【正文】 圖 45 進(jìn)氣管結(jié)構(gòu) 法蘭由于常壓操作，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭平焊法蘭，根據(jù)鋼制管法蘭標(biāo)準(zhǔn)HG20592，由不同的公稱直徑，選用相應(yīng)法蘭。本設(shè)計中采用直管，其結(jié)構(gòu)如圖 45 所示。44 帶錐型擋板的塔頂蒸汽出料管本設(shè)計中，塔頂蒸汽出料管的尺寸為： ???根據(jù)實際情況可采用卷制接管，將其圓整至相應(yīng)規(guī)格的管徑 500 ，厚度取m10mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)系列選取公稱直徑為 500mm 的標(biāo)準(zhǔn)凸面板式平焊鋼管制法蘭。蒸汽速度在常壓操作時取 12～20 ，絕對壓力為 6000 ～1400 時取 30～50 ，Vu/msPa/ms絕對壓力小于 6000 時取 50～70 。??將其圓整至相應(yīng)規(guī)格的管徑為 200 ，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選取 ，為此清潔介質(zhì)m2196??的防渦流板結(jié)構(gòu)尺寸為 A=400mm，B=200mm，厚度 t=6mm，質(zhì)量為 。如果出口管路有泵，氣體進(jìn)入泵內(nèi)，會影響泵的正常運轉(zhuǎn)，故一般在塔釜出口管前應(yīng)裝設(shè)防渦擋板，材料為碳鋼，其結(jié)構(gòu)如圖 43 所示：圖 43 塔釜防渦流擋板結(jié)構(gòu)中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 31 頁塔釜流出液體速 一般取 ～ ，故取 ，設(shè)計中采用直管Wu/?出料。如圖m134??42 所示。通常，重力回流管內(nèi)液流速度 取 ～ ，強制回流，即泵輸送， 取 ～ 。料液由高位槽流入塔內(nèi)時，進(jìn)料管內(nèi)流速 可取 ～ ；fu/ms或由泵輸送， 可取 ～ 。以下對各種接管的4sVDu??結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行解析設(shè)計。塔盤結(jié)構(gòu)對分離塔的效率有很大的影響，這也是研究提高塔效率的一個方向。本設(shè)計采用自身梁式塔板，其中矩形板、通道板、弧形板為其主要部件，其尺寸及結(jié)構(gòu)型式的確定很重要，在此基礎(chǔ)上還要根據(jù)實際生產(chǎn)條件，對塔板進(jìn)行校核，以確保塔板符合生產(chǎn)要求。集中載荷： 15PN?均布載荷： ?載荷集中度： /1qmL圖 310 塔盤板受載圖集中載荷在 L/2 處產(chǎn)生的最大彎矩： ? ????塔盤自重在 L/2 處產(chǎn)生的最大彎矩： ? ?塔盤板在 L/2 處承受的最大彎矩 產(chǎn)生的應(yīng)力 ：axmax?????????中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 28 頁＜maxax ??????[]t? 本章小結(jié)本章的重點是在確定塔盤型式的前提下，進(jìn)行塔盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核。.4Pa塔盤板承受的載荷： .????載荷集中度： 560..6/1qNL?塔盤中心處承受的最大彎矩 ，產(chǎn)生最大應(yīng)力 和最大撓度 ：maxMmax?maxf中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 27 ????＜6axmax PaMI???? []t?＜4 44ax 1655.. mEI ?????[]f（4）檢修條件下，塔盤的任意點承受 的集中載荷。zi=78875（1）確定截面 A‵A‵的中軸位置，先選擇如圖的輔助坐標(biāo) y‵、z‵，可計算得表 31 數(shù)據(jù)：利用上表中的計算結(jié)果，即可求得截面 A‵A‵的中性軸 y 距 y‵的距離：中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 26 ????圖 39 塔板截面簡化圖(2)計算截面 A‵A‵對軸 y 的組合慣性矩 如表 32 所示。為簡便計算，將 AA 截面進(jìn)行簡化，即由 1233 三個舉行截面組合而成如圖 39 所示。 塔盤重量估算塔盤的重量包括矩形板及塔板上緊固件的重量。本設(shè)計中根據(jù)塔盤的類型來選取塔盤的允許撓度 ≤ 。圖 38 卡子結(jié)構(gòu) 塔盤機械計算 塔盤的載荷塔盤板的設(shè)計載荷，應(yīng)取高于溢流堰 50mm 的液柱靜壓，且≥1000Pa 的均布載荷計算。當(dāng)擰緊螺母時，通過橢圓墊板和卡板，把塔盤板緊固在支持圈上，JB11191999 標(biāo)準(zhǔn)的卡子連接如圖 38 所示?？ㄗ佑煽ò?、橢圓墊板、圓頭螺栓和螺母組成。