分离乙醇水混合液的筛板精馏塔设计化工原理与化工机械课程设计

1、此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除化工原理-化工设备机械基础课程设计设计题目分离乙醇-水混合液的筛板精微塔设计此文档仅供学习和交流此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除化工原理一化工设备机械基础课程设计任务书.设计题目分离乙醇一水混合液的筛板精储塔设计.原始数据及条件生产能力：年处理量8万吨（开工率300天/年），每天工作24小时;原料：乙醇含量为20%（质量百分比，下同）的常温液体；分离要求：塔顶，乙醇含量不低于90%,塔底，乙醇含量不高于8%;操作条件：塔顶压强进料热状况回流比塔釜加热蒸汽压力单板压降建厂地址4KPa（表压）饱和液体1.5Rmin0.5MPa（表压）<0.7K

2、Pa重庆三.设计要求:（一）编制一份设计说明书，主要内容包括：1 .前言2 .设计方案的确定和流程的说明3 .塔的工艺计算4 .塔和塔板主要工艺尺寸的设计a.塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定b.塔板的流体力学验算c.塔板的负荷性能图5 .附属设备的选型和计算6 .设计结果一览表7 .注明参考和使用的设计资料8 .对本设计的评述或有关问题的分析讨论。（二）绘制一个带控制点的工艺流程图（2#图）（三）绘制精储塔的工艺条件图（1#图纸）四.设计日期：2013年11月25日至2013年12月15日推荐教材及主要参考书：1 .王国胜，裴世红，孙怀宇.化工原理课程设计.大连：大连理工大学出版社,20052

3、.贾绍义，柴诚敬.化工原理课程设计.天津：天津科学技术出版社，2002.3、马江权，冷一欣.化工原理课程设计.北京：中国石化出版社，2009.4、化工工艺设计手册，上、下册;5、化学工程设计手册；上、下册;6、化工设备设计全书编辑委员会.化工设备设计全书-塔设备；化学工业出版社：北京.2004，017、化工设备设计全书编辑委员会.化工设备设计全书-换热器；化学工业出版社：北京.2004，018、 化工设备设计全书编辑委员会.化工设备设计全书-管道；化学工业出版社：北京.2004，019、 陈敏恒.化工原理（第三版）.北京：化学工业出版社，2006摘要课程设计是化工原理课程的一个非常重要的实践教

4、学内容。不仅能够培养学生运用所学的化工生产的理论知识，解决生产中实际问题的能力，还能够培养学生的工程意识。健全合理的知识结构可发挥应有的作用。此次化工原理设计是精储塔的设计。精储塔是化工生产中十分重要的设备。精储塔内装有提供气液两相逐级接触的塔板，利用混合物当中各组分挥发度的不同将混合物进行分离。在精储塔中，塔釜产生的蒸汽沿塔板之间上升，来自塔顶冷凝器的回流液从塔顶逐渐下降，气液两相在塔内实现多次接触，进行传质传热过程，轻组分上升，重组分下降，使混合物达到一定程度的分离。精储塔的分离程度不仅与精储塔的塔板数及其设备的结构形式有关，还与物料的性质、操作条件、气液流动情况等有关。本设计我们使用筛板

5、塔。其突出优点为结构简单，造价低板上液面落差小，气体压强低，生产能力较大，气体分散均匀，传质效率较高。筛板塔是最早应于手工业生产的设备之一。合理的设计和适当的操作筛板塔能够满足要求的操作弹性而且效率高。采用筛板塔可解决堵塞问题适当控制漏夜实际操作表明，筛板在一定程度的漏液状态下，操作是板效率明显降低，其操作的负荷范围较泡罩塔窄，但设计良好的筛板塔具操作弹性仍可达到标准。精储是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。精储过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气、液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分挥发度的不同，使易挥发组

6、分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合物中各组分的分离。该过程是同时进行传热、传质的过程。为实现精储过程，必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。由这些设备、仪表等构成精储过程的生产系统，即本次所设计的精储装置。课程设计是让同学们理论联系实践的重要教学环节，是对我们进行的一次综合性设计训练。通过课程设计能使我们进一步巩固和加强所学的专业理论知识，还能培养我们独立分析和解决实际问题的能力。更能培养我们的创新意识、严谨认真的学习态度。当代大学生应具有较高的综合能力，解决实际生产问题的能力，课程设计是一次让我们接触实际生产的良好机会，我们应充分利用这样

