【正文】 度設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)也做出了不斷的改進(jìn)，并陸續(xù)引入了一些新的方法和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。目前，我國(guó)常用的板式塔型仍為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔和舌形塔等，填料種類除拉西環(huán)、鮑爾環(huán)外，階梯環(huán)以及波紋填料、金屬絲網(wǎng)填料等規(guī)整填料也常采用。當(dāng)然，盲目地套用標(biāo)準(zhǔn)或是忽視標(biāo)準(zhǔn)等的修訂工作，也會(huì)對(duì)技術(shù)的發(fā)展起阻礙作用。研究結(jié)果表明，塔盤的效率并不取決于塔盤的結(jié)構(gòu)，而主要取決于物系的性質(zhì)，如相對(duì)揮發(fā)度、黏度、混合物的組分等。在這眾多的專利中，新型塔盤及高效填料的開(kāi)發(fā)工作，也占有一定的數(shù)量。屬于顆粒型填料的有：海佐涅爾（Hydronyl）填料、階梯環(huán)（Cascade mini ring）填料、多角螺旋填料、金屬鞍環(huán)填料（Intalox metal pakcing）、比阿雷茨基環(huán)（Bialecki ring）、萊瓦填料（Levapak）以及它們的改進(jìn)型式。（4） 穿流式可調(diào)開(kāi)孔率篩板塔盤。（3） 篩板與舌形的復(fù)合。（9） thormann噴射塔盤。（4） 片狀噴射塔盤。（8） 錯(cuò)流式長(zhǎng)方形浮閥塔盤。（4） 長(zhǎng)條形浮閥塔盤。此外，篩板本身也可斜置，還發(fā)展了斜孔、針孔和大孔徑、雙孔徑等多種篩孔。2. 屬篩板型的（1） 導(dǎo)向篩板塔盤（linde sieve tray），即林德篩板塔盤。1. 屬泡罩型的（1） 旋轉(zhuǎn)泡罩塔盤。直徑在10m以上的板式塔時(shí)有出現(xiàn)（，并在醞釀設(shè)計(jì)18m直徑的塔），塔板數(shù)多達(dá)上百塊，塔的高度達(dá)80余米，設(shè)備重量有幾百噸（操作時(shí)的最大塔重可達(dá)1500噸）；填料塔的最大直徑也有15m，塔高達(dá)100m。除了各種填料大量涌現(xiàn)外，還發(fā)展了多管塔、乳化塔等被稱為高效填料塔德新塔型。近年來(lái)，隨著對(duì)篩板塔研究工作的不斷深入和設(shè)計(jì)方法的日趨完善，篩板塔已成為生產(chǎn)上最為廣泛采用的塔型之一。（3）舌形塔盤（jet tray）。（2）重盤式浮閥塔盤（ballast valve tray）。（2）單流式泡罩塔盤（uniflux tray），亦稱S形塔盤。當(dāng)時(shí)，煉油工業(yè)中多用泡罩塔，無(wú)機(jī)酸堿工業(yè)則以填料塔為主，則篩板塔因當(dāng)時(shí)尚無(wú)精確的設(shè)計(jì)方法和操作經(jīng)驗(yàn)，故未能廣泛使用。 塔設(shè)備的發(fā)展及現(xiàn)狀泡罩塔是1813年Cellier提出的，它在化工生產(chǎn)中一直占有重要的地位。這可以減少基建過(guò)程中的投資費(fèi)用。（3） 流體流動(dòng)的阻力小，即流體通過(guò)塔設(shè)備的壓力降小。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。 在塔頂設(shè)置吊柱是為了在安裝和檢修時(shí)，方便塔內(nèi)件的運(yùn)送。 人孔和手孔一般都是為了安裝、檢修檢查和裝填填料的需要而設(shè)置的。 除沫器用于捕集夾帶在氣流中的液滴。 塔體支座是塔體安放到基礎(chǔ)上的連接部分。常見(jiàn)的塔體是由等直徑、等壁厚的圓筒和作為頭蓋和低蓋的橢圓形封頭所組成。人們又按板式塔的塔盤結(jié)構(gòu)和填料塔所用的填料，細(xì)分為多種塔型。 在板式塔中，塔內(nèi)裝有一定數(shù)量的塔盤，氣體以鼓泡或噴射的形式穿過(guò)塔盤上的液層使兩相密切接觸，進(jìn)行傳質(zhì)。 