【導讀】師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。部分冷凝達到輕重組分分離目的的方法。業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。為此，掌握氣液相平衡關系，熟悉各種塔型的操作特。煉油生產(chǎn)中最重要的設備類型之一。本次設計的浮閥塔是化工生產(chǎn)中主要的氣液。此設計針對二元物系的精餾問題進行分析、選取、計算、核算、繪圖。等，是較完整的精餾設計過程。因燃料乙醇對酒精質(zhì)量要求不高，本設計書按理。做了較詳細的敘述，主要包括：工藝計算，輔助設備計算。

　　

【正文】 泛 點 率 由計算可知，符合要求。 漏液校核 當閥孔的動能因子 Fo 小于 5 時將會發(fā)生嚴重漏夜，故漏液點的孔速可按 Fo=5 計算 精餾段： 24 1 155 4 . 2 6 /1 . 3 8om vu m s?? ? ? 穩(wěn)定系數(shù) 11 1 1 0 . 3 5 2 . 4 3 1 . 5 2 . 0 ( )4 . 2 6oomuK u? ? ? ? 不 會 產(chǎn) 生 過 量 漏 液 提餾段： 2 255 4 . 5 4 /1 . 1 6om vu m s?? ? ? 穩(wěn)定系數(shù) 22 2 9 . 1 2 2 . 0 1 1 . 5 2 . 0 ( )4 . 5 4oomuK u? ? ? ? 不 會 產(chǎn) 生 過 量 漏 液 塔板的負荷性能 圖 [19] (1)過量 物沫夾帶線 6100%V sLLVFV s L ZK C A a??? ????泛 點 率 F (315) 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 32851 .06 3 1 sVs L? ? ??? ?? 整理得： 0 .5 6 0 8 = 0 .2 0 1 5 + 8 .1 8 2 = 2 .7 8 3 4 0 .6 1s s s sV L V L即 由上式知物沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)任取兩個 LS值算出 VS ② 提餾段 39。 39。 32936 .62 1 1 sV s L? ? ??? ?? 0 .1 1 0 0 = 0 .0 3 5 2 1 39。 + 1 .6 3 6 4 39。 39。 = 3 .1 2 4 4 6 .4 8 39。s s s sV L V L整 理 得 ： 即 25 表 相關體積流量與質(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) （ 2） 液泛線 （氣相負荷上限線） c( ) = = + + + + +T w f L d e w o w dH h h h h h h h h h h?? ? ? ? c( ) = = + + + + +T w f L d e w o w dH h h h h h h h h h h?? ? ? ? 2 2 2 23 3 3 33600 3600= 0 . 0 0 2 8 4 ( ) 0 . 0 0 2 8 4 1 ( ) 0 . 6 4 9 91 . 0 4So w S SW Lh E L LL ? ? ? ? ? 2 2 20 . 7 8 5 1 7 8 0 . 0 3 9 0 . 2 1 2 5 34OoA N d m?? ? ? ? ? 22 2c 2() 5 . 3 4=5 . 3 4 5 . 3 42 2 2Svv o O v SL L L OVuAhVg g g A???? ? ??? ? ? ? =eh ? w ow（ h +h ） 22220 . 1 5 3=0 . 1 5 3 1 . 0 4SdSw o oLhLL h h? ?（ ） 由此確定液泛線，忽略式中 h? c( )= = + + + +T w f L d e w o w dH h h h h h h h h h? ? ? ? 精餾段 22221 332 2 215 . 3 4 3 6 0 0 0 . 1 5 30 . 2 5 4 7 = + + +0 . 0 0 2 8 4 ( ) +2 1 . 0 4 1 . 0 4v S S SL O oV L Lg A h? ?? ? ?ow（ +h ） 整理得： 2223= 1 6 . 9 5 9 9 . 6 8 3 5 0 9 8 . 1 8s s sV L L 提餾段 22222 332 2 225 . 3 4 3 6 0 0 0 . 1 5 30 . 2 5 2 9 = + + +0 . 0 0 2 8 4 ( ) +2 1 . 0 4 1 . 0 4v S S SL O oV L Lg A h? ?? ? ?ow（ +h ） 26 整理得： 2223= 2 2 . 6 5 1 3 0 . 5 0 1 9 4 5 3 . 8 2s s sV L L 在操作范圍內(nèi)任取若干個 Ls 值，算出 相應得 Vs 值： 表 相關體積流量與質(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 3m a x 44 9 5( ) 13 /55fTs AHL m s?? ? ? (4)漏液線 對于 F1 型重閥，依 Fo=5 作為規(guī)定氣體最小負荷的標準，則 精餾段 231 m in 5= 178 /4 m s? ? ? ? ? 提餾段 232 m in 5= 39 17 8 64 9 /4 6sV m s? ? ? ? ? (5)液相負荷下限 取堰上液層高度 how= 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的豎直線。 27 2m i n 33600= 0 . 0 0 2 8 4 ( ) 0 . 0 0 6Sow WLhE L ? 取 ? ，則 3m in 23= 088 7 m / 284 ( )SLs?? 