7、的时机认真去对待每一项任务，为毕业论文等奠定基础。更为将来打下一个稳固的基础。精储是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作,在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连

8、续操作方式，需设计一板式塔将其分离。通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。目录第一章、前言6第二章工艺流程图及说明7第三章、塔板的工艺计算8此文档仅供学习和交流此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除3.1 精馏塔塔物料衡算83.2 乙醇和水的物性参数计算93.2.1 温度93.2.2 密度103.2.3 混合液体表面张力123.2.4 混合物的粘度143.3.1 理论塔板和实际塔板数的计算153.3.2 气液相体积流量计算17第四章、塔体的主要工艺尺寸计算174.

9、1 塔径的初步计算174.1.1 塔径的初步计算174.1.4 降液管底隙高度204.1.5 塔板的布置204.1.6 操作压力计算214.2 筛板的流体力学验算214.2.1 塔体压降214.2.2 液面落差224.2.3 液沫夹带234.2.4 漏液234.2.5 液泛244.3 塔板负荷性能图244.3.1 漏液线244.3.2 液沫夹带线254.3.3 液相负荷下限线264.3.4 液泛线28第五章、板式塔的结构及附属设备305.1 接管305.2 筒体与封头325.2.1 筒体325.2.2 封头325.2.3 三降沫器325.2.4 裙座335.2.5 人孔33塔高的计算33热量衡

10、算34附属设备设计37筛板塔设计计算结果39第六章设计评述41第一章、前言化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。气体吸收是重要的化工单元操作之一。用适当的的液体吸收剂处理气体混合物以除去其中一种或多种组分的操作。按吸收性质分化学吸收和物理吸收两大类。广泛应用在合成氨、石油化工及废气处理中。化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回

11、收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。塔设备一般分为阶跃接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于10.5%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。本次课程设计为年处理含乙醇质量分数20%的水-乙醇混合液8万吨的筛板精馏塔设计，塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。它可使气（或汽）液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。在设计过程中应

12、考虑到设计的业精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求，另外还要有一定的潜力。节省能源，综合利用余热。经济合理，冷却水进出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量。另一方面影响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响，因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济问题。本课程设计的主要内容是过程的物料衡算，工艺计算，结构设计和校核。第二章工艺流程图及说明首先，乙醇和水的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，这时候原料混合物就分开了

13、，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中，这些气相混合物被降温到泡点，其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中，停留一定的时间然后进入乙醇的储罐，而其中的气态部分重新回到精馏塔中，这个过程就叫做回流。液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中，一部分进入再沸器，在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断有新鲜原料的加入。最终，完成乙醇与水的分离。此文档仅供学习和交流此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除冷凝器一塔顶产品冷却器一乙醇储罐一乙醇原料一原料罐一原料预热器一精微塔再沸器一一塔底产品冷却器

14、一水的储罐一水第三章、塔板的工艺计算3.1精储塔塔物料衡算乙醇的摩尔质量：M乙醇=46kg/kmol水的摩尔质量：M水=18kg/kmolF：进料量(kmol/s)Xf：原料组成D：塔顶产品流量(kmol/s)Xd：塔顶组成W塔底残7流量(kmol/s)Xw塔底组成Z0/46Xf=0.089109-9G/.46一一一二0.778846a/46X=一一一=0.032907原料液的平均摩尔质量:Mf460.089109+181.089109=20.49505kg/kmol日生产能力（处理：）0.1506km ol /s80000000Md T20.49505300243600根据：总物料衡算F=D

15、+W易挥发组分物料衡算FXf=DXd+W%故由上式求解得：F=0.1506kmol/sD=0.0110kmol/sW=0.1390kmol/s3.2乙醇和水的物性参数计算3.2.1温度常压下乙醇一水气液平衡组成与温度的关系温度TC液相中乙醇的摩尔分率气相中乙醇的摩尔分率1000.000.0095.50.01900.170089.00.07210.389186.70.09660.437585.30.12380.470484.10.16610.508982.70.23370.544582.30.26080.558081.60.32730.582680.70.39650.612279.80.5079

