濱州學院課程設計任務書一、課題名稱甲醇——水分離過程板式精餾塔設計二、課題條件（原始數據）原料：甲醇、水溶液處理量：3200Kg/h原料組成：33%（甲醇的質量分率）料液初溫：20℃操作壓力、回流比、單板壓降：自選進料狀態：冷液體進料塔頂產品濃度：98%（質量分率）塔底釜液含甲醇含量不高于1%（質量分率）塔頂：全凝器塔釜：飽和蒸汽間接加熱塔板形式：篩板生產時間：300天/年，每天24h運行冷卻水溫度：20℃設備形式：篩板塔廠址：濱州市三、設計內容1、設計方案的選定2、精餾塔的物料衡算3、塔板數的確定4、精餾塔的工藝條件及有關物性數據的計算（加熱物料進出口溫度、密度、粘度、比熱、導熱系數）5、精餾塔塔體工藝尺寸的計算6、塔板主要工藝尺寸的計算7、塔板的流體力學驗算8、塔板負荷性能圖（精餾段）9、換熱器設計10、餾塔接管尺寸計算11、制生產工藝流程圖（帶控制點、機繪，A2圖紙）12、繪制板式精餾塔的總裝置圖（包括部分構件）（手繪，A1圖紙）13、撰寫課程設計說明書一份設計說明書的基本內容⑴課程設計任務書⑵課程設計成績評定表⑶中英文摘要⑷目錄⑸設計計算與說明⑹設計結果匯總⑺小結⑻參考文獻14、有關物性數據可查相關手冊15、注意事項⑴寫出詳細計算步驟，并注明選用數據的來源⑵每項設計結束后列出計算結果明細表⑶設計最終需裝訂成冊上交四、進度計劃（列出完成項目設計內容、繪圖等具體起始日期）1、設計動員，下達設計任務書0.5天2、收集資料，閱讀教材，擬定設計進度1-2天3、初步確定設計方案及設計計算內容5-6天4、繪制總裝置圖2-3天5、整理設計資料，撰寫設計說明書2天6、設計小結及答辯1天目錄TOC\o"1-3"\h\u5152摘要 115466緒論 220686第一章設計方案的選擇和論證 342361.1設計思路 344351.2設計方案的確定 367271.3設計步驟 429889第二章塔的工藝設計 4292472.1基礎物性數據 4195052.2精餾塔的物料衡算 670522.2.1原料液及塔頂、塔底產品的摩爾分數 6226792.2.2進料熱狀況q的確定 661582.2.3操作回流比R的確定 7199862.2.4求精餾塔的氣液相負荷 716002.2.5操作線方程 7268052.2.6用圖解法求理論塔板數 849352.2.7實際板數的求取 812652.3精餾塔的工藝條件及有關物性數據的計算 9261782.3.1進料溫度的計算 9163992.3.2操作壓強 959792.3.3平均摩爾質量的計算 1024432.3.4平均密度計算 1061912.3.5液體平均表面張力計算 1152132.3.6液體平均粘度計算 12246952.4精餾塔工藝尺寸的計算 12203342.4.1塔徑的計算 1223442.4.2精餾塔有效高度的計算 1417392.5塔板主要工藝尺寸的計算 1544482.5.1溢流裝置計算 1569952.6浮閥數目、浮閥排列及塔板布置 1691732.7塔板流體力學驗算 17278902.7.1計算氣相通過浮閥塔板的靜壓頭降 17104022.7.2淹塔 17132292.8精餾段塔板負荷性能圖 1937532.8.1霧沫夾帶線 1997352.8.2液泛線 19207132.8.3液相負荷上限線 20326422.8.4氣體負荷下限線（漏液線） 2080402.8.5液相負荷下限線 20205622.9小結 214271第三章輔助設備的計算 2119143.1精餾塔的附屬設備 21102153.1.1再沸器（蒸餾釜） 22294103.1.2塔頂回流全凝器 2374473.1.3原料貯罐TC"（3）原料貯罐"\fC 2433823.1.4泵的計算及選型 2420第四章塔附件設計 24285444.1接管 24215294.1.1進料 24114904.1.2回流管 25289814.1.3塔底出料管 