【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 有以下幾種。（1）擇流板式除沫器。它是利用慣性原理設(shè)計(jì)的最簡(jiǎn)單的除沫器。它能除去50μm以上的霧滴，壓力降一般為。（2）旋流板式除沫器。它由數(shù)塊固定的旋流板組成，氣體通過時(shí)形成快速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在離心慣性力的作用下將霧滴甩至器壁流下。除沫效果比擇流板好，但壓降較高（300Pa以內(nèi)），適用于大塔、氣體個(gè)、負(fù)荷高、凈化要求嚴(yán)格的場(chǎng)合。（3）絲網(wǎng)層除沫器。它由金屬（或塑料）絲網(wǎng)編織成網(wǎng)，卷成盤狀而成。盤高約為100500mm，可捕集5μm以上的微小霧滴，壓力降不超過250Pa，除沫效率可達(dá)9899%，支承網(wǎng)柵板應(yīng)有90%以上的自由截面率。設(shè)計(jì)采用旋流式除沫器。 塔高度的計(jì)算填料共分為4段，由塔頂至塔底總高為23m；再分布器共4個(gè)，總高度為；人孔共4個(gè)，總高度為；封頭：塔頂空間（包括一個(gè)人孔、一個(gè)再分布器和一個(gè)除沫器）：塔底空間（包括一個(gè)人孔）：2m裙座高度：則塔的總高度： 其他各塔塔高的確定 T0401塔高的確定該塔為填料塔，由PRO/II模擬結(jié)果可知，塔板總數(shù)為79（不包含冷凝器與再沸器），進(jìn)料板為第39塊塔板。填料層高度的計(jì)算采用理論板當(dāng)量高度法。對(duì)金屬孔板波紋填料250Y查表得，每米填料理論板數(shù)為23塊，取。則,本次取.由，精餾段填料層高度為提餾段填料層高度為其中：—理論板數(shù)—傳質(zhì)單元數(shù)，m。設(shè)計(jì)取分段高度為6m，故精餾段分4段，提餾段分4段。填料共分為8段，；再分布器共8個(gè)，總高度為；人孔共8個(gè)，總高度為；封頭：塔頂空間（包括一個(gè)人孔、一個(gè)再分布器和一個(gè)除沫器）：塔底空間（包括一個(gè)人孔）：2m裙座高度：則塔的總高度： T0402塔高的確定該塔為篩板塔，由PRO/II模擬結(jié)果可知，塔板總數(shù)為32（不包含冷凝器與再沸器），進(jìn)料板為第17塊塔板。塔總體高度利用下式計(jì)算（1）塔頂封頭：封頭分為橢圓形、蝶形封頭等幾種。本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱直徑DN=1000mm，查《化工原理課程設(shè)計(jì)（王衛(wèi)東主編）》[5]中附錄2得曲面高度，直邊高度，內(nèi)表面積，容積。則封頭高度。（2）塔頂空間：設(shè)計(jì)中取塔頂空間，考慮到需要安裝除沫器。（3）塔底空間：塔底空間是指從塔底最下一層塔板到塔底封頭的底邊處的距離，取釜液停留時(shí)間為3min。則：（4）人孔：對(duì)D≥1000mm的板式塔，為安裝、檢修的需要，一般每隔6—8塔板設(shè)一人孔，本塔中共有32塊塔板，需設(shè)置5個(gè)人孔（塔頂空間、塔底空間各一個(gè)），每個(gè)人孔直徑為450mm，在設(shè)置人孔處板間距。 （5）進(jìn)料板處板間距：考慮在進(jìn)口處安裝防沖設(shè)施，取進(jìn)料板處板間距。（6）裙座：塔底常用裙座支撐，本設(shè)計(jì)采用圓筒形裙座。由于裙座內(nèi)徑800mm，故裙座壁厚取16mm?；A(chǔ)環(huán)內(nèi)徑：基礎(chǔ)環(huán)外徑：圓整后：?？紤]到再沸器，取裙座高。塔體總高度： T0404塔高的確定該塔為填料塔，由PRO/II模擬結(jié)果可知，塔板總數(shù)為30（不包含冷凝器與再沸器），進(jìn)料板為第14塊塔板。填料層高度的計(jì)算采用理論板當(dāng)量高度法。對(duì)金屬孔板波紋填料250Y查表得，每米填料理論板數(shù)為23塊，取。則,本次取.由，精餾段填料層高度為提餾段填料層高度為其中：—理論板數(shù)—傳質(zhì)單元數(shù)，m。設(shè)計(jì)取分段高度為6m，故精餾段分1段，提餾段分2段。填料共分為3段，由塔頂至塔底總高為18m；再分布器共3個(gè)，總高度為；人孔共3個(gè)，總高度為；封頭：塔頂空間（包括一個(gè)人孔、一個(gè)再分布器和一個(gè)除沫器）：塔底空間（包括一個(gè)人孔）：2m裙座高度：7m則塔的總高度：第 5 章 T0403塔塔頂冷凝器計(jì)算 確定流體流動(dòng)的空間由PRO/Ⅱ模擬，確定餾出液的定性溫度為74℃。