化工原理課程設(shè)計指導(dǎo)書-資料下載頁
2025-03-04 02:52本頁面
【導(dǎo)讀】化工原理課程設(shè)計指導(dǎo)書。烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程系
【正文】 從而導(dǎo)致全塔造價增加。反之，采用較小的板間距，只能允許較小的空塔氣速，塔徑就要增大，但塔高可降低；但是板間距過小，容易產(chǎn)生液泛現(xiàn)象，降低板效率。所以在選取板間距時，要根據(jù)各種不同情況予以考慮。如對易發(fā)泡的物系，板間距應(yīng)取大一些，以保證塔的分離效果。板間距與塔徑之間的關(guān)系，應(yīng)根據(jù)實際情況，結(jié)合經(jīng)濟(jì)權(quán)衡，反復(fù)調(diào)整，已做出最佳選擇。設(shè)計時通常根據(jù)塔徑的大小，由表 41 列出的塔板間距的經(jīng)驗數(shù)值選取。 表 41 塔板間距與塔徑的關(guān)系 塔 徑 /D， m ～ ～ ～ ～ ～ 板間距 /HT， mm 200～ 300 250～ 350 300～ 450 350～ 600 400～ 600 化工生產(chǎn)中常用板間距為： 200， 250， 300， 350， 400， 450， 500， 600， 700， 800mm。在決定板間距時還應(yīng)考慮安裝、檢修的需要。例如在塔體人孔處，應(yīng)留有足夠的工作空間，其值不應(yīng)小于600mm。 塔徑 塔的橫截面應(yīng)滿足汽液接觸部分的面積、溢流部分的面 積和塔板支承、固定等結(jié)構(gòu)處理所需面積的要求。在塔板設(shè)計中起主導(dǎo)作用，往往是氣液接觸部分的面積，應(yīng)保證有適宜的氣體速度。 14 計算塔徑的方法有兩類：一類是根據(jù)適宜的空塔氣速，求出塔截面積，即可求出塔徑。另一類計算方法則是先確定適宜的孔流氣速，算出一個孔（閥孔或篩孔）允許通過的氣量，定出每塊塔板所需孔數(shù)，再根據(jù)孔的排列及塔板各區(qū)域的相互比例，最后算出塔的橫截面積和塔徑。 板式塔的塔徑依據(jù)流量公式計算，即 4sVDu?? （ 42） 式中 D —— 塔徑 m； Vs —— 塔內(nèi)氣體流量 m3/s； u —— 空塔氣速 m/s。 由式（ 42）可見，計算塔徑的關(guān)鍵是計算空塔氣速 u。 設(shè)計中，空塔氣速 u的計算方法是，先求得最大空塔氣速 umax，然后根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，乘以一定的安全系數(shù)，即 m ax( ~ )uu? (43) 最大空塔氣速 umax可根據(jù)懸浮液滴沉降原理導(dǎo) 出，其結(jié)果為 m ax LVVuC????? （ 44） 式中 umax—— 允許空塔氣速， m/s； ρ V，ρ L—— 分別為氣相和液相的密度， kg/m3 ； C—— 氣體負(fù)荷系數(shù)， m/s，對于浮閥塔和泡罩塔可用圖 41 確定； 圖 41 中的氣體負(fù)荷參數(shù) C20 僅適用于液體的表面張力為 ，若液體的表面張力為 6N/m，則其氣體負(fù)荷系數(shù) C 可用下式求得： 20 )( ?CC ? （ 45） 所以，初步估算塔徑為： uVD ? （ 46） 其中， u—— 適宜的空塔速度， m/s。 由于精餾段、提餾段的汽液流量不同，故兩段中的氣體速度和塔徑也可能不同。在初算塔徑中，精餾段的塔徑可按塔頂?shù)谝粔K板上物料的有關(guān)物理參數(shù)計算，提餾段的塔徑可按釜中物料的有關(guān)物理參數(shù)計算。也可分別按精餾段、提餾段的平均物理參數(shù)計算。 目前，塔的直徑已標(biāo)準(zhǔn)化。所求得的塔徑必須圓整到標(biāo)準(zhǔn)值。塔徑在 1 米以下者，標(biāo)準(zhǔn)化先按100mm增值變化；塔徑在 1米以上者，按 200mm 增值變化，即 1000mm、 1200mm、 1400mm、 1600mm…… 15 圖 41 史密斯關(guān)聯(lián)圖 圖中 HT—— 塔板間距， m； hL—— 板上液層高度， m； V ,L—— 分別為塔內(nèi)氣、液兩相體積流量， m3/s； ρV，ρ L —— 分別為塔內(nèi)氣、液相的密度， kg/m3 。 塔徑的核算 塔徑標(biāo)準(zhǔn)化以后，應(yīng)重新驗算霧沫夾帶量，必要時在此先進(jìn)行塔徑的調(diào)整，然后再決定塔板結(jié)構(gòu)的參數(shù)，并進(jìn)行其它各項計算。 