25207054.1.4塔頂蒸氣出料管 2586724.1.5塔底進氣管 25156304.2除沫器 25262294.3裙座 26187204.4人孔 26218724.5塔總體高度的設計 26247614.5.1塔的頂部空間高度 2616924.5.2塔的底部空間高度 26298034.5.3塔立體高度 2610380設計結果匯總 286942致謝 2913308主要符號說明 3032471附錄 33摘要化工生產常需進行二元液相混合物的分離以達到提純或回收有用組分的目的餾是利用液體混合物中各組分揮發度的不同，并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝達到輕重組分分離目的的方法。精餾操作在化工、石油化工、輕工等工業生產中占有重要的地位。為此，掌握氣液相平衡關系，熟悉各種塔型的操作特性，對選擇、設計和分析分離過程中的各種參數是非常重要的。塔設備是化工、煉油生產中最重要的設備類型之一。本次設計的浮閥塔是化工生產中主要的氣液傳質設備。此設計針對二元物系的精餾問題進行分析、選取、計算、核算、繪圖等，是較完整的精餾設計過程，該設計方法被工程技術人員廣泛的采用。本設計書對甲醇和水的分離設備─浮閥精餾塔做了較詳細的敘述，主要包括：工藝計算，輔助設備計算,塔設備等的附圖。采用浮閥精餾塔，塔徑0.8米，按逐板計算理論板數為25。算得全塔效率為0.46。塔頂使用全凝器，部分回流。精餾段實際板數為14，提餾段實際板數為11。實際加料位置在第15塊板(從上往下數)，操作彈性為3.19通過板壓降、漏液、液泛、霧沫夾帶的流體力學驗算，均在安全操作范圍內。塔的附屬設備中，所有管線均采用無縫鋼管。再沸器采用臥式浮頭式換熱器。用160℃飽和蒸汽加熱，用20℃循水作冷凝劑。飽和蒸汽走管程，釜液走殼程。關鍵詞：甲醇--水、精餾、圖解法求理論塔板數、負荷性能圖緒論化工生產中常需進行液體混合物的分離以達到提純或回收有用組分的目的。互溶液體混合物的分離有多種方法，蒸餾及精餾是其中最常用的一種。蒸餾是分離均相混合物的單元操作之一，精餾是最常用的蒸餾方式，是組成化工生產過程的主要單元操作。為實現高純度的分離已成為蒸餾方法能否廣泛應用的核心問題，為此而提出了精餾過程。精餾的核心是回流，精餾操作的實質是塔底供熱產生蒸汽回流，塔頂冷凝造成液體回流。我們工科大學生應具有較高的綜合能力、解決實際生產問題的能力和創新的能力。課程設計是一次讓我們接觸并了解實際生產的大好機會，我們應充分利用這樣的機會去認真去對待。而新穎的設計思想、科學的設計方法和優秀的設計作品是我們所應堅持努力的方向和追求的目標。浮閥塔盤自20世紀50年代初期開發以來，由于制造方便及其性能上的優點，很多場合已取代了泡罩塔盤。這類塔盤的塔盤板開有閥孔，安置了能在適當范圍內上下浮動的閥片，其形狀有圓形、條形及方形等。由于浮閥與塔盤板之間的流通面積能隨氣體負荷的變動而自動調節，因而在較寬的氣體負荷范圍內，均能保持穩定操作。氣體在塔盤板上以水平方向吹出，氣液接觸時間長，霧沫夾帶量少，液面落差也較小。與泡罩塔盤相比，處理能力較大，壓力降較低，而塔板效率較高，缺點是閥孔易磨損，閥片易脫落。操作氣速不可能會很高，因為會產生嚴重的霧沫夾帶，這就限制了生產能力的進一步提高。具有代表性的浮閥塔有F1型（V1型）浮閥塔板、重盤式浮閥塔、盤式浮閥、條形浮閥及錐心形浮閥等。第一章設計方案的選擇和論證1.1設計思路在本次設計中，我們進行的是甲醇和水二元物系的精餾分離，簡單蒸餾和平衡蒸餾只能達到組分的部分增濃，如何利用兩組分的揮發度的差異實現高純度分離，是精餾塔的基本原理。實際上，蒸餾裝置包括精餾塔、原料預熱器、蒸餾釜、冷凝器、釜液冷卻器和產品冷卻器等設備。蒸餾過程按操作方式不同，分為連續蒸餾和間歇蒸餾，我們這次所用的就是浮閥式連續精餾塔。蒸餾是物料在塔內的多次部分汽化與多次部分冷凝所實現分離的。