圖 37 上下可拆的螺紋連接上下可拆的螺紋連接如圖 37 所示，這種連接已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，制定有標(biāo)準(zhǔn) JB12201999。其中螺栓緊固件用于塔板盤間、塔板與支持圈或支持板間的連接，其有上可拆、下可拆及上下均可拆三種形式；螺紋卡板緊固件主要用于塔盤板與支持板或支持圈的上可拆連接；楔卡緊固件可代替螺紋連接，來作塔盤緊固件，其不僅不怕銹蝕，也不會咬死，而且裝拆方便，對于需經(jīng)常檢修、拆裝或處理強腐蝕介質(zhì)的塔設(shè)備。 緊固件結(jié)構(gòu)塔盤的緊固件是組裝分塊式塔盤的連接構(gòu)件，用于塔盤板的分塊及其與支持圈、支持板、受液盤間的連接。材料一中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 23 頁般選用 Q235A 鋼。降液板下部彎折段與塔壁接觸的邊線，是一段橢圓弧，下料時，按塔徑放樣，其結(jié)構(gòu)如圖 36 所示。液封盤材料用 ，液封盤厚度 。本設(shè)計中受液盤的厚度取0? 23QA?。對于碳素鋼塔盤，受液盤一般取 ，14i?? 235QA?一個淚孔 。受液盤的深度 h 有 、 、 三種，常用的為 。凹形受液盤結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是仍被廣泛使用，本設(shè)計中采用凹形受液盤。當(dāng)液體通過降液管與受液盤的壓力降大于 25mm 時，應(yīng)采用凹型受液盤。它對降液板的液封和液體流入塔板的均勻性都有影響。2m圖 34 弧形板結(jié)構(gòu)尺寸 受液盤 凹形受液盤為保證降液管出口處液封，在塔盤上設(shè)置受液盤。矩形板、通道板和弓形板的厚度。20iDm?20?i2030?本設(shè)計中取 m=20mm， 板的彎折半徑 ，由塔盤的結(jié)構(gòu)與分塊情況可知弧形板4R有三種。圖 31 塔盤結(jié)構(gòu)1—受液盤；2—帶自身梁的塔板；3—降液板；4—通道板；5—緊固件；6—支持板；7—支持圈則塔盤板自身梁尺寸如圖 32 所示:中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 20 頁圖 32 矩形板結(jié)構(gòu)尺寸 通道板圖 33 通道板結(jié)構(gòu)尺寸 弧形板弧形板的一邊作成自身梁，弧邊直徑 ，與塔徑 和 值有關(guān)，m 為弧邊到塔體的Di徑向距離。通道板的長度尺寸同矩形板相同，矩邊寬度尺寸統(tǒng)一取 。根據(jù)塔徑 、堰寬 ，矩邊寬度取 ，以便裝拆塔板式能340iDm?714dWm?390m進(jìn)入人孔，板的彎折半徑 。兩半過度部分，有部分低凹平面以便另一塔板的部分放在其上，使兩塔板位于同一平面上。塔板結(jié)構(gòu)型式很多，能滿足上述要求達(dá)到廣泛應(yīng)用的，是自身梁式塔板結(jié)構(gòu)，本設(shè)計中即采用這種塔板。塔盤結(jié)構(gòu)如圖 31 所示。一般塔徑為 300～900mm 時，采用整塊式塔盤；當(dāng)塔徑大于 800mm 時，能在塔內(nèi)進(jìn)行裝拆，可用分塊式塔盤。板式塔的塔盤主要分為溢流式和穿流式兩大類，本設(shè)計中采用溢流式塔盤。 22039。 32039。239。239。m1h==?（ 9+.1） .液體的表面張力的阻力=.????氣體通過每層塔板的液柱高度 可以計算ppc1h=+=.9??中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁氣體通過每層塔板壓降 p aaP==???? 液沫夾帶 ?液 氣 漏液：對于篩板塔，漏點氣速 可以按下式計算0minu，0min0u=4. =7m/sLLVC?????， （ .5+1） /（ ） /00min13./s，穩(wěn)系數(shù) ==?， 液泛為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，將夜管內(nèi)液層高應(yīng)服從下式 d()TwHh???()???而 dpLdh39。39。39。 220c39。39。=180D 邊緣區(qū)寬度確定取 m, m ?39。?Wh 塔板布置 塔板的分塊因 mm ,故塔板采用分塊式。選用凹型受液盤,深度 mm。0036ulLhW?取 sm/8.39。 39。O1. 2/()16取板上清液層高度 ?故 == m Wh == m39。39。各計算如下:? 堰長 Wl取 = == m堰上液流強度 ???/()h? (50 135) ,符合要求。39。max D= = mVS?=?= = m39。. .43取安全系數(shù)為 ,則空塔氣速為= ==中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 10 頁 = ==39。39。20 =.)(L??()=7?=39。()LhV1/.()取板間距 = ,板上液層高度 = ,則THLh ==?查圖得 =。1/239。360L???sm/3由 =maxuVLC??式中 C 由式 計算,其中的 由史密斯關(guān)聯(lián)圖查取,)(L??20C =2/1)(VLh?1/.().569?? =39。39。Vsm? = = 39。39。