，也使氣體中的液體自由沉

降，減少塔頂出口氣體中液滴夾帶，空間高度一般取1.2~1.5m,這里取”°=1.2m。

3）塔板間距"T：

取〃r=0.6m

4）開(kāi)有人孔的板間距”；：

設(shè)有人孔的上下兩塔板間距應(yīng)該大于等于600mm,這里取“；=650mm。

5）人孔數(shù)：

取6塊板設(shè)置一個(gè)人孔，實(shí)際塔板25塊，所以開(kāi)設(shè)4個(gè)人孔（不包括塔頂

和塔底人孔數(shù)）。

6）進(jìn)料段空間高度

進(jìn)料段高度取決與進(jìn)料口的結(jié)構(gòu)形式和物料狀態(tài)，一般"F比"T大，

取=800/w/no

7）塔底空間高度”小

塔的底部空間高度是指塔底底末一層塔盤(pán)到塔底封頭切線處的距離，當(dāng)進(jìn)料

系統(tǒng)有緩沖容積可取5—20mino提取ASPEN數(shù)據(jù)塔底料液出口體積流量

V=60.236m3//?,塔徑D=1.2m,t=5min,所以:

Vxt

=4.44/n

30.785xD2x60

綜上可知塔筒體高度：

H=HD+(N-\-S)HT+SHT+HF+HB

=1.2+(24-1-15)x0.6+15x0.65+0.8+4.44o

=20.99m

8）裙座高度:

筒體高度大于10m,塔徑。=1.2機(jī)＞加，所以采用圓柱形裙座,

1.5x￡>

“'=1.2+=2Am

2

14

9）封頭高度：

封頭選取標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，參考《JB/T4737—95》取直邊段％=25"?,曲邊

圖度62=3OO/77"?o

所以封頭懸j度：H=%+&=325mm。

塔的實(shí)際高度：=20.99+2.1+2x0.325=23.74m。

（-）接管的計(jì)算

1）頂氣體接管：

取塔頂氣體流速凡.=30m/.v，提取ASPEN數(shù)據(jù)V=5011.62/n3//z,

貝I」：

V

管徑：&=243mm

0.785xMi,x3600

圓整后選取管子規(guī)格為。273x12,"〃?o

V

實(shí)際流速:u28.6m/so

0.785X6/2X3600

2)進(jìn)料管:

取進(jìn)料液體流速心=1.5機(jī)/s，液相體積流量V=67.978m3/h

則：

V

進(jìn)料管徑：d2==127mm

0.785XMVX3600

圓整后選取管子規(guī)格為044x5加mo

V

實(shí)際流速:U=z-=--1.34〃?/so

0.785XJ2X3600

3）回流管徑:

取回流液流速-2m/s,液相體積流量V=163.5m3//?。

V

則回流管徑:=170.08/W”

40.785XM,.x3600

圓整后選取管子規(guī)格為。168x7〃z〃?O

V

實(shí)際流速:u；=2Am/so

0.785xJ2X3600

4）塔底出料管徑：

取出料液體流速〃」=l.5m/s,液相體積流量V=60.236/7731h

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