塔設(shè)備的分類及一般構(gòu)造 塔設(shè)備經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，形成了型式繁多的結(jié)構(gòu)，以滿足各方面的特殊需要。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、減濕等。精餾塔設(shè)備在化工生產(chǎn)畢業(yè)論文第一章 概論 塔設(shè)備在化工生產(chǎn)中的作用和地位塔設(shè)備是化工、石油化工和煉油等生產(chǎn)中最重要的的設(shè)備之一。 在化工廠、石油化工廠、煉油廠等中，塔設(shè)備的性能對(duì)于整個(gè)裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面，都有重大的影響。為了便于研究和比較，人們從不同的角度對(duì)塔設(shè)備進(jìn)行分類。兩相的組分濃度沿塔高呈階梯式變化。裝有機(jī)械運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的塔，也就是有補(bǔ)充能量的塔，常被用來(lái)進(jìn)行萃取操作，液有用于吸收、除塵等操作的，其中以脈動(dòng)塔和轉(zhuǎn)盤塔用得較多。隨著化工裝置的大型化，漸有采用不等直徑、不等壁厚的塔體。它必須保證塔體坐落在確定的位置上進(jìn)行正常的操作。使用高效的除沫器，對(duì)于回收貴重物料、提高分離效率、改善塔后設(shè)備的操作狀況，以及減少對(duì)環(huán)境的污染等，都是非常必要的。在板式塔和填料塔中，各有不同的設(shè)置要求。 對(duì)塔設(shè)備的要求作為主要用于傳質(zhì)過(guò)程的塔設(shè)備，首先必須使氣（汽）液兩相能充分接觸，以獲得較高的傳質(zhì)效率。（2） 操作穩(wěn)定、彈性大。這將大大節(jié)省生產(chǎn)中的動(dòng)力消耗，以降低經(jīng)常操作費(fèi)用。（5） 耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。從1832年開(kāi)始用于釀造工業(yè)，是出現(xiàn)較早并獲得廣泛應(yīng)用的一種塔型。20世紀(jì)中期，為了適應(yīng)各種化工產(chǎn)品的生產(chǎn)和發(fā)展，不僅需要新建大量的塔，還得對(duì)原有得塔設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，故而陸續(xù)出現(xiàn)了一批能適應(yīng)各方面要求的新塔型。2. 篩板型（1）有溢流的柵板塔盤。（3）A型和T型的圓盤形浮閥塔盤（flexitray）。（4）導(dǎo)向浮閥塔盤。這一時(shí)期填料塔也進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。從20世紀(jì)60年代起，由于化工機(jī)械制造業(yè)成功地解決了高壓離心式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)密封和高溫高壓廢熱鍋爐的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)等技術(shù)關(guān)鍵，使化肥和石油化工的生產(chǎn)，在能量綜合利用方面提高到一個(gè)新水平，繼而帶動(dòng)了整個(gè)化學(xué)、煉油工業(yè)向大型化方向迅速發(fā)展。近年來(lái)，由于出現(xiàn)了世界性的能源危機(jī)，暴露出設(shè)備大型化帶來(lái)的不容忽視的問(wèn)題：大型設(shè)備必須保證在全負(fù)荷下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，否則經(jīng)濟(jì)損失將是非常巨大的。（2） 帶有導(dǎo)流葉片的泡罩塔盤。（2） 多降液管篩板塔盤（multiple downer sieve tray），即MD篩板塔盤。3. 屬浮閥型的（1） 旋轉(zhuǎn)浮閥型塔盤。