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武汉工程大学课程设计说明书

第5章 板式塔的结构

5.1塔体结构

5.1.1筒体

查文献筒体壁厚选6mm,材质无缝钢管,封头由公称直径1.8m,选用6mm的Q-235R钢板制作

5.1.2封头

本设计采用椭圆形封头,由公称直径DN=1800mm,查文献得曲面高度h=450mm,直边高度h2?25mm,

内表面积F=3.654 m,容积V=0.827m,选用封头Dg1800×6,JB

2

3

5.1.3塔顶空间

塔顶空间高度的作用是安装塔板和开人孔的需要,也使气体中的液滴自由沉降,减少塔顶出口气体中的液滴夹带,必要是还可节省破沫装置,其高度应大于板间距为(1.5-2.0)HT,因此塔塔径较大,HD可适当增大,故取HD=0.8m。

5.1.4塔釜

釜液体积流量为Ls m/s,取釜液在釜内的停留时间6min,装填系数取0.5,塔釜高h/塔釜直径D=1:2。

塔釜液量 LW?Ls?6?60m=2.2014m

3

3

3

塔釜体积 VW?LW/0.5 m=4.4028 m

3

3

VW??d24h??d24?0.5d??d38

d?(8VW/?) m=2.24 m 塔釜高度 h?0.5d?1.12 m

1/35.1.5人孔

一般每隔6~8层塔板设艺人孔(安装检修用),人孔处的板间距最小为600mm时,人孔直径一般为450~600mm,其伸出塔体的简体长200~250mm,人孔中心距操作平台为800~1200mm。本设计取

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5个人孔,每个直径为500mm,设置人孔板间距为500mm,伸出塔体筒体长为200mm,人孔中心距操作平台400mm。

5.1.6支座

提馏段的塔体采用裙座支撑,塔径为1.8m,圆筒形 基础环内径比值取0.9; 基础环内径:Dib?0.9Dis?1.4?1.8?1.62m;

基础环外径比值取1.1; 基础环外径:Dbo圆整后取Dib?1.1Dis?1.1?1.8?1.98m

?1700mm DOb?2000mm

无再沸器,裙座高度取2m。

5.1.7塔高

计算式为:H?(n?nF?np?1)HT?nFHF?nphp?HD?HB?H1?H2

?(33?1?5?1)?0.4?1?1?5?0.5?0.8?1.12?0.483?2?18.303m

圆整得, 塔高为19m

5.2塔板结构

本塔采用分块式塔板,分块式塔板的结构型式目前推荐采用自身梁及槽式塔板,它们具有结构简单,便于制造和安装,刚度好的优点。

塔盘上的板块,根据其效能和形状可分为矩形板,弓形板及通道板三种。矩形板和弓形板都带有翻边式的自身梁,梁和板构成一个整体。矩形板的一个长边有自身梁,另一长边无自身梁。弓形板的弦边做成自身梁,其长度与矩形板相同。通道板为无自身梁的一块平板,其上有把手,便于拆卸,在安装检修时为塔内的通道。

参考文献由于塔直径D=1200mm,需采用分块式塔板三块(其中两块弓形板,矩形板一块)。 表5.1 塔径与塔板分块数关系表

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第6章 精馏装置的附属设备

6.1回流冷凝器

由于塔顶温度为78.28℃,故其对应的泡点温度也是78.28℃,即:

塔顶气体: 78.28℃(饱和蒸汽)——78.28℃(饱和液体) 出料液温度:冷却水温度变化:20℃----36℃

MD?xAMA?(1?xA)MB?41.11kg/kmol (6.1)

汽化热: rA?1123.4kJ/kg

rb?2348.6kJ/kg

xa?0.8252

r?xArA?(1?xA)rB?1337.23kJ/kg (6.2) 传热量:

qm?VMD??R?1?DMD?19500kg/h

Q?rqm?2.61?107kJ/h (6.3)

传热推动力:

?tm=?t1??t258.28-42.28==49.84oC (6.4) ?t158.28ln?t2ln42.282

查文献冷热流体间壁换热时的总传热系数为500-800K(W?m?℃)。由于是低黏度有机物和 水的混合液,取总传热系数K?700W/m2g℃,则传热面积:

A?Q?208m2 (6.5)

K?tm 依此查文献可选用型号的基本参数:公称直径800mm,公称压力0.60MPa,管程数N=1,管子根数797,中心排管数31,管程流通面积0.1408m,换热管长度4500mm。

26.2原料预热器

原料预热温度:20°C——80.14°C(泡点温度)

采用0.198MPa的过热蒸气加热,此时过热蒸气的温度为120℃。

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平均温度:t?20?80.14?50.07℃ 2平均温度下查文献得CPA?2.8kJ/kg?K;

CPB?4.3kJ/kg?K; XF?0.281

则:CP?xFCPA?(1?xF)CPB?3.879kJ/kg? K (6.6)

查文献得冷热流体间壁换热时的总传热系数为500-800K(W?m?℃),取总传热系数: k?800W/m?℃

qF?VMF?14755.77kg/h

?tm=

qFCP?t?KA?tm (6.7) 解得换热面积A?14.8m

依此查文献可选用型号的基本参数:公称直径325mm,公称压力1.60MPa,管程数N=2,管子根数88,中心排管数10,管程流通面积0.0078m,换热管长度3000mm。

2222

?t1??t2100?(120?80.14)??67.120C ?t1100ln?t2ln120?80.14

6.3原料泵

列出液体进口和出口两截面?(1.05~1.2)(?z??p/(?g)??u/(2g)?算方程,以求所需压头H。

2?Hf1?2)的机械能衡

H?(1.05~1.2)He 由于存在误差,取

据操作条件,?p?14.5KPa,?????u?0,??????z?HF?11?0.35?3.85m

u=2m/s, d=0.054m

初步设计输送管路上安装有90标准弯头3个,闸阀2个,则

5Re?du?/??0.054?2.03?794.93/(0.664?10?3)?1.31?10(湍流),取管壁绝对粗糙度

ο

??0.25mm?????????/d?0.25/54?0.0046,λ=0.028得有关管件的局部阻力系数分别是:90ο标

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