熱量自塔釜輸入，由冷凝器和冷卻器中的冷卻介質將余熱帶走。在此過程中，熱能利用率很低，有時后可以考慮將余熱再利用，在此就不敘述。要保持塔的穩定性，流程中除用泵直接送入塔原料。塔頂冷凝器可采用全凝器、分凝器-全能器連種不同的設置。在這里準備用全凝器，因為可以準確的控制回流比。此次設計是在常壓下操作。因為這次設計采用間接加熱，所以需要再沸器。回流比是精餾操作的重要工藝條件。選擇的原則是使設備和操作費用之和最低。在設計時要根據實際需要選定回流比。在此使用浮閥塔，浮閥塔塔板是在泡罩塔板和篩孔塔板的基礎上發展起來的，它吸收了兩者的優點，其突出優點是可以根據氣體的流量自行調節開度，這樣就可以避免過多的漏液。另外還具有結構簡單，造價低，制造方便，塔板開孔率大，生產能力大等優點。浮閥塔一直成為化工生中主要的傳質設備，其多用不銹鋼板或合金。近年來所研究開發出的新型浮閥進一步加強了流體的導向作用和氣體的分散作用，使氣液兩相的流動接觸更加有效，可顯著提高操作彈性和效率。從甲醇—水的相關物性中可看出它們可近似地看作理想物系。而且浮閥與塔盤板之間的流通面積能隨氣體負荷的變動而自動調節，因而在較寬的氣體負荷范圍內，均能保持穩定操作。氣體在塔盤板上以水平方向吹出，氣液接觸時間長，霧沫夾帶量少，液面落差也較小。1.2設計方案的確定總的原則是盡可能多地采用先進的技術，使生產達到技術先進、經濟合理的要求，符合優質、高產、安全、低能耗的原則，具體考慮以下幾點。⑴滿足工藝和操作的要求所設計出來的流程和設備能保證得到質量穩定的產品。由于工業上原料的濃度、溫度經常有變化，因此設計的流程與設備需要一定的操作彈性，可方便地進行流量和傳熱量的調節。設置必需的儀表并安裝在適宜部位，以便能通過這些儀表來觀測和控制生產過程。⑵滿足經濟上的要求要節省熱能和電能的消耗，減少設備與基建的費用，如合理利用塔頂和塔底的廢熱，既可節省蒸汽和冷卻介質的消耗，也能節省電的消耗。回流比對操作費用和設備費用均有很大的影響，因此必須選擇合適的回流比。冷卻水的節省也對操作費用和設備費用有影響，減少冷卻水用量，操作費用下降，但所需傳熱設備面積增加，設備費用增加。因此，設計時應全面考慮，力求總費用盡可能低一些。⑶保證生產安全生產中應防止物料的泄露，生產和使用易燃物料車間的電器均應為防爆產品。塔體大都安裝在室外，為能抵抗大自然的破壞，塔設備應具有一定剛度和強度。1.3設計步驟本次設計主要是針對甲醇和水二元液體混合物系的分離，由于分離要求非常高，因此選用精餾操作來實現該任務。根據對工業生產中各種常見板式塔的特點進行分析和設計任務的要求，本設計選用浮閥精餾塔。一般的精餾裝置包括精餾塔、再沸器、冷凝器、釜液冷卻器、產品冷卻器等設備。精餾的原理是多次部分汽化與多次部分冷凝，因此在設計和操作過程中，充分考慮熱量的利用是經濟生產的關鍵。一般情況下，熱量自塔釜輸入，由冷凝器和冷卻器中的冷卻介質將余熱帶走。在此過程中，熱能利用率很低，如何選用高效節能、投資低的節能工藝是設計的關鍵。具體設計步驟如圖所示：塔工藝尺寸計算工藝條件的確定及有關物性數據的計算負荷性能圖流體力學驗算塔工藝尺寸計算工藝條件的確定及有關物性數據的計算負荷性能圖流體力學驗算附屬設備及接管設計附屬設備及接管設計第二章塔的工藝設計2.1基礎物性數據（1）常壓下，甲醇—水的汽液平衡數據溫度液相中甲醇的摩爾分數x氣相中甲醇的摩爾分數y溫度液相中甲醇的摩爾分數x氣相中甲醇的摩爾分數y1000.00.075.30.400.72996.40.020.13473.10.500.77993.50.040.23471.20.600.82591.20.060.30469.30.700.87089.30..080.36567.60.800.91587.70.100.41866.00.900.95884.40.150.51765.00.950.97981.70.200.57964.51.01.078.00.300.665（2）常壓下，甲醇