（5） 鏈網(wǎng)式浮閥塔盤（grid valve tray）。4. 屬噴射型的（1） 浮動(dòng)舌形塔盤。（5） 浮動(dòng)噴射塔盤。（10） 導(dǎo)向浮閥塔盤。此外，無(wú)溢流裝置的穿流式塔盤，也有較多的發(fā)展，其型式有：（1） 穿流式柵板塔盤。（5） 穿流式條形或圓形浮閥塔盤。屬于規(guī)整填料的有：蘇采爾填料（Sulzer packing）、重疊式絲網(wǎng)波紋板填料、重疊式金屬波形板填料、格利希柵格填料（Glitsch grid）、格子填料、拉伸金屬板網(wǎng)填料、塑料蜂窩填料、Z形格子填料、Perform噴射式填料和脈沖填料（Impulse packing）等。從這里可以看出各國(guó)塔設(shè)備發(fā)展趨向，作為我們工作的參考。國(guó)外塔設(shè)備的發(fā)展已轉(zhuǎn)向“要求在提高處理能力和簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)”的前提下，保持一定的操作彈性和適當(dāng)?shù)膲毫?，并盡量提高塔盤的效率。我國(guó)塔設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。近年來(lái)，參考國(guó)外塔設(shè)備技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，加強(qiáng)了對(duì)篩板塔的科研工作，提出了斜孔塔和浮動(dòng)噴射塔等新塔型。特別是由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，化工設(shè)計(jì)中計(jì)算工作量極大的逐板計(jì)算法，已能快速而方便地得到滿意結(jié)果。20世紀(jì)60年代以來(lái)，我國(guó)著手編制了塔設(shè)備零部件標(biāo)準(zhǔn)，1965年起正式頒發(fā)了一批有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件。特別是在大型的塔設(shè)備中，鋼材更具有無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛地采用。可供制作塔設(shè)備內(nèi)件的材料，比之塔體用材，選擇余地更大了?？傊?，選材所考慮得因素較多。但泡罩塔并不因此失去其應(yīng)用價(jià)值，因?yàn)樗哂腥缦聝?yōu)點(diǎn)。④ 不易堵塞，能適應(yīng)多種介質(zhì)。泡罩塔盤的蒸氣壓力降雖然高一些，但在常壓或加壓下操作時(shí)，并不是主要問(wèn)題。（1） 錐流 當(dāng)液體流量很小或液封高度不夠時(shí)，從齒縫出來(lái)的蒸氣，能推開(kāi)液體，掠過(guò)液面直接上升，以致氣液接觸不良。這現(xiàn)象多出現(xiàn)于大塔中。泡罩是泡罩塔板最主要的部件，品種很多，目前應(yīng)用最多的型式是具有矩形或梯形齒縫，底部有緣圈、結(jié)構(gòu)可拆的圓泡罩。從而一反長(zhǎng)期的冷落狀況，獲得了廣泛應(yīng)用。近年來(lái)有用大孔徑（10～25mm）篩板的，它具有制造容易、不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)，只是漏液點(diǎn)稍高，操作彈性較小。在此過(guò)程中進(jìn)行相際的傳熱和傳質(zhì)。（3） 塔板壓力降較低。 浮閥塔20世紀(jì)50年代起，浮閥塔已大量用于工業(yè)生產(chǎn)，以完成加壓、常壓、減壓下的精餾、吸收、脫吸等傳質(zhì)過(guò)程。但在處理粘稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。浮閥塔之所以廣泛應(yīng)用，是由于它具有下列特點(diǎn)。它的操作彈性為3～5，比篩板和舌形塔盤大得多。在常壓塔中每層塔盤的壓力降一般為400～。 舌形塔及浮動(dòng)舌形塔舌形塔是噴射型塔，20世紀(jì)60年代開(kāi)始應(yīng)用。