年處理27萬噸乙醇-水分離精餾塔設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ； 得： 精餾段：L=RD== kmol/h V=（R+1）D=（+1）= kmol/h精餾段氣液負荷計算： 提餾段： =L+qF=+1= kmol/h =V+(q－1)F=V= kmol/h 提餾段氣液負荷計算： （1） 精餾段塔徑的確定 查史密斯關聯圖 ：= = ，則空塔氣數為：則精餾塔塔徑（2）提餾段塔徑的確定：查史密斯關聯圖得：= ，則空塔氣速為則精餾塔塔徑（3）按標準塔徑圓整后， 塔截面積：精餾段實際空塔氣速為：提餾段實際空塔氣速為：精餾段有效高度為 =(171)=8m提餾段有效高度為 =(41)=在進料孔上方在設一人孔，故精餾塔有效高度為:8++=因塔徑，可選用單溢流弓形降液管A. 堰長單溢流：，取B. 出口堰高hw：本設計采用平直堰，堰上液高度 （近似=1）（a）精餾段：= =（b）提餾段：= =（2）方形降液管的寬度和橫截面 則：== m2 ，==3=驗算降液管內停留時間：精餾段：提餾段：停留時間5s，故降液管可用。（3）降液管底隙高度精餾段：取降液管底隙流速為m/s，提餾段：取m/s，因為大于，故滿足要求。 塔板布置 因為，故塔板采用分塊式，查表得，塔板分為7塊。 塔徑D/m～～～～～板間距HT/mm200～300250～350300～450350～600400～600表 塔板分塊數故此塔選擇Hr=500mm溢流堰前的安定區寬度：，邊緣區寬度：開孔區面積按下式計算：，其中，故1）精餾段：氣體通過篩孔的實際速度：實際動能因素：2）提餾段氣體通過篩孔的實際速度：實際動能因素：3）開孔率，開孔率在之間，滿足要求。第三章 流體力學驗算：氣相通過浮塔板的壓力降，由下式 ⑴ 干板阻力 ==⑵ 液層阻力 取充氣系數數 =,有 === ⑶ 液體表面張力所造成阻力此項可以忽略不計。故氣體流經一層篩板塔塔板的壓力降的液柱高度為：=+=常板壓降: ==(,符合設計要求)。 為了防止淹塔現象了生，要求控制降液管中清液層高度符合 ，其中 由前計算知 =,按下式計算 ===板上液層高度 =,得： =++=取≈,=,有 =(+)=由此可見：，符合要求。. 霧沫夾帶驗算泛點百分率可取下列兩式計算，取計算結果中較大的數值：,(1) 精餾段：（2）提餾段： 操作性能負荷圖 氣相負荷下限圖（漏液線）(1) 精餾段：(2) 提餾段： 過量液沫夾帶線取(1) 精餾段：得(2) 提餾段：得 液相負荷下限線(1)精餾段：得：(2)提餾段：得： 液相負荷上限線 液泛線液泛線方程：(1) 精餾段：(2) 提餾段：液相下限 操作性能負荷圖霧沫夾帶 液泛線 氣相負荷上線操作線液泛線第四章 精餾塔設備設計、內徑、壁厚和強度校核精餾塔塔體材料：依據：，℃，并且所要分離的物質是乙醇和水，對材料的腐蝕性不大，在滿足條件的材料中的價格相對便宜，所以選擇。 當在6～16mm的范圍內時，操作壓力，設計壓力為：， 選取雙面焊無損檢測的比例為全部，所以計算壁厚： ，取= ，=2所以 圓整后取（因為選用材料的設備最小的壁厚為7mm，即(1)求水壓試驗時的應力。因為得屈服極限，所以， 又因為為，中較大者，計算比較得：代入得：，水壓試驗滿足要求。，材料及尺寸規格封頭的選型：標準的橢圓封頭選型依據：從工藝操作 考慮，對封頭形狀無特殊要求。球冠形封頭、平板封頭都存在較大的邊緣應力，且采用平板封頭厚度較大，故不宜采用。理論上應對各種凸形封頭進行計算、比較后，再確定封頭形狀。但由定性分析可知：半球形封頭受力最好，壁厚最薄，但深度大，制造較難，中、低壓小設備不宜采用；碟形封頭的深度可通過過渡半徑r加以調節，但由于碟形封頭母線曲率不連續，存在局部應力，故受力不如橢圓形封頭；標準橢圓形封頭制造比較容易，受力狀況比碟形封頭好，故可采用標準橢圓形封頭。 封頭材料：因為長軸：短軸=2 即：所以其中——精餾塔的內徑——封頭的高直邊高度為：（查表可知）計算壁厚：對于標準橢圓封頭，K=1取封頭是由整塊鋼板沖壓而成，所以圓整后取強度校核校核筒體與封頭水壓試驗強度，根據式式中， ，滿足條件。且，所以滿足條件。塔板類型:篩板塔依據：泡罩塔結構復雜，造價高，氣體通過每層塔板的壓降大，故選用篩板塔。塔板設計要求：應滿足具有良好的拐度并且方便拆裝塔板形式：自身梁式塔板塔板結構：矩形板。它是將矩形板沿其長邊向下彎曲而成，從而形成梁和塔板的統一整體。自身梁式矩形板僅有一邊彎曲成梁，在梁板過渡處有一凹平面，以便與另一塔板實現搭接安裝并與之保持在同一水平面。連接形式：根據人孔位置及檢修要求，分塊式塔盤板間的連接分為上可拆連接和上下均可拆連接兩種。常用的緊固件式螺栓和橢圓墊片。塔盤板安放于焊在塔壁上的支持圈上。 因為塔的直徑Di=3000mm800mm,如果再采用整塊式塔盤，則由于剛度的要求，勢必要增加塔盤板的厚度，而且在制造、安裝和檢修等方面很不方便。為了便于安裝所以采用分塊式塔盤。查表得，塔板分為8塊。此時，塔盤無需分成塔節。 表 塔板分塊數塔徑/mm800～12001400～16001800～20002200～24002600～28003000～3200塔板分塊數345678 精餾段有效高度的計算：提餾段有效高度的計算：每隔7層塔板開一人孔，由于該塔共21塊實際塔板，則人孔數：塔頂間距：，塔底空間高度：，進料板處板間距：塔高：(1)補強形式外加強接管依據：外加強接管結構簡單，加工方便，又能滿足補強要求，特別適用于中低壓容器的開孔補強。(2) 補強結構采用整段件補強依據：這種結構是將接管與殼體連同加強部分作成整體鍛件，然后與殼體焊在一起。其優點是補強金屬集中于開孔應力最大部分，應力集中現象得到大大緩和。（選型、尺寸、連接形式、是否補強） 表 接管長度h （mm）公稱直徑DN不保溫設備接管長