16、0.656479.70.51980.659979.30.57320.684178.740.67630.738578.410.74720.781578.150.89430.8943利用表中数据由内插法可得得tFtw8986.7=tF89.0tF=87.410.07210.09660.09660.0721 tF:C tD：78.1578.41=tD78.15tD=78.17C0.89430.74720.88140.8943 tw89.095.5二tW95.5tw=90.70C0.07210.0170.07210.032907精储段平均温度：ti=LJd=87.4178.17=82.79C22tD提

17、留段平均温度：t2=Uw=87.4190.70=89.055C223.2.2密度已知：混合液密度：工aA更lAB混合气密度:T0PMV 22.4TP0此文档仅供学习和交流塔顶温度：td=78.17C气相组成 yD： 0.8943 0.7815 (78.17 78.41) 0.7815 78.15 78.41进料温度：t f=87.41 C气相组成 yF: 0.4375 0.8971 (87.41 89.0) 0.3891 86.7 89.0塔底组成：t w=90.70 C气相组成 yw: 0.3891 0.170 (90.7 95.5) 0.17 y 89 95.5(1)精储段液相组成X1：X

18、1、XDXF0.2634气相组成y1：y1.yDyF .0.88560.4226=0.61176y d=0.8856yf=0.4226w=0.3318平均摩尔质量:Ml1460.263418(10.2634)35.3752g/mol730.1-742.3乙二10965.3 971.8水二10同理可得：t2=89.225 C乙二731.253水=965.914Mvi460.6117618(10.61176)35.129g/mol(2)提留段液相组成X2：X2,XWXF0.1601气相组成、2：y2、yWyF0.37446平均摩尔质量：Ml2460.160118(10.1601)22.483g/m

19、ol28.483g / molMv2460.3744618(10.37446)由不同温度下乙醇和水的密度，内差法求tFtDtW下的乙醇和水的密度温度T,C708090100110a,KG/M3754.2742.3730.1717.4704.3b,KG/M3977.8971.8965.3958.4951.6求得在正和石下的乙醇和水的密度:t1=82.79C(82.79-80)+742.3=738.896(82.79-80)+971.8=969.9865根据公式工二更更可得：LAB精储段液相密度：M乙M水.一X1X1I =0a水二ML1Ml1II -水一398.896969.9865,3L1=84

20、3.944kg/mT0PM350129273.1531=1.2kg/m22.4TP022.4273.15+82.79同理提取段液相密度:L2=874.126kg/mv2=0.959kg/m3.2.3混合液体表面张力二元有机物一水溶液表面张力可用下来各式计算:1公式：m14sw wswxwvwwXwVwXoVo_X0V00XwVwX0Vo_ XswVw swVs_ Xs0V0s0VsA=B+QQ 044120g/o（式中的下坐标w、o、主体部分的分子数，X。、lgsw2gvw2sws0so 1s分别代表水、有机物、表面部分，Xw、X。指Vw代表主体部分,w、o为纯水，有机物的表面张力，对乙醇q=

21、2。精储段ti=82.79C乙醇表面张力:温度，c20304050607080901001100-,mN/m22.321.220.419.818.81817.1516.215.214.4水表面张力温度，c0204060801000-,mN/m75.6472.7569.6066.2462.6758.91mw_1821.33cm3/molw843.944Vomoo46338.33cm3/mol1.2乙醇表面张力：内差法得乙16.885水的表面张力:水62.070XwVw2XovwXoVoXwVwX°V°XoVoXwVwXoVo带入数据可得:20.9774因为 Xd 0.2634

22、Xw 1 0.2634 0.73662 w0.9474B 1g 1g 0.0235 0232Q 04410 W° w3Wt q0.441282.79 273.152216.885g38.33 62.07g21.3332.4798A=B+Q 2.502322联立方程组：A lglg二_ so1 sw代入求得：sw 0.0531so 0.9472.50231sw m4 0.053 62.070.9471416.885m 18.3提储段t2=89.225Cmw20.6cm3/mol874.126vomo47.967cm3/molo乙醇的表面张力:乙=16.290水的表面张力:水=60.88

23、21.535B lg0.1861Q 0.44182.792273.15216.290g47.96732-60.880g20.630.852A=B+Q0.683so2lg 4solg2sw1sw0.683 其中24.82 sw 0.85sw0.151 m4 0.85160.88410.15 16.29,51.253.2.4混合物的粘度t1=82.79 C查表，得叱水=0.3439mpa12 =93.61 C 查表，得叱水=0.298mpa s,(1)精微段粘度：s,n 醇=0.433mpa - sn 醇=0.381mpa sN 1= N 醇X1+ n 水(1-x 1)=0.443 提留段粘度：以