混合氣體（殼程） 74℃74℃水（管程） 55℃25℃水的定性溫度為t=(25+55)/2=40℃餾出液的定性溫度為T=74℃兩流體在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)見表51。51 兩流體在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)流體物性溫度t（℃）密度ρ（kg/m3）粘度μ（mPas）熱容CPkJ/（kg℃）導(dǎo)熱系數(shù)λW/(m℃)餾出液74冷卻水40 計(jì)算傳熱負(fù)荷Q忽略熱損失，按熱量衡算有： 選擇列管換熱器形式固定管板式列管換熱器是管殼式換熱器的一種，是一種通用的標(biāo)準(zhǔn)換熱設(shè)備。它因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、造價(jià)低廉、用材廣泛、清洗方便、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而在換熱設(shè)備中占據(jù)主導(dǎo)地位[1]。故本設(shè)計(jì)固定管板式列管換熱器。計(jì)算逆流平均溫差：餾出液：74℃74℃冷卻水：55℃25℃溫 差：19℃ 49℃冷水用量 估計(jì)傳熱面積為求得傳熱面積A，需先知傳熱系數(shù)K，而K不能直接算出，所以只能進(jìn)行試算。初選U=400W/(m2)，估算傳熱面積。則： 根據(jù)初選換熱器的傳熱面積，從文獻(xiàn)[15]中選擇面積相近的固定管板式換熱器。選擇φ252mm的換熱管則：，b=。排列方式為正三角形的換熱器。選取的換熱器的主要參數(shù)見表52。52 T0403換熱器的基本參數(shù)項(xiàng)目單位數(shù)值項(xiàng)目單位數(shù)值公稱直徑DNmm1300管子根數(shù)NT根1274公稱壓力PNMPa中心排管數(shù)nc根40管程數(shù)N2計(jì)算換熱面積m2管心距tmm32換熱管長(zhǎng)度Lmm4500 校核傳熱面積 冷凝傳熱系數(shù)對(duì)三角形排列，查相關(guān)文獻(xiàn)[16] ，臥式管排數(shù)的影響因子N為：冷凝負(fù)荷M為 雷諾數(shù)為臥式冷凝器計(jì)算冷凝傳熱系數(shù) 冷卻水側(cè)傳熱系數(shù)冷卻水流速雷諾數(shù)為普朗特?cái)?shù)對(duì)于無相變的管內(nèi)強(qiáng)制湍流，按Nusselt的計(jì)算方法 總傳熱系數(shù)U計(jì)算查得兩側(cè)的污垢熱阻有機(jī)化合物側(cè)：冷卻水側(cè)：不銹鋼在該條件下的熱導(dǎo)率為：(mK)所以總傳熱系數(shù)U為 U與假設(shè)U值相近。計(jì)算所需傳熱面積A：所選換熱器的實(shí)際傳熱面積為： 核算結(jié)果表明，%的裕度，查閱相關(guān)文獻(xiàn)[17]，裕度通常為10%~15%。故可用，設(shè)計(jì)的換熱器是合理的。 折流板對(duì)于該換熱器設(shè)置弓形折流板，殼體內(nèi)徑D=1300mm。取折流板間距h=600mm。折流板數(shù) 換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力 管程流體阻力由，絕對(duì)粗糙度,查得，查莫狄圖，得流速，所以 1． 經(jīng)直管引起的壓力降 2． 經(jīng)彎管引起的壓力降 3． 總壓力降列管換熱器的設(shè)計(jì)必須滿足工藝上提出的壓強(qiáng)降要求。常用列管換熱器允許的壓強(qiáng)降范圍見表53。表53 常用列管換熱器允許的壓強(qiáng)降范圍換熱器的操作壓強(qiáng)/Pa允許的壓強(qiáng)降/Pap105Δp=p=0~105Δp=p105Δp5104，允許的壓強(qiáng)降為管程流動(dòng)阻力在允許范圍之內(nèi)。 殼程流動(dòng)阻力殼程阻力用Esso法，公式， 1． 流速及雷諾數(shù)當(dāng)量直徑：殼程流通截面積：，取折流擋板間距，則殼程流速：雷諾數(shù)： 2． 流體流經(jīng)管束的壓力降 3． 流體流過折流板缺口的壓力降 4． 總壓力降由表53，允許的壓強(qiáng)降為：殼程流動(dòng)阻力在允許范圍之內(nèi)。 其他各塔冷凝器的簡(jiǎn)單選型 T0401塔塔頂冷凝器的簡(jiǎn)單選型由PRO/Ⅱ模擬：混合氣體（殼程） ℃℃水（管程） 55℃25℃按熱量衡算有：本設(shè)計(jì)固定管板式列管換熱器。