【正文】 hw/m 板上液層高度hL/m 降液管底隙高度h0/m 閥孔氣速u0/(m/s) 閥孔動能因數(shù)F0 臨界閥孔氣速u0c/(m/s) 浮閥數(shù)N/個 207空心距t/mm 75排間距t39。/mm 65單板壓降 液體在降液管內(nèi)停留時間 降液管內(nèi)清夜層高度 泛點率/％ 氣相負荷上限 氣相負荷下限 操作彈性 第三章 附屬設(shè)備計算 換熱器熱量計算已知：氣化潛熱 比熱容 81oC 98oC kmol/h kmol/h kmol/h xF = =29oC =81oC =98oC =109oC 塔頂冷卻所需熱量 在未冷凝前，塔底的物料基本上為氣體，再被冷凝回流后基本上都是液體，并且溫度并未發(fā)生明顯變化，只是物料狀態(tài)的改變，則： 原料液加熱到泡點所需熱量泡點下的飽和液體進料 其中苯的質(zhì)量分數(shù) 同理可得 甲苯的質(zhì)量分數(shù) 所需熱量為 帶入數(shù)值得 塔釜加熱所需熱量塔釜加熱 （1） Qm包括將原料液F從=98oC加熱到 =109oC，回流液L從 =81oC 加熱到=109oC，即： 帶入數(shù)值得 則 （2） Qr為將V39。近乎為從純液體純氣體狀態(tài)，即： 帶入數(shù)值得 綜上可得 塔頂冷凝器 塔頂采用循環(huán)冷卻水冷凝，冷卻水入口溫度為室溫（取oC)，出口溫度設(shè)為=39oC。由于循環(huán)冷卻水容易結(jié)垢，若其流速太低將會把加快結(jié)垢的速度，使換熱器流量下降，所以循環(huán)冷卻水走管程，飽和氣體走殼程。 物性參數(shù) 冷卻水進出口平均溫度oC查得循環(huán)水在34oC下的物性數(shù)據(jù)： (moC)() 傳熱面積 由于采用泡點回流，所以近似于換熱器中只有相變化，其換熱器負荷的計算為：平均傳熱溫差：oC冷卻水用量 由于高溫流體是氣體，所以可選取較小的K值，假設(shè)k=200oC),則估算的傳熱面積為 工藝尺寸結(jié)構(gòu) (1)：管徑和管內(nèi)流速： 選用較高級冷撥傳熱管（碳鋼），取管內(nèi)流速為(2)： 管程數(shù)和傳熱管數(shù)：可根據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù) 按單程管計算，所需的傳熱管長度為 按單程管設(shè)計，傳熱管過長，宜采用多管程結(jié)構(gòu)。根據(jù)本設(shè)計實際情況，采用非標設(shè)計，現(xiàn)取傳熱管長，則該換熱器的管程數(shù)位，傳熱管總根數(shù) (3): 傳熱管排列和分程方法 采用組合排列法，即每程內(nèi)均按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列。取管心距 ， 隔板中心到離其最近一排管中心距離計算為 各管相鄰管的管心距為44mm。 (4): 殼體直徑 采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率，則殼體直徑為 按卷制殼體的進級檔，可取(5): 折流板 采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25％，則切去的圓缺高度為 故可取h=200mm 取折流板間距 則 可取B=400mm 折流板數(shù)目 設(shè)計方案的確定 用飽和水蒸氣做熱源加熱使其溫度從oC加熱到 =98oC，飽和水蒸氣溫度為120oC，冷凝水與100oC下排出。由于苯甲苯體系易結(jié)垢且黏度較水小，加上體系用水蒸氣加熱，所以采用料液走管程，蒸汽走殼程，已達到傳熱效果好、結(jié)構(gòu)簡單、清洗方便的原則。 物性數(shù)據(jù) 取物料進出口溫度為定性溫度，則oC在64oC下物料有關(guān)的物性系數(shù) ： oC） oC） 即： oC）飽和蒸汽的物性參數(shù)： 傳熱面積估算由于采用泡點回流，所以近似于換熱器中熱流體只有相變化，其換熱負荷性能的計算： 平均傳熱溫度：oC飽和蒸汽用量： 由于高溫流體是氣體，所以可選取較小的K值，假設(shè)oC），則估算的傳熱面積是： 工藝尺寸結(jié)構(gòu) (1): 管徑和管內(nèi)流速 由于所需傳熱面積較小，所以選用規(guī)格的管子，取管內(nèi)流速(2): 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 根據(jù)傳熱管內(nèi)徑與流速確定單管傳熱管數(shù) 按單管程計算，所需的傳熱管長度為按單管程設(shè)計，傳熱管過長，適宜采用多管程結(jié)構(gòu)。現(xiàn)取傳熱管長，則 該換熱器的管程數(shù)為 傳熱管總根數(shù)為 (3)：殼程數(shù)單殼程(4): 傳熱管排列和分程方法采用每程內(nèi)采用正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列。