[精选]塔板结构及辅助设备设计31515.pptx

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1、二元物系连续精馏装置设计筛板塔内件水力学计算辅助设备计算板式塔的设计原则1、根据气液流量安排合适大小的两相通道 2、实现气液两相的传质 3、实现气液两相的分离必须避免：1、传质时间不够长，板上各处传质不均匀 2、气相自上而下夹带，液相自下而上夹带返混 3、两相通道尺寸不能满足通量要求 4、在极限条件操作板式塔塔内件的选型和水力学校核1、板式塔的基本结构2、板式塔的板面布置3、板式塔的水力学性能4、负荷性能图和上、下弹性塔板结构工艺计算 以第一块塔板的物性数据为基础进行手算，借助板式塔设计软件校核精馏段第一块板和最后一块板及提馏段第一块板和最后一块板。注：要求精馏段两块板及提馏段两块板结 构分别

2、相同BottomsQ7Q1FeedDistillate 4.1 单溢流塔板介绍n 塔径Dn 堰高hwn 堰上液层高度hown 板间距HTn 底缝hon 降液管内液面高度Hd4.1 单溢流塔板介绍n 堰长lwn 堰宽wdn 安定区宽度wsn 安装区宽度wcn 筛板:孔径d0、孔间距t4.2 塔板设计及优化n 每位同学手算一块塔板！已知条件:汽液流量 汽液密度 液相表面张力4.2.1 板面布置1）塔径D初选后校核初选：参见13-136校核:n 雾沫夹带ev0.1kg/kg气 注:采用Hunt公式(指导书式8-25)hf=2.5hLn 停留时间大于5s(式7-1)4.2.1 板面布置2)板间距HT:

3、小于500mm3)流动型式:单溢流4)堰的确定：溢流堰是用于维持板上液层的元件，堰长则 溢流堰是用于维持板上液层的元件，堰长则液相通量大，堰短则气相通量大，堰高则气液充分接触，液相通量大，堰短则气相通量大，堰高则气液充分接触，堰矮则压降小。堰矮则压降小。堰长lw:一般取0.6-0.8D，可采用非标(图7-6）。堰高hw:对筛板塔使板上清液层高度hL在50-100mm间，对真空塔可取低些。hL=hw+how，how6mm，选平直堰（how见式72）how6mm，选齿形堰 4.2.1 板面布置5)底隙h0：一般应低于外堰高6mm。h h0 0 h hW W 6mm 6mm，防止气体进入降液管，防止

4、气体进入降液管;一般不宜小于 一般不宜小于20-25mm 20-25mm，以防堵塞。，以防堵塞。6）筛孔布置：孔径d0:3-8mm 孔间距：t/d0取2.5-5，实际取3-4 板厚：碳钢3-4mm，不锈钢2-3mm 筛孔面积A0，开孔区面积Aa 孔数n，开孔按正三角形排列 开孔按正三角形排列 4.2.1 板面布置注：筛孔布置时应使孔动能因子在10-20间7）安定区、安装区安装区宽度 安装区宽度Wc=50-100mm Wc=50-100mm定区宽度 定区宽度Ws=70-100mm Ws=70-100mm4.2.2 塔板的水力学性能1)板压降hP气体穿过液层要消耗动力，就存在压降 气体穿过液层要消

5、耗动力，就存在压降压降太大时，液体无法从上向下流动 压降太大时，液体无法从上向下流动hhP P=hhC C+hhl l+hhss=hhC C+hhl l(m(m液柱 液柱)(式8-6)1)板压降hPa a、干板压降、干板压降hhCC：气体通过筛孔的压降（式：气体通过筛孔的压降（式8-8)8-8)b b、板上液层阻力 板上液层阻力h hll：气体通过液层及泡沫层的压降：气体通过液层及泡沫层的压降 c c、表面张力压头、表面张力压头hh：气体通过筛孔的液层所克服的表：气体通过筛孔的液层所克服的表 面张力压头 面张力压头h hll 和 和hh合并考虑称为有效液层阻力 合并考虑称为有效液层阻力hhll

6、:有效液层阻力 有效液层阻力hhl l 与液层静压头及泡沫层的状态有关 与液层静压头及泡沫层的状态有关hhl l=f(=f(FFO O,hhLL)（图（图8866）hhL L=hhW W+hhOWOWhhOWOW0.00284E(L/l0.00284E(L/lWW)2/32/3(平堰 平堰)（式（式7 7 2 2）E通过how=6mm可确定液流量下限线2)稳定系数 筛板塔的操作有一个下限气速（筛板塔的操作有一个下限气速（W WOM OM），当气速低于），当气速低于此点时，液体开始从筛孔中泄漏，这点称为漏液点。此点时，液体开始从筛孔中泄漏，这点称为漏液点。稳定系数：稳定系数：筛孔气速与漏液点气速