計(jì)算逆流平均溫差：餾出液：℃℃冷卻水： 55℃25℃溫 差：℃ ℃冷水用量初選U=550W/(m2)，估算傳熱面積。則： 根據(jù)初選換熱器的傳熱面積，從文獻(xiàn)[15]中選擇面積相近的固定管板式換熱器。選擇φ252mm的換熱管則：，b=。排列方式為正三角形的換熱器。選取的換熱器的主要參數(shù)見表54。54 T0401換熱器的基本參數(shù)項(xiàng)目單位數(shù)值項(xiàng)目單位數(shù)值公稱直徑DNmm1300管子根數(shù)NT根2123公稱壓力PNMPa中心排管數(shù)nc根51管程數(shù)N1計(jì)算換熱面積m2管心距 tmm32換熱管長(zhǎng)度Lmm4500 T0402塔塔頂冷凝器的簡(jiǎn)單選型由PRO/Ⅱ模擬：混合氣體（殼程） ℃℃水（管程） 55℃25℃按熱量衡算有：本設(shè)計(jì)固定管板式列管換熱器。計(jì)算逆流平均溫差：餾出液：℃℃冷卻水： 55℃25℃溫 差： ℃ ℃冷水用量初選U=450W/(m2)，估算傳熱面積。則： 根據(jù)初選換熱器的傳熱面積，從文獻(xiàn)[15]中選擇面積相近的固定管板式換熱器。選擇φ252mm的換熱管則：，b=。排列方式為正三角形的換熱器。選取的換熱器的主要參數(shù)見表55。55 T0402換熱器的基本參數(shù)項(xiàng)目單位數(shù)值項(xiàng)目單位數(shù)值公稱直徑DNmm500管子根數(shù)NT根164公稱壓力PNMPa中心排管數(shù)nc根15管程數(shù)N2計(jì)算換熱面積m2管心距 tmm32換熱管長(zhǎng)度Lmm3000 T0404塔塔頂冷凝器的簡(jiǎn)單選型由PRO/Ⅱ模擬：混合氣體（殼程） ℃℃水（管程） 55℃25℃按熱量衡算有：本設(shè)計(jì)固定管板式列管換熱器。計(jì)算逆流平均溫差：餾出液：℃℃冷卻水： 55℃25℃溫 差：℃ ℃冷水用量初選U=450W/(m2)，估算傳熱面積。則： 根據(jù)初選換熱器的傳熱面積，從文獻(xiàn)[15]中選擇面積相近的固定管板式換熱器。選擇φ252mm的換熱管則：，b=。排列方式為正三角形的換熱器。選取的換熱器的主要參數(shù)見表56。56 T0404換熱器的基本參數(shù)項(xiàng)目單位數(shù)值項(xiàng)目單位數(shù)值公稱直徑DNmm325管子根數(shù)NT根57公稱壓力PNMPa中心排管數(shù)nc根9管程數(shù)N1計(jì)算換熱面積m2管心距 tmm32換熱管長(zhǎng)度Lmm1500第 6 章 塔底再沸器的計(jì)算與選型 T0401塔底再沸器的計(jì)算與選型℃（103kPa）的蒸汽，℃，℃，平均溫度℃，查得此溫度下水的比熱容為℃)，蒸汽的汽化熱，由PRO/II模擬結(jié)果：則蒸汽用量取傳熱系數(shù)初選U=600W/(m2)，估算傳熱面積。采用逆流操作，管程走物料，殼程走蒸汽，T → ℃t ← ℃采用φ25mm立式熱虹吸式再沸器，主要參數(shù)如表61。表61 T0401 塔底再沸器主要參數(shù)表項(xiàng)目單位數(shù)值項(xiàng)目單位數(shù)值公稱直徑DNmm1800管子根數(shù)NT根2559公稱壓力PNMPa中心排管數(shù)nc根55管程數(shù)N1計(jì)算換熱面積m2581管心距 tmm32換熱管長(zhǎng)度Lmm3000 T0402塔底再沸器的計(jì)算與選型℃（103kPa）的蒸汽，℃，℃，平均溫度℃，查得此溫度下水的比熱容為℃)，蒸汽的汽化熱，由PRO/II模擬結(jié)果：則蒸汽用量取傳熱系數(shù)初選U=600W/(m2)，估算傳熱面積。采用逆流操作，管程走物料，殼程走蒸汽，T → ℃t ← ℃采用φ25mm立式熱虹吸式再沸器，主要參數(shù)如表62。表62 T0402塔底再沸器主要參數(shù)表項(xiàng)目單位數(shù)值項(xiàng)目單位數(shù)值公稱直徑DNmm700管子根數(shù)NT根355公稱壓力PNMPa中心排管數(shù)nc根21管程數(shù)N1計(jì)算換熱面積m2管心距 tmm32換熱管長(zhǎng)度Lmm2500 T0403塔底再沸器的計(jì)算與選型℃（103kPa）的蒸汽，℃，℃，平均溫度℃，查得此溫度下水的比熱容為℃)，蒸汽的汽化熱，由PRO/II模擬結(jié)果：則蒸汽用量取傳熱系數(shù)初選U=600W/(m2)，估算傳熱面積。采用逆流操作，管程走物料，殼程走蒸汽，T → ℃t ← ℃采用φ25mm立式熱虹吸式再沸器，主要參數(shù)如表63。表63 T0403塔底再沸器主要參數(shù)表項(xiàng)目單位數(shù)值項(xiàng)目單位數(shù)值公稱直徑DN