L 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 塔徑的計算精餾段的氣、液 相體積流率為： 360VmsM????sm/中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9 頁 = = sL360LmM???sm/ 39。(.)VVm 液相平均密度依下式計算,即1/ ??iLma?/塔頂液相密度的計算：由 ℃, 查手冊得Dt kg/ kg/?A?3?B?3m kg/()LDm?3進(jìn)料板液相密度的計算：由 ℃ 查手冊得?Ft kg/ kg/A?3m?B?3m kg/?3塔釜液相密度的計算：由 ℃ 查手冊得?Ft kg/ kg/A?3?B?3m kg/?3精餾段液相平均密度為： (+)/2= kg/?Lm?3提餾段液相平均密度為： (+)/2= kg/39。 kg/kmol39。39。 39。39。39。表 1—2 乙醇—水系統(tǒng) t—x—y 數(shù)據(jù)乙醇摩爾數(shù)/% 乙醇摩爾數(shù)/%沸點 t/℃氣相 液相沸點 t/℃氣相 液相 82 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 頁 乙醇相對分子質(zhì)量：；水相對分子質(zhì)量： 料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù) X = =? X = = X = =? 平均摩爾質(zhì)量進(jìn)料板：M = +（） = kg/kmolF??塔頂：M = + () =中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁塔底：M = +（） =?? 物料衡算已知：D= =總物料衡算 F=D+W易揮發(fā)組分物料衡算 +=?聯(lián)立以上二式得： F= /kmolh W= 塔板數(shù)的確定乙醇—水屬理想物系，可采用圖解法求理論板層數(shù)。塔釜采用間接蒸汽再沸器供熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 頁2. 精餾塔設(shè)計計算 精餾流程的確定乙醇——水溶液經(jīng)預(yù)熱至泡點后，用泵送入精餾塔。圖紙包括一張裝配圖和若干零件圖，均采用計算機繪圖，并嚴(yán)格按照設(shè)計尺寸進(jìn)行繪制。機械部分要解決的問題，除了確定塔設(shè)備的各細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)外，更重要的就是要做各種校核工作，以保證設(shè)計完成的塔設(shè)備不僅能夠正常運轉(zhuǎn)，而且必須符合國家安全生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。 設(shè)計步驟塔設(shè)備的設(shè)計一般主要包括兩個部分：工藝設(shè)計和機械設(shè)計。為實現(xiàn)精餾分離操作，除精餾塔外，還必須從塔底引入上升蒸汽流和從塔頂引入下降液。精餾是多數(shù)分離過程，即同時進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝的過程，因此可使混合液得到幾乎完全的分離。在很多方面，要求乙醇有不同的純度，有時要求純度很高，甚至是無水乙醇，這是很有困難的，因為乙醇極具揮發(fā)性，也極具溶解性，所以，想要得到高純度的乙醇很困難。乙醇水溶液提純精餾塔設(shè)計畢業(yè)論文目 錄1. 緒 論 ....................................................................................................................................1. 設(shè)計背景 ..........................................................................................................................1. 設(shè)計意義 ..........................................................................................................................1. 設(shè)計步驟 ...........................................................................................................................12. 精餾塔設(shè)計計算 .......................................................................................................................2. 精餾流程的確定 ......................................................................