24、2=小醇 X2+N 水(1-x 2) = 0.3813.2.5相对挥发度0.2634+0.3439 (1-0.2634)=0.367 mpa - s0.1601+0.298 (1-0.1601)=0.311 mpa - s精储段挥发度:xA 0.2634yA 0.61176Xb0.7366yB0.38824YaXb0.4065YbXa提储段挥发度:xA0.1601yA0.37446Xb0.8399Vb0.62554''2yAxB-3.1404VbXa3.3.1理论塔板和实际塔板数的计算回流比的确定：绘出乙醇一水的气7平衡组成，即t-X-Y曲线图,1.0Q0020.40.6X A

25、xis Title由上图知，点a与纵轴的截距为0.415,即为六二值Xd=0.7788,最小回流比Rmin=0.877操作回流比R=1.5xRmin=1.315理论塔板数的确定：图解法求解：YC=1g=,易做得提留段、精储段和q线的操作线，作图如下:一B0.00204C.60B1.01.0rI1fe100.00.20.4C.60e1,0XAxisTitle由图知，理论塔板数：精微段需Nri=12块，提储段需NT2=4块。实际塔板数确定：(1)、精储段：已知、1-yAxB0.4065i=0.367mpa.syx由奥康奈尔公式Et0.49dUav0.2450.4356N灌二+27.5,故N隔=28

26、块Et''(2)、已知、2以闻3.140420.311mpa.sYbXaEt0.4928Np提=N-8.1故N湛=9Et全塔所需实际塔板数：NpNP精+*提=37块全塔效率ETNT-15-100%37.8%EP37加料板位置在第29块塔板3.3.2气液相体积流量计算已知R=1.315(1)精储段：LRD1.3150.0110.014465kmol/sVR1D0.025465kmol/s已知：ML1 25.3752kg/kmolMv1 35.129kg/kmolli 843.944 kg/kmolv1 1.2 kg / kmol则有质量流量：L1 Ml1L 0.3671kg/sL

27、v Mv1V 00.8946kg/s体积流量：LS1 上 1.06 10 3m3/sL1Vi3Vs1 L 0.7455 m3/sV1(2)提储段：因为设计饱和液体进料。所以 q=1L L qF 0.165kmol/s)V V q 1 F 0.0255kg / mol已知：ML2 22.483kg/kmolMv2 28.485kg/kmolli 874.126 kg/kmolv2 0.959kg/kmol则有质量流量：L2 3.711kg /sV2 0.7254kg / s体积流量：LS2-L4.245103m3/sVS2必0.7564m3/sL2V2第四章、塔体的主要工艺尺寸计算4.1 塔径的

28、初步计算4.1.1 塔径的初步计算(1)精储段安全系数max,安全系数=0.60.8,max式中的C可由史密斯关联图查出:横坐标：Ls1乂1L1V11.06103843.944平板间的距离:查图可知：C200.20.74551.2120.99998Ht0.45mhL0.06mHthL0.39m0.034CC200.03418.3200.20.0334200.0334max0.6169m/s843.9441.20.8851m1.20.7max40.7455Di4vs1L110.61961.238m整理的：Di1.4m空塔气速:0.7455-0.4845m/s1.5386(2)、提储段:L20.1

29、694V2Ht0.45hL0.06mHthL0.390.2查图可知：C200.07CC20200.084maxL2V22.535V20.7max1.774m/s21.307m整理的：D11.4m截面面积：A0.7851.421.5386m2空塔气速：2土0.4929m/sAT4.1.2 溢流装置(1)堰长LwMLw0.65D0.651.40.91m出口堰高：本设计采用平直堰，堰上液高how,按下式计算2how284ELA3近似取E=1.1000Lwhow2.84 /1100023600 1.06 10 3 30.910.007385hwhLhw0.060.0073850.0526提储段：how

