【文章內(nèi)容簡介】 式采用等腰三角形叉排，取同一個橫排的孔心距則排間距：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81mm，而應小些，故取，按，以等腰三角形叉排方式作圖，排得閥數(shù)288個。 按重新核算孔速及閥孔動能因數(shù) 閥孔動能因數(shù)變化不大，仍在9~13范圍內(nèi) 塔板開孔率②提餾段 取閥孔動能因子，則每層塔板上浮閥數(shù)目為：按，估算排間距， 取，排得閥數(shù)為244塊 按塊重新核算孔速及閥孔動能因數(shù) 閥孔動能因數(shù)變化不大，仍在9~13范圍內(nèi) 塔板開孔率 塔板的流體力學計算 氣相通過浮閥塔板的壓降可根據(jù) (210)計算 (1)精餾段 ①干板阻力：因，故：②板上充氣液層阻力 ?、垡后w表面張力所造成的阻力 此阻力很小，可忽略不計，因此與氣體流經(jīng)塔板的壓降相當?shù)母叨葹?(2) 提餾段 ①干板阻力：因，故：②板上充氣液層阻力 取③液體表面張力所造成的阻力 此阻力很小，可忽略不計，因此與單板的壓降相當?shù)囊褐叨葹?為了防止發(fā)生淹塔現(xiàn)象，要求控制降液管中清液高度（1） 精餾段 （2） ①單層氣體通過塔板壓降所相當?shù)囊褐叨娶谝后w通過液體降液管的壓頭損失 ③板上液層高度 ,則取，已選定則可見所以符合防止淹塔的要求。 （2）提餾段 ①單板壓降所相當?shù)囊褐叨娶谝后w通過液體降液管的壓頭損失 ③板上液層高度 ,則取，則可見所以符合防止淹塔的要求。 精餾段 (211) (212)板上液體流經(jīng)長度：板上液流面積：查物性系數(shù)，泛點負荷系數(shù)圖對于大塔，為了避免過量物沫夾帶，應控制泛點率不超過80%，由以上計算可知，物沫夾帶能夠滿足的要求。 （2）提餾段 取物性系數(shù)，泛點負荷系數(shù)圖由計算可知，符合要求。 (1)物沫夾帶線 (213)據(jù)此可作出負荷性能圖中的物沫夾帶線，按泛點率80%計算： ①精餾段 整理得：由上式知物沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)任取兩個值算出②提餾段 整理得： 相關(guān)體積流量與質(zhì)量流量的取值精餾段 Ls (m3/s)Vs (m3/s)提餾段 L′s (m3/s)V′s (m3/s)(2) 液泛線 由此確定液泛線，忽略式中而①精餾段 整理得：②提餾段 整理得：在操作范圍內(nèi)任取若干個值，算出相應得值： 相關(guān)體積流量與質(zhì)量流量的取值 精餾段 Ls1 (m3/s)Vs1 (m3/s) 提餾段 Ls2 (m3/s)Vs2 (m3/s)(3)液相負荷上限 液體的最大流量應保證降液管中停留時間不低于3~5s液體降液管內(nèi)停留時間以作為液體在降液管內(nèi)停留時間的下限，則 (4)漏液線 對于F1型重閥，依作為規(guī)定氣體最小負荷的標準，則①精餾段 ②提餾段 (5)液相負荷下限 取堰上液層高度作為液相負荷下限條件作出液相負荷下限線，該線為與氣相流量無關(guān)的豎直線。 取，則由塔板負荷性能可以看出： ①在任務規(guī)定的氣液負荷下的操作點p（設計點）處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置； ②塔板的氣相負荷上限完全由物沫夾帶控制，操作下限由漏液控制； ③按固定的液氣比，由圖可查出塔板的氣相負荷上限，氣相負荷下限。 所以：； 浮閥塔工藝設計計算結(jié)果 項目 符號 單位 計算數(shù)據(jù) 備注 精餾段 提餾段 塔徑 Dm板間距 HTm塔板類型 單溢流弓形降液管 分塊式塔板 空塔氣速 um/s堰長 lwm堰高 hw m板上液層高度 m降液管底隙高 h0 m浮閥數(shù) N288244等腰三角形叉排 閥孔氣速 u0m/s同一橫排孔心距 浮閥動能因子 F0相鄰橫排中心距離 臨界閥孔氣速 u0c m/s孔心距 tm排間距 t′m單板壓降 ΔpPPa液體在降液管內(nèi)停留時間 θs降液管內(nèi)清液層高度 Hdm泛點率 %氣相負荷上限 (Vs)maxm3/s物沫夾帶控制 氣相負荷下限 (Vs)minm3/s漏液控制 操作彈性 塔附件設計 (1)進料管 進料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進料管、彎管進料管、T型進料管。本設計采用直管進料管。管徑計算如下： 取查標準系列選取(2) 回流管 采用直管回流管，取查表取(3)塔釜出料管 取，直管出料，查表取(4) 塔頂蒸氣出料管 直管出氣，取出口氣速查表取(5) 塔釜進氣管 采用直管，取氣速查表取(6)法蘭 由于常壓操作，所有法蘭均采用標準管法蘭，平焊法蘭，由不同的公稱直徑，選用相應法蘭。 ①進料管接管法蘭：Pg6Dg70HG501058②回流管接管法蘭：Pg6Dg50HG501058③塔釜出料管法蘭：Pg6Dg80HG501058④塔頂蒸氣管法蘭：Pg6Dg500HG501058⑤塔釜蒸氣進氣法蘭：Pg6Dg500HG501058筒體 壁厚選6mm，所用材質(zhì)為A3（2）封頭 封頭分為橢圓形封頭、碟形封頭等幾種，本設計采用橢圓形封頭，由公稱直徑，查得曲面高度，直邊高度，內(nèi)表面積，容積。選用封頭Dg18006,JB115473當空塔氣速較大，塔頂帶液現(xiàn)象嚴重，以及工藝過程中不許出塔氣速夾帶霧滴的情況下，設置除沫器，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。本設計采用絲網(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。 