7、之比。筛孔气速与漏液点气速之比。通过漏液点气速可确定漏液线式式8812 12 要求要求KK大于大于1.51.5WWOMOM由式由式881515计算计算3)降液管液泛情况 降液管内的液面高达出口堰 降液管内的液面高达出口堰顶时管内液体漫回本层塔板 顶时管内液体漫回本层塔板极限点：极限点：根据压力达到平衡时的情况来确定 根据压力达到平衡时的情况来确定H Hd d=h hL L+h hd d+h hP P+D=D=h hW W+h+hOW OW+h hd d+h hP P+D(D(式 式7-8)7-8)当 当H Hd d/f f=H HT T+h+hW W时发生液泛 时发生液泛 f f：降液管内起泡

8、系数：降液管内起泡系数通过降液管内液面高度可确定液泛线通过降液管内液面高度可确定液泛线h hd d 为液相流出降液管的局部阻力 为液相流出降液管的局部阻力h hp p 为通过每层板的气相总压降 为通过每层板的气相总压降塔内液面落差对筛板塔设计，液面落差常可忽略）降液管停留时间 般液体，停留时间应不少于 般液体，停留时间应不少于3 3秒；对易起泡的 秒；对易起泡的液体，停留时间应不少于 液体，停留时间应不少于5 5秒 秒tt=HHT T*A*Af f/L/LS S=5 s=5 s通过停留时间可确定液流量上限线5）雾沫夹带原因 原因：气体对液体的曳力大于液滴的净重 气体对液体的曳力大于液滴的净重现

9、象 现象：大量液滴被夹带至上方塔板 大量液滴被夹带至上方塔板结果 结果：塔板效率急剧降低 塔板效率急剧降低液沫夹带分率 液沫夹带分率e eV V 液沫夹带的量 液沫夹带的量(kg/h)(kg/h)干气体流量 干气体流量(kg/h)(kg/h)正常操作 正常操作e eV V 约 约0.05 0.05，一般不宜超过，一般不宜超过0.1 0.1。可用 可用Hunt Hunt公式 公式计算 计算通过雾沫夹带可确定气流量上限线）负荷性能图22、最小液量线、最小液量线:液体流量过低，板面上的液流不易 液体流量过低，板面上的液流不易维持均匀。维持均匀。(how=6mm)(how=6mm)。33、最大液量线：

10、、最大液量线：液体流量过大则降液管内液体停 液体流量过大则降液管内液体停留时间过短 留时间过短(t=5s)(t=5s)44、液泛线：、液泛线：降液管内的泡沫层高必须小于板间距与 降液管内的泡沫层高必须小于板间距与溢流堰高之和 溢流堰高之和(H(Hd d/=H=HT T+hw)+hw)55、雾沫夹带线：、雾沫夹带线：气体流量过大可使液沫夹带过量，气体流量过大可使液沫夹带过量，塔板效率即严重下降。塔板效率即严重下降。(e(ev v=0.1)=0.1)11、漏液线、漏液线:气体流量过低使出现漏液 气体流量过低使出现漏液(式 式8 8 13 13）弹性的计算及调整n 上弹性K上1.5 n 下弹性K下1

11、.5、塔板校核表 表1 1筛板塔设计原始数据 筛板塔设计原始数据（1）气相流量 m3/s（2）液相流量 m3/s（3）气相密度 Kg/m3（4）液相密度 Kg/m3（5）液相表面张力 dyn3/cm塔板校核需要输入的数据表 表2 2筛板塔设计初步结果 筛板塔设计初步结果（1）塔径 mm（2）塔板间距 mm（3）溢流堰长 mm（4）溢流堰高 mm（5）降液管底距板高 mm（6）孔径 mm（7）孔间距 mm（8）齿形堰齿深 mm（9）安装区宽度 mm（10）安定区宽度 mm（11）筛孔数 mm（12）筛板厚度 mm（13）稳定系数 mm（14）上弹性系数 mm（15）下弹性系数 mm塔板校核需要输

12、入的数据表3筛板塔预选参数（1）清液层高度 mm（2）最少停留时间秒塔板校核要求n 精馏段第一块板和最后一块板的结构完全相同；n 提馏段第一块板和最后一块板的结构完全相同；n 精馏段和提馏段塔板结构可以不同6、辅助设备计算精馏塔 精馏塔进料泵 进料泵 冷凝器 冷凝器 回流泵 回流泵 再沸器 再沸器 产品泵 产品泵进料预热器 进料预热器产品冷却器 产品冷却器 C101 C101 E102 E102 E103A,B E103A,B E104 E104 P102 P102 P101 P101 E101 E101 P101 P101 6、辅助设备计算n 6.1塔高的设计n 6.2换热器的设计及选型n