30、0.0186m,'_'_,_hwhLhw0.060.01860.0414m4.1.3 弓形降液管的宽度和横截面查图得：之0.0721Wd0.124atDWJAf0.07211.53860.111m2Wd0.1241.40.1736m验算降液管内停留时间:精微段:AMLS10.1110.451.0610347.123s提储段:AHLS20.1110.454.20510311.77s停留时间>5s,故降液管可使用4.1.4 降液管底隙高度精微段：取降液管底隙的流速uo0.13m/sh0-Ls0.0089mLwUo提储段：U00.13m/sh0上0.0539mLwU0h00.0

31、2m,则h0满足要求4.1.5 塔板的布置(1)塔板的分块因D1400mm，故塔板采用分块式，查表5-3塔径/mm塔板分块数80012003140016004180020005220024006则塔板分为4块(2)边缘宽度确定取WSW0.065mWc0.035(3)开孔区面积计算2开孔面积As按式A2xVP_x2arcsin-180rxWdWs1.40.17360.0650.461422rDWc1.40.0350.665m222故A2xr2x2arcsin-1.1120m2180r(4)筛板设计及排列本例所处理的物系物腐蚀性，可选用3mm碳钢板，取筛孔直径d05mm筛孔按正三角排列，取孔中心距

32、：t3d°15筛孔数目:1.155At21.1550.5320.01525709个还空率为2de0.907-00.907t20.00520.01510.1%气孔通过筛子的气速为Uq0.74556.638m/sA00.1011.11204.1.6操作压力计算塔顶操作压力:Pq101.3 0.7 29 125.3kPa每层塔板压力：Vp0.7kPa进料板:pF 105.3 0.7 29 125.6kPa精微段平均压力:Pm105.3 125.6115.45kPa4.2筛板的流体力学验算4.2.1 塔体压降1、精储段(1)干板阻力%计算2干板阻力hc由式：%0.051曳上计算C0Ldo/5

33、/31.67查图5-10得：co0.7222_6.6381.23、故hc0.0516.130103放柱0.722843.944(2)气体通过夜层阻力儿计算11取F05kg2/sm2，由5-11得0.55hLlhwhow0.550.0073850.05260.0330m液柱ATAf0.74991.53860.1110.522m/s(3)液体表面张力的阻力计算液体表面阻力锁产生的阻力h由式计算的:3h.1.768103m液柱Lgd0843.9448.810.005气体通过每层塔板的液柱高度hp由式计算得：phphch1h601301030.03301.7681030.0409m液柱气体通过每层塔板

34、的压降为Vpphppg0.0409843.9449.81=338.6150.7kPa(设计容许值)2.提储段2(1)干板阻力hc0.0511156-059-0.013m液柱0.722874.126(2) uaVS0.75640.5298m/sATAf1.53860.1111F05kg2/sm2查图5-11得0.55故hLlhWhoW0.550.01860.04140.0330m(3) h'4451.251030.00478103m液柱Lgd0874.1269.810.005所以，hDh；h'h'0.0130.0330.004780.05078m液柱pcVp；hpLg0.

35、05078874.1269.81435.45PakPa(设计容许值)4.2.2液面落差对于筛板塔，液面落差很小，其塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差的影响。4.2.3液沫夹带1精微段液沫夹带量由式计算:5.7 10 63.2UaHthfhf 2.5hL 2.5 0.007385 0.05260.1500m故ev5.7 10 60.5221.83 10 3 0.45 0.151.833 10 3 kg液 /kg 气0.1kg液 /kg气故在本设计中液沫夹带；在允许的范围内4.2.4漏液1、精储段对筛板塔,漏液点气速:Uo,min-F0= -75= 4.564m/sUa.1.2实际孔速:Uo 6

36、.638m/s “时稳定系数:k上迫1.5Uo,min 4.564故在本设计中无明显漏液。2、提储段F oUn 0,min,Ua5.11m/ s实际孔速:VsU0Ao0.75640.101 1.11206.735m/s u0,min稳定系数:k工U0,min6.7351.325.11故在本设计中无明显漏液。4.2.5液泛为防止塔内发生液泛，降液管内液层高Hd应有如下关系：Hd=hthW对于乙醇-水物系，取05,Hdhp+hhd1、精储段Hthw0.50.450.05260.2513m板上不设进口堰，hd可由下式计算：'223hd0.153u00.1530.132.585710m放柱Hd