設計氣速選?。?除沫器直徑：選取不銹鋼除沫器：類型：標準型，規(guī)格：40100，材料：不銹鋼絲（1Gr18Ni9）, 絲網(wǎng)尺寸：圓絲塔底采用裙座支撐，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：基礎(chǔ)環(huán)外徑：圓整：，；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m30 吊柱對于較高的室內(nèi)無框架的整體塔，在塔頂設置吊柱，對于補充和更換填料、安裝和拆卸內(nèi)件，即經(jīng)濟又方便的一項設施，一般取15m以上的塔物設吊柱，本設計中塔高度大，因此設吊柱。因設計塔徑，可選用吊柱500kg。材料為A3。 人孔是安裝或檢修人員進出塔的唯一通道，人孔的設置應便于進入任何一層塔板，由于設置人孔處塔間距離大，且人孔設備過多會使制造時塔體的彎曲度難于達到要求，一般每隔10~20塊塔板才設一個人孔，本塔中共58塊板，需設置5個人孔，每個孔直徑為450mm，在設置人孔處，板間距為600mm，裙座上應開2個人孔，直徑為450mm，人孔伸入塔內(nèi)部應與塔內(nèi)壁修平，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，本設計也是如此。 塔總體高度的設計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1200mm 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，釜液停留時間取5min。 附屬設備設計 冷凝器的選擇有機物蒸氣冷凝器設計選用的總體傳熱系數(shù)一般范圍為本設計取出料液溫度：℃（飽和氣）℃（飽和液） 冷卻水溫度：20℃35℃逆流操作：傳熱面積：設備型號：G500I—16—40選用120℃飽和水蒸氣加熱，傳熱系數(shù)取料液溫度：℃100℃，熱流體溫度：120℃120℃逆流操作：換熱面積：設備型號：GCH800—6—70 不同設計條件下設計結(jié)果比較 F（萬噸） RqxDxFxWNT塔徑/m塔高/mF不同 50193%20%%153025193%20%%1922193%20%%1920193%20%%1515193%20%%1510193%20%%15R不同 20193%20%%233720193%20%%213120193%20%%1820193%20%%1720193%20%%16xF不同 20193%14%%1820193%16%%1820193%18%%1720193%20%%172093%21%%1720193%23%%17q不同 20190%15%%1020q=190%15%%12200q190%15%%1320q=090%50%%920q090%65%%8第三章 總結(jié)經(jīng)過兩周時間的課程設計，我們的設計任務基本已全部完成。在課程設計的過程中，我們遇到了很多困難，比如：精餾塔操作條件及附屬設備的選取，精餾塔主要參數(shù)的計算，后期工藝流程圖及主體設備圖的繪制等，但在老師的耐心指導和同學們的不斷幫助下，使這些困難得以克服，讓我在這次課程設計中真正得到了收獲： (1) 使我對《化工原理》課本上填料精餾塔部分的內(nèi)容有了進一步的理解和認識，為今后《化工原理》的進一步學習奠定了良好的基礎(chǔ)。(2) 使我接觸到了設計并對設計產(chǎn)生了一些直觀和清晰的認識，培養(yǎng)了我的設計思路和設計觀念，并對設計產(chǎn)生了濃厚的興趣。(3) 設計過程中各種參數(shù)的查找工作，使我掌握了化工上一些基本參數(shù)的查找和總結(jié)這方面的內(nèi)容，這對于我今后的學習將會是一個很大的幫助。(4) 設計后期工藝流程圖及塔主體設備圖的繪制，使我對于整個工藝流程有了詳細的認識，對于塔主體的構(gòu)造與設計也有了比較系統(tǒng)的了解，同時CAD的繪制也提高了我的讀圖和制圖的技能。謝辭 岳麓山依舊，湘江水長流！轉(zhuǎn)眼間，我已在遼寧石油化工大學度度過了三個年頭。三年，一段不短的時間，三年的光陰讓我成長，讓我從青澀走向成熟，讓我的人生有了不同的軌跡。在這寶貴的三年生活中，首先我要感謝我的導員——張化齡老師。“授人以魚，不如授之以漁”，張老師正是這樣以言傳身教來教導著我們。 對于本課題在選題及研究過程中，我得到時維振老師的悉心指導。時老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。時老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，他給我以終生受益無窮之道。 在此，特向時老師致謝！ 一個人的成長絕不是一件孤立的事，沒有別人的支持與幫助絕不可能辦到。我感謝可以有這樣一個空間，讓我對所有給予我關(guān)心、幫助的人說聲“謝謝”！今后，我會繼續(xù)努力，好好工作！好好學習！好好生活！！參考文獻【1】賈紹義，柴誠敬，化工單元過程及設備設計課程設計，天津，天津大學出版社，2002年，38—71， 101—133。 【2】陳敏恒，從德滋，方圖南，齊鳴齋，化工原理（上冊），第二版，北京，化學工業(yè)出版社，1999年，310—313。【3】陳敏恒，從德滋，方圖南，齊鳴齋，化工原理（下冊），第二版，北京，化學工業(yè)出版社，1999年，49—103。【4】陳常貴，柴誠敬，姚玉英，化工原理（下冊），天津，天津大學出版社，2002年，3—8，90—111?！?】唐倫成，化工原理課程設計簡明教程，哈爾濱，哈爾濱工程大學出版社，2005年，35—66。【6】圖偉萍，陳佩珍，程達芳，化工過程及設備設計，北京，化學工業(yè)出版社，2003年。