當(dāng)液量很大時，亦宜先按式 47 核查一下液體在降液管中的停留時間 θ 。如不符合要求，且難以加大板間距來調(diào)整時，也可在此先作塔徑的調(diào)整。 16 第五節(jié) 板式塔的結(jié)構(gòu) 塔的總體結(jié)構(gòu) 塔的外殼多用鋼板焊接，如外殼采用鑄鐵鑄造，則往往以每層塔板為一節(jié)，然后用法蘭連接。 板式塔除內(nèi)部裝有塔板、降液管及各種物料的進(jìn)出口之外，還有很多附屬裝置，如除沫器、人（手 ）孔、基座，有時外部還有扶梯或平臺。此外，在塔體上有時還焊有保溫材料的支承圈。為了檢修方便，有時在塔頂裝有可轉(zhuǎn)動的吊柱。如圖 51 為一板式塔的總體結(jié)構(gòu)簡圖。一般說來，各層塔板的結(jié)構(gòu)是相同的，只有最高一層，最低一層和進(jìn)料層的結(jié)構(gòu)有所不同。最高一層塔板與塔頂?shù)木嚯x常大于一般塔板間距，以便能良好的除沫。最低一層塔板到塔底的距離較大，以便有較大的塔底空間貯液，保證液體能有 10～ 15min 的停留時間，使塔底液體不致流空。塔底大多是直接通入由塔外再沸器來的蒸氣，塔底與再沸器間有管路連接，有時則再塔底釜中設(shè)置列管或蛇管換 熱器，將釜中液體加熱汽化。若是直接蒸汽加熱，則在釜的下部裝一鼓泡管，直接接入加熱蒸汽。另外，進(jìn)料板的板間距也比一般間距大。 塔體總高度 板式塔的塔高如圖 52 所示，塔體總高度（不包括裙座）由下式?jīng)Q定： 39。( 2 )D p T T F BH H N S H S H H H? ? ? ? ? ? ? ? ? (51)式中 HD—— 塔頂空間， m； HB—— 塔底空間， m； HT—— 塔板間距， m； HT’—— 開有人孔的塔板間距， m； HF—— 進(jìn)料段高度， m； Np—— 實際塔板數(shù)； S—— 人孔數(shù)目（不包括塔頂空間和塔底空間的人孔）。 HD 塔頂空間（見圖 52）指塔內(nèi)最上層塔板與塔頂空間的距離。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，其高度應(yīng)大于板間距，通常取 HD 為（ ～ ） HT。若圖 52 塔高示意圖需要安裝除沫器時，要根據(jù)除沫器的安裝要求確定塔頂空間。 人孔數(shù)目根據(jù)塔板安裝方便和物料的清洗程度而定。對于處理不需要經(jīng)常清洗的物料，可隔 8～10 塊塔板設(shè)置一個人孔；對于易結(jié)垢、結(jié)焦的物系需經(jīng)常清洗，則每隔 4～ 6 塊塔板開一個人孔。人孔直徑通常為 450mm。 17 圖 51 板式塔總體結(jié)構(gòu)簡圖 18 HB 塔底空間指塔內(nèi)最下層塔板到塔底間距。其值視具體情況而定：當(dāng)進(jìn)料有 15 分鐘緩沖時間的容量時，塔底產(chǎn)品的停留時間可取 3～ 5 分鐘，否則需有 10～ 15 分鐘的儲量，以保證塔底料液不致 流空。塔底產(chǎn)品量大時，塔底容量可取小些，停留時間可取 3～ 5分鐘；對易結(jié)焦的物料，停留時間應(yīng)短些，一般取 1～ 分鐘。 塔板結(jié)構(gòu) 塔板類型按結(jié)構(gòu)特點可分為整塊式或分塊式兩種。一般，塔徑從300～ 900mm時采用整塊式塔板；當(dāng)塔徑在 800mm以上時，人已能在塔內(nèi)進(jìn)行拆裝操作，無須將塔板整塊裝入。并且，整塊式塔板在大塔中剛性也不好，結(jié)構(gòu)顯得復(fù)雜，故采用分塊式塔板；塔徑在 800～ 900mm 之間，設(shè)計時可按便于制造、安裝的具體情況選定 。 小塔的塔板均做成整塊式的，相應(yīng)地，塔體則分成若干段塔節(jié)，塔節(jié)與塔節(jié)之間用法蘭連接。每個塔節(jié)中安裝若干塊疊置起來的塔板。塔板與塔板之間用一段管子支承，并保持所需要的板間距。圖 53 為整塊式塔板中的定距管式塔板結(jié)構(gòu)。塔節(jié)內(nèi)的板數(shù)與塔徑和板間距有關(guān)。如以塔徑 Dg=600～ 700mm的塔節(jié)為例，對應(yīng)于不同的板間距， 圖 52 板式塔的塔高 塔節(jié)內(nèi)安裝的塔板數(shù) Nˊ F 塔板與下法蘭端面的距離 h1 以及塔節(jié)高度 L如表 51 所示。 表 51 塔板的有關(guān)尺寸 HT,mm Nˊ L,mm h1,mm 300 6 1800 200 350 5 1750 250 450 4 1800 350
法律信息相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1