37、0.04690.0599852.58571030.1095m液柱Hthw故在本设计不会发生液泛现象。2、提储段HThw0.50.450.04140.2457mhd0.1530.1320.00259m液柱Hd0.050780.060.002591030.11337m液柱HThw故在本设计不会发生液泛现象。4.3 塔板负荷性能图4.3.1 漏液线1、精储段U0,min4.4 Co.0.00560.13hLhclvU0,minVs,minALlhwhowhU2.84匚10002Lh3：曰.行:LwVs,min4.4C°A0.00560.13hW2.84ELn1000Lw所以代入数据整理得:

38、Vs,min0.38157.504164.29L：在操作范围内，任取几个Ls值，依上式计算出Vs值，计算结果列于卜表。Ls/一3Im/s0.00060.00150.0030.0045Vs/3m/s0.95470.99211.03821.07753由此数据可以作出漏液线2、提储段2Vs,min2.84Lc34.4C0A00.00560.13hWEn1000Lw32.843600Ls 34.4 0.772 0.101 1.1120.0056 0.13 0.0414 1s10000.9240.0478874.1260.959整理得：Vs,min0.382,5.653183.324L在操作范围内，任取

39、几个Ls值，依上式计算Vs值，并列表如下:Ls/一3im/s0.00060.00150.0030.0045Vs/3m/s0.95470.99211.03821.0753由此可作出漏液线4.3.2液沫夹带线以ev0.1kg液/kg气为限，求VsLs关系如下:3.25.7106uaevLHThf1、精储段UaVS-Vs0.700m/sAtAf1.53860.11122.843600Ls年hf2.5h_2.5hwhowhw=0.0526k8s0.88Ls10000.662故 hf 0.1315 2.2Ls32HT hf 0.3185 2.2Ls357 106318.3 100.700Vs20.318

40、5 2.2Ls30.12所以Vs 2.763 19.082Ls3Ls / m3 / s0.00060.00150.0030.0045Vs / m3 / s2.62732.51302.36612.2429在操作范围内，任取n个Ls,依上式计算出Vs,并列表如下:由此可介出液沫夹带浅2、提储段hf 2.5儿 2.5 hw how2故 hf0.1035 1.758Ls322.84 3600 Ls 可hw=0.0414how 10000.662HT hf 0.3465 1.758Ls30.88Ls5.7 106351.25 100.700Vs 0120.10.3465 1.758L：所以 Vs 4.1

41、46221.037Ls3在操作范围内，任取n个Ls,依上式计算出Vs,并列表如下:Ls/m3/s0.00060.00150.0030.0045Vs/m3/s3.99633.87033.70843.5726由此可作出液沫夹带线4.3.3液相负荷下限线对于平直堰，取堰上液层高度how0.006作为最小液体负荷标准22.84 E 3600Ls 31000Lw0.006,取 E=1则Lw20.006 1000 32.840.9243600_47.882 10 m/s由此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线2、提储段2.84 E100023600Ls 3Vw0.006,取 E=1s,min20.00

42、6 1000 32.840.92436007.882 10 4m/s由此可作与气体流量无关的液相负荷下限线。4.2.4液相负荷上限线以5s作为液体在降液管中停留时间的下限1、精储段AH 一Ls,minAfHT0.111 0.4550.00999m 3 / s由此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限2、提储段：与精储段相同。4.3.4液泛线HdHthw,HdhhLhd,hhchLh，h.hL,联力得：Ht1 hw1 how hc hdh忽略h，将ho南Ls,hd与Ls,hc与Vs的关系式代入上式，整理得:cLs2 dLs32.84 103EV-,bHtLaVs2 b1 hw,3600代入相关数

43、据:1精偏段0.0510.101 1.112020.772843.944一 一 一 一 39.646 100.5 0.450.50.55 10.0526 0.16980.51320.924 0.0359139.0462.84 10 3 1 123600 30.551.08990.924故V2S=17.603-14414.887L 2S-112.99L ' 3sLs m3 s0.00060.00150.0030.0045Vs m3 s16.794016.09015.123014.2314在操作范围内，任取几个Ls,计算出Vs,并列表如下,由此可做出液泛线2提储段故Vs224.389186

44、81.45LS2146.433Ls0.05120.101 1.1126 0.7720.95937.443 1074.1260.5 0.450.5 0.55 10.0414 0.181530.153c2139.0460.9240.0359d 2.84 10 3 1 1 0.552 336000.9241.0899L故Vs224.38918681.45s2146.43Ls在操作范围内，任取几个，计算出，并列表如下LSm3s0.00060.00150.0030.0045Vsm!s23.340622.428221.174920.0194由此可做出液泛线。根基上各式方程，可作出筛板塔的负荷性能图。在负荷