與泡罩塔相比，其優(yōu)點(diǎn)是：液面落差小，塔盤上液層薄、持液量小，壓力降小（約為泡罩塔盤的33％～50％），處理能力大，塔盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，鋼材可省12％～45％，且安裝維修方便；其缺點(diǎn)是：操作彈性?。▋H2～4），塔板效率低，因而使用受到一定限制。穿流式塔盤根據(jù)板上開(kāi)有柵縫或篩孔，分別稱為穿流式柵板塔或穿流式篩板塔。至20世紀(jì)50年代初，穿流式柵板塔的工業(yè)應(yīng)用獲得成功，因而近年來(lái)應(yīng)用日廣。 （2） 生產(chǎn)能力大 由于沒(méi)有溢流裝置，就節(jié)省了降液管所占的塔截面積（一般約占塔盤總面積的15％～30％），所以蒸氣流量較大。（6） 塔板效率較低 比一般板式塔約低30％～60％。篩孔孔徑一般為3～10mm，近來(lái)有用到25mm的，常用孔徑為5～8mm。 與物性有關(guān)的因素（1） 易起泡的物系，如處理量不大時(shí)，以選用填料塔為宜。（3） 具有熱敏性的物料須減壓操作，以防過(guò)熱引起分解或聚合，故應(yīng)選用壓力降較小的塔型。（5） 含有懸浮物的物料，應(yīng)選擇液流通道較大的塔型，以板式塔為宜。因塔盤上積有液層，可在其中安放換熱管，進(jìn)行有效的加熱或冷卻。此外，導(dǎo)向篩板塔盤和多降液管篩板塔盤都能承受較大的液體負(fù)荷。 其他因素（1） 對(duì)于多數(shù)情況，塔徑小于800mm時(shí)，不宜采用板式塔，宜用填料塔。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。由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)于操作的水平不高，人們希望板式塔有較大的操作彈性，且操作方便，而這正是泡罩塔的特點(diǎn)。篩板塔則逐漸為人們所接受，技術(shù)上有較大的進(jìn)展。與此同時(shí)，塔設(shè)備的廣泛應(yīng)用，又提出了高壓、真空、大的液體負(fù)荷、高彈性比等許多特殊要求，迫使板式塔以強(qiáng)化設(shè)備的生產(chǎn)能力為中心，向高效率、大通量方向發(fā)展，因而各種新型塔板不斷出現(xiàn)。從塔盤的流體力學(xué)來(lái)看，隨著氣速的增大，氣液兩相接觸時(shí)的操作狀態(tài)是：鼓泡泡沫噴射，依次過(guò)渡。事實(shí)上每種塔盤結(jié)構(gòu)都可以歷經(jīng)從鼓泡到噴射的過(guò)渡，問(wèn)題在于什么是最好的操作狀態(tài)，由設(shè)計(jì)操作參數(shù)所決定的。 在這一部分的計(jì)算中，我們要計(jì)算出指定體系的塔頂溫度（td）、塔釜溫度（tww）及加料板處溫度（tf），并計(jì)算精餾段溫度（t1）、提餾段溫度 （t2）、 全塔溫度（t）和料液的平均溫度。 各組分得飽和蒸汽壓與溫度得關(guān)系（）計(jì)算精餾段A物質(zhì)的蒸汽壓： （）計(jì)算精餾段B物質(zhì)的蒸汽壓：（）計(jì)算全塔A物質(zhì)的蒸汽壓：（）計(jì)算全塔B物質(zhì)的蒸汽壓： 根據(jù)式（）計(jì)算精餾段相對(duì)揮發(fā)度j：根據(jù)式（）計(jì)算全塔相對(duì)揮發(fā)度： 液相密度計(jì)算內(nèi)插關(guān)系式： （）液相混合物密度： （）其中， 、分別為A，B組分的質(zhì)量分率， 、分別為A，B純組分的密度。 各組分的表面張力與溫度的關(guān)系根據(jù)式（）、（）可得精餾段平均表面張力： 根據(jù)式（）、（）計(jì)算，同理可得：根據(jù)式（）計(jì)算得：dyn/cm根據(jù)式（）、（）、（）計(jì)算，同理可得：提餾段平均表面張力： 汽化熱和熱容的計(jì)算內(nèi)插關(guān)系式： （）內(nèi)插關(guān)系式： （）混合物的汽化熱： （）混合物的熱容： （） 各組分的汽化熱與溫度的關(guān)系 各組分的熱容與溫度的關(guān)系（）、（）計(jì)算加料板平均汽化熱：（）、（）計(jì)算，同理可得：料液平均熱容： J/mol﹒K 物性數(shù)據(jù)總匯TJ/mo