管心距 隔板中心到離其最近一排管中心距離計算為：(5)：殼體直徑采用多管程結(jié)構(gòu)，去管板利用率為60％，則殼體直徑為： 按卷制殼體的進級檔，可取D=400mm(6): 折流板 采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25％，則切去的圓缺高度為 故可取h=150mm 取折流板間距 則 可取B=200mm 折流板數(shù)目 塔底再沸器 用飽和水蒸氣做熱源加熱使物料溫度從=81oC 加熱到 =109oC，并且從液體加熱到氣體。飽和水蒸氣溫度為120oC，冷凝水于120oC下排出。 物性數(shù)據(jù) 取物料進出口平均溫度為定性溫度：oC在95oC下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)： oC） oC）即： oC）飽和蒸汽的物性參數(shù)： 傳熱面積的估算塔釜傳熱量為：平均傳熱溫差：oC飽和蒸汽用量： 由于高溫流體是氣體，所以可選較小的K值。假設(shè)oC），則估算的傳熱面積為： 工藝尺寸結(jié)構(gòu) (1）: 管徑和管內(nèi)流速 選用規(guī)格的管子，取管內(nèi)流速（2）: 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 根據(jù)傳熱管內(nèi)徑與流速確定單管傳熱管數(shù) 按單管程計算，所需的傳熱管長度為按單管程設(shè)計，傳熱管過長，適宜采用多管程結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)取傳熱管長，則 該換熱器的管程數(shù)為 傳熱管總根數(shù)為 （3）：殼程數(shù)單殼程（4）: 傳熱管排列和分程方法采用每程內(nèi)采用正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列。管心距 隔板中心到離其最近一排管中心距離計算為：各程相鄰管的管心距為44mm（5）：殼體直徑采用多管程結(jié)構(gòu)，去管板利用率為60％，則殼體直徑為： 按卷制殼體的進級檔，可取D=700mm（6）: 折流板 采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25％，則切去的圓缺高度為 故可取h=200mm 取折流板間距 則 可取B=350mm 折流板數(shù)目 接管與法蘭 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(yīng)法蘭 塔頂蒸汽出口管徑 塔頂處 kg/kmol并且?guī)缀跛械囊毫隙嫁D(zhuǎn)化成氣相，則 由于，取 按標準取得用規(guī)格為普通無縫鋼管作為塔頂蒸汽出口管，根據(jù)蒸汽出口管徑選取進塔頂蒸汽出口管法蘭：PN ，DN 200(GB205931997) 回流液管徑 塔頂處 kmol/h kg/kmol 則,冷凝液靠重力回流，一般，取則， 按標準取得用規(guī)格為普通無縫鋼管作為回流管，根據(jù)回流管徑選取回流管法蘭：PN ，DN 115(GB205931997) 進料管直徑 直管泡點進料，進料處 由于是泵輸送，取 按標準取得用規(guī)格為普通無縫鋼管作為回流管，根據(jù)回流管徑選取回流管法蘭：PN ，DN 58(GB205931997) 釜液排出管徑 塔底處 kg/kmol 釜液流速一般，取 按標準取得用規(guī)格為普通無縫鋼管作為回流管，根據(jù)回流管徑選取回流管法蘭：PN ，DN 75(GB205931997) 筒體與封頭 筒體 用鋼板卷制而成的筒體，其公稱直徑等于內(nèi)徑。當筒體直徑較小時可以直接采用無縫鋼管制作，此時公稱直徑的值等于鋼管外徑。根據(jù)所設(shè)計的塔徑，先按內(nèi)壓容器設(shè)計厚度，厚度計算式為：，其中壓力， ，，帶入上式得：。對于腐蝕裕量,取，則設(shè)計厚度為 ，由此公稱直徑為： 封頭 本設(shè)計采用橢圓形封頭，由公稱直徑DN=1803，查的曲面高度h1=450mm,直邊高度h2=40mm。選用封頭DN 180040 人孔 人孔是安裝或修檢人員進出塔的唯一通道。一般每隔10~20塊塔板設(shè)一個人孔，本設(shè)計的精餾塔共28塊塔板，需設(shè)2個人孔，每個人孔直徑450mm,在設(shè)置人孔處，板間距為800mm,裙座上應(yīng)開2個人孔，直徑為450mm，人孔伸入塔內(nèi)部應(yīng)與塔內(nèi)壁修平。 主要參考文獻：《化工原理課程設(shè)計》 申迎華 郝小剛主編 化學(xué)工業(yè)出版社