45、性能图上，作出操作点，连接，即作出操作线。由图可看出，该筛板的操作上限为液泛控制，下限为漏液控制。由图查得精储段：33.Vs,max1.306m/sVs,mix0.403m/s故操作单性：V*3.24Vsl.min提储段：33,Vs,max1.479m/sVs,mix0.495m/s故操作单性：Vs/3.02Vs2.min第五章、板式塔的结构及附属设备5.1接管1 .进料管进料管的结构类型很多，有直管进料管，弯管进料管，T型进料管，本设计采用直管进料管，管径计算：D=J-vSMl=1.6m/s,2918.19kg/m38107Vs0.0034360030024918.1440.00340D.5

46、2mm,3.141.6查标准系列查图得：7642 .回流管采用直管回流管，取L R 1.6m s.dR4L13.14 1.6 li 0.8946218mm查表取 245 73.14 20 1.20.367118.6mm®整后dR20mms表取2533.141.6843.9443 .塔釜出料管取L/V1.6 ms®管出料dw4 w3.14 1.6 L24460.0329071810.0329070.139士.广.+仃3.14 1.6 874.12649mmlH整后dW50mmi表取573.54 .塔顶蒸气出料管直管出气，取出口气速 u=20m/s则D =4Vi3.14 1.6

47、 Vi米用直管，取气速u 23m/s则D4V 23.14 23 V23.14-237254959 205mm查表取 219 66.法兰由于常压操作，所有法兰均采用标准管法兰, 用相应法兰。平焊法兰，由不同的公称直径，选(D(2)(3)(4)(5)进料管法兰： 回流管接管法兰： 塔釜出料管法兰： 塔顶蒸汽管法兰： 塔釜蒸汽进气法兰Pg6DgPg6DgPg6DgPg6DgPg6Dg50HG5010-5820HG5010-5850HG5010-58200HG5010-58200HG5010-585.2筒体与封头5.2.1 筒体选刚：钢号Q235-13钢板标准GB3274则t113MPa100%探彳Q

48、Q=1PCD1.1115.451051400八人=；z0.79mm2tpe21131.0115.45103ndC圆整值=0.790.251元整=3mm5.2.2 封头采用标准椭圆型封头，由公称直径dg=2600mm查得曲面高度hi650mm直边高度h0=25mm选用封头R18006JB1154-735.2.3 三降沫器当空塔气速较大，带液现象严重，以及工艺过程中不许出塔气速夹带雾滴的情况下，设置除沫器，以减少液体夹带损失，确保气体纯度，保证后续设备的正常操作。常用除沫器有析流板式除沫器，本设计采用丝网除沫器，其具有比表面积大,重量轻，空隙大及使用方便等优点。u=0.017=0.107设计气速选

49、取：u=K2.84ms843.9441.21.2除沫器直径：D选取不锈钢除沫器：类型0.633m40-100材料：不锈钢丝网1G:18Ni91丝网尺寸:圆丝Q=0.235.2.4裙座塔底常用裙座支撑，裙座的构造性能好，连接处产生的局部阻力小，所以它是塔设备的主要支座形式。为了制作方便，一般采用圆柱形。由于裙座内径>800mm故裙座壁厚取16mm基础环内径：Dbi26002160.20.41032332mm基础环外径：Db。26002160.20.41032932mm圆整Dbi=2400mm。D30=3000mm;基础环厚度考虑到腐蚀余量取18mm;考虑到再沸器，裙座高度取2m。地脚螺栓直径取M305.2.5 人孔人孔是安装或检修人员进入塔的唯一通道，人孔的设置应便于进入任何一层塔板，由于设置人孔处塔间距大，且人孔设备过多会使制造时塔体的弯曲度难以达到要求。一般每隔68块设一个人孔。本塔中共37块，则需4个人孔。人孔直径400mm孔间距600mm人孔所在板间距增至800mm塔高的计算精福段有效高度：2精=N精-1H7=270.45=12.15m提福段有效高度：Z体=N提-1H7=90.45=4.05m在进料板上方开一人孔，其高度为0.8m,故精福塔的有