13、6.3泵的设计及选型n 6.4接管尺寸的设计n 6.5绘制流程图6.1塔高的设计n 裙座高度的设计 直接蒸汽加热 2-3 m 间接蒸汽加热 3-5 mn 塔顶第一块板距塔顶 0.5-1.0 mn 塔底最后一块板距塔底 1.0-1.5 mn 进料位置的板间距要适当放大 0.9 mn 实际塔设备中 每10块板要有一个人孔，此位置的板间距取 0.7-0.9 m6.2换热器的计算要求进料预热器进料预热器冷凝器冷凝器再沸器再沸器产品冷却器产品冷却器估算、选型估算、选型估算、选型估算、选型估算、选型估算、选型估算、选型估算、选型6.3 管道的计算n 进料管 n 塔顶升气管n 回流管n 塔釜气相回流管n 釜

14、液排出管已知流量估算流速求出d进行圆整选标准尺寸6.4 泵的选型离心泵的选用原则：离心泵的选用原则：根据被输送液体的性质和操作条件，初步确定 根据被输送液体的性质和操作条件，初步确定泵的系列 泵的系列 根据输送介质决定选用清水泵、油泵、耐腐蚀 根据输送介质决定选用清水泵、油泵、耐腐蚀泵、屏蔽泵等；泵、屏蔽泵等；根据流量大小选用单吸泵、双吸泵等；根据流量大小选用单吸泵、双吸泵等；根据扬程大小选单级泵、多级泵、或两泵串、根据扬程大小选单级泵、多级泵、或两泵串、并联等。并联等。6.5贮槽的设计n 原料贮罐5天量计n 高位槽1天三班计（8hr)n 中间槽（回流槽）20分钟计n 产品贮罐8hr画出原则流

15、程图（带控制点）1物料流程物料流程包括：(1)设备示意图 示意图大致依设备外形尺寸比例画出，标明设备的主要管口，适当考虑设备合理的相对位置；(2)设备流程号；(3)物料及动力(水、汽、真空、压缩机、冷冻盐水等)管线及流向箭头；(4)管线上的主要阀门、设备及管道的必要附件，如冷凝水排除器、管道过滤器、阻火器等；(5)必要的计量、控制仪表加流量计、液位计、压强表、真空表及其它测量仪表等；(6)简要的文字注释，如冷却水、加热蒸汽来源、热水及半成品去向等。画出原则流程图（带控制点）2图例 图例是将物料流程图中画出的有关管线、阀门、设备附件、计量一控制仪表等图形用文字予以说明。3图签 图签是写出图名、设

16、计单位、设计人员、制图人员、审核人员(签名)、图纸比例尺、图号等项内容的一份表格，其位置在流程图有下角。带控制点的工艺流程图一般是由工艺专业人员和自控专业人员合作绘制出来的。作为化工原理课程设计只要求能标绘出测量点位置即可。n 9、静夜四无邻，荒居旧业贫。5月-235月-23Monday,May 15,2023n 10、雨中黄叶树，灯下白头人。16:26:3616:26:3616:265/15/2023 4:26:36 PMn 11、以我独沈久，愧君相见频。5月-2316:26:3616:26May-2315-May-23n 12、故人江海别，几度隔山川。16:26:3616:26:3616:

17、26Monday,May 15,2023n 13、乍见翻疑梦，相悲各问年。5月-235月-2316:26:3616:26:36May 15,2023n 14、他乡生白发，旧国见青山。15 五月 20234:26:36 下午16:26:365月-23n 15、比不了得就不比，得不到的就不要。五月 234:26 下午5月-2316:26May 15,2023n 16、行动出成果，工作出财富。2023/5/15 16:26:3616:26:3615 May 2023n 17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。4:26:36 下午4:26 下午16:26:365月-23

18、n 9、没有失败，只有暂时停止成功！。5月-235月-23Monday,May 15,2023n 10、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。16:26:3616:26:3616:265/15/2023 4:26:36 PMn 11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。5月-2316:26:3616:26May-2315-May-23n 12、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。16:26:3616:26:3616:26Monday,May 15,2023n 13、不知香积寺，数里入云峰。5月-235月-2316:26:3616:26:36May 15,20

19、23n 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。15 五月 20234:26:36 下午16:26:365月-23n 15、楚塞三湘接，荆门九派通。五月 234:26 下午5月-2316:26May 15,2023n 16、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/5/15 16:26:3616:26:3615 May 2023n 17、空山新雨后，天气晚来秋。4:26:36 下午4:26 下午16:26:365月-23n 9、杨柳散和风，青山澹吾虑。5月-235月-23Monday,May 15,2023n 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。16:26:3616:26

20、:3616:265/15/2023 4:26:36 PMn 11、越是没有本领的就越加自命不凡。5月-2316:26:3616:26May-2315-May-23n 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。16:26:3616:26:3616:26Monday,May 15,2023n 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。5月-235月-2316:26:3616:26:36May 15,2023n 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。15 五月 20234:26:36 下午16:26:365月-23n 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。五月 234:26 下

21、午5月-2316:26May 15,2023n 16、业余生活要有意义，不要越轨。2023/5/15 16:26:3616:26:3615 May 2023n 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。4:26:36 下午4:26 下午16:26:365月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感 谢 您 的 下 载 观 看专家告诉