由以上數(shù)據(jù)可繪制負荷性能圖，以精餾段為例，繪制 出負荷性能圖如下： 圖 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 q（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； ① 按固定的液氣比，由圖可查 出 塔板的氣相負荷上限 m a x( ) 3 .8 0 mSV ? 3（ /s），氣相負荷下限 m in( ) 0 .8 5SV ? 3（ /s）。 3 . 8= = 4 . 4 70 . 8 5所 以 ： 精 餾 段 操 作 彈 性 3 . 7 5= = 4 . 1 70 . 9 0提 餾 段 操 作 彈 性 28 表 浮閥塔工藝設計計算結果 塔附件設計 塔頂蒸氣出料管 項目 符號 單位 計算數(shù)據(jù) 備注 精餾段 提餾段 塔徑 D m 板間距 HT m 塔板類型 單溢流弓形降液管 分塊式塔板 空塔氣速 u m/s 堰長 lw m 堰高 hw m 板上液層高度 m 降液管底隙高 h0 m 浮閥數(shù) N 178 178 等腰三角形叉排 閥孔氣速 u0 m/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 t m 排間距 t′ m 單板壓降 Δp f Pa 液體在降液管內(nèi)停留時間 θ s 降液管內(nèi)清液層高度 Hd m 泛點率 % 氣相負荷上限 (Vs)max m3/s 物沫夾帶控制 氣相負荷下限 (Vs)min m3/s 漏液控制 操作彈性 29 23 /4 4 2. 2 = 0. 37 43. 14 20400Su m sVDmumm??????直 管 出 氣 ， 選 出 口 氣 速 為圓 整 取 查表取 DN400 8 筒體與封頭 （ 1） 筒體 20 . 6 5 1 . 1 1 6 0 0 + 2= 6 . 0 84 [ ] 4 7 8 0 . 9 0 . 6 5Ct CP D i C m mP? ????? ? ?? ? ?筒 體 設 計 厚 度 圓整后取 ,所用材質(zhì)為 Q235 （ 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 DN=1600mm，查得曲面高度 h1=450mm，直邊高度 ho=40mm，內(nèi)表面積選用封頭 Dg16006,JB1154 73 裙座 塔底采用裙座支撐，裙座的結構性能好，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 15mm。 基礎環(huán)內(nèi)徑： Di=1600mm 基礎環(huán)外徑： Do=1920mm 考慮到再沸器，裙座高度取 3m，地角螺栓直徑取 Φ 30 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 DT=1600mm，可選用吊柱 L=3000mm，材料為 Q235。 人孔 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 30 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，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 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， 塔頂部空間高度為 1490mm 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 連接處 的距離 HB為 1500mm 塔體高度 1 3 15 0 45 0 ( 58 1 ) 3 15 0 26 10 0TH H N m m? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 + = 2 6 1 0 0 + 1 5 0 0 + 3 0 0 0 + 1 4 9 0 = 3 2 2 9 0BH H H H H m m? ? ? 頂群 31 結論 精溜塔的設計，在化工行業(yè)有較廣的應用，通過近兩個月的畢業(yè)設計，使我認識到精溜在應用是十分廣泛的，但是，要把此塔設計好，是有一定難度的， 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，讓我在這次畢業(yè)設計中真正得到了收獲： 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。 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。 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。 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。 整體來說 本次課程設計主要是計算復雜，計算量大考慮的細節(jié)較多，對同一個設備分成兩部分進行考慮，既相互獨立又須彼此照應，始終要考慮計算是為一個設備進行。通過這次設計，使我認識到作為化學工程與工藝的學生，不僅要學好《化工原理》等專業(yè)課，還要對設備等相關內(nèi)容都要學好用好，只有這樣才能為以后的工作打下堅實的基礎。在整個設計中要考 慮很多問題，尤其是一些不容易引起重視細節(jié)問題，否則“小毛病出大問題”，這就要我考慮問題要全面詳細。學以致用，要多學各方面的知識并充分利用，用融合的，相互聯(lián)系的知識能更好地解決問題。 由于是工程上的問題，我們設計的不能像理論上那樣準確，存在誤差是在所難免的，計算過程中數(shù)字的一步步地四舍五入逐漸積累了較大的計算誤差，但是只要我們在計算中保持高的精確度，這種誤差可以大大地減小。在計算中，精餾段和提留段有一定的差別，這就要綜合所學知識，將二者合二為一，使其統(tǒng)一。 32 總之，在本次設計中我學到了很多知識，同時使我認識到理 論于實踐的結合有多重要， 也使我在潛意識中慢慢形成了一種模式：純理論主義與純經(jīng)驗主義都是不可取的，只有聯(lián)系實際、活學活用才是對自己、對社會有用的。設計過程中難免會有很多人為的因素 ,所以也存在不少的問題 ,希望在以后的學習和生產(chǎn)中 ,更加認真和細心地去