—水的比熱容數據溫度/℃60708090100甲醇/kJ/（kg℃）2.682.712.792.852.90水/kJ/（kg℃）4.1874.1784.1954.2084.220(3)飽和蒸汽壓PoAntoine方程ABC甲醇7.205871582.271239.726水17.42853816.44227.02（4）甲醇-水的液相密度溫度℃60708090100甲醇755745730725710水983.2977.8971.8965.3958.4（5）液體表面張力溫度℃60708090100甲醇1918.217.216.215.1水66.264.362.660.758.8（6）液體表面粘度溫度℃60708090100甲醇0.360.320.280.240.20水0.460.40610.35650.31650.2838（7）液體的汽化熱溫度℃60708090100甲醇11301120111510701020水2358.62334.02308.82283.222572.2精餾塔的物料衡算2.2.1原料液及塔頂、塔底產品的摩爾分數（1）甲醇的摩爾質量：水的摩爾質量：=(2)原料液及塔頂、塔底產品的平均摩爾質量：(3)物料衡算原料處理量：總物料衡算：即…………（1）易揮發組分物料衡算：即……（2）解得：D=9.31W=2.2.2進料熱狀況q的確定由文獻中甲醇——水混合液t-x-y圖可知，進料組成時，溶液的泡點為82℃，平均溫度=℃由文獻液體的比熱容查得：51℃水的比熱容為4.175kJ/（kg℃）甲醇用內插法求的：20℃2.48kJ/（kg℃）57.65℃2.65kJ/（kg℃）2.61kJ/（kg℃）故原料液的平均比熱容為kJ/（kg℃）用內插法計算操作條件下，甲醇和水的汽化熱由表7可知：設甲醇和水的汽化熱分別為X，YkJ/kg對于甲醇：解得：甲醇的汽化熱為1079.9kJ/kg同理：水的汽化熱為2303.2kJ/kg所以:kJ/kg所以:所以q線方程為：2.2.3操作回流比R的確定在圖上可知：=0.26=0.631所以，2.2.4求精餾塔的氣液相負荷2.2.5操作線方程精餾段操作線方程為：提餾段操作線方程為：2.2.6用圖解法求理論塔板數所以總理論板數為11塊（包括再沸器），第7塊板上進料。精餾段理論板數提餾段理論板數2.2.7實際板數的求取由甲醇與水不同溫度下的平衡組成作出其二元液相圖。由圖可知35對應的溫度為塔底度，查得為℃。塔頂的溫度為℃，這樣，平均塔溫為℃。由經驗式查式中，用內插法求算甲醇的粘度，設甲醇的粘度：X353.2K363.2KX=0.265查文獻在℃水的粘度：。加料液體的平均粘度：=取表中溫度下數據：可取96.4℃和65.0℃塔板效率：。精餾段實際板層數提餾段實際板層數所以精餾塔的總實際塔板數為:2.3精餾塔的工藝條件及有關物性數據的計算2.3.1進料溫度的計算查甲醇—水的氣液平衡數據文獻，可知℃℃℃精餾段平均溫度：提餾段平均溫度：2.3.2操作壓強塔頂壓強=101.33kPa進料板壓強：=113.23+140.5=108.3kPa塔底壓強：=精餾段平均操作壓力：提餾段平均操作壓力：2.3.3平均摩爾質量的計算精餾段平均溫度：液相組成X1:精餾段平均摩爾質量：提餾段平均溫度：提餾段平均摩爾質量:2.3.4平均密度計算（1）氣相平均密度計算理想氣體狀態方程計算，即精餾段氣相密度：提留段氣相密度：（2）液相平均密度計算當℃時,用內插法求得下列數據對于進料板：用內插法求得下列數據對于塔底：℃，查表1-4得精餾段平均密度：提餾段平均密度：2.3.5液體平均表面張力計算液相平均表面張力計算公式：塔頂：℃，用內插法得到塔板：℃，用內插法得到塔底：℃，用內插法得到精餾段平均表面張力：提留段平均表面張力：2.3.6液體平均粘度計算塔頂液相平均的黏度的計算由℃，用內插法求得：進料板液相平均黏度的計算由℃，用內插法求得：塔底液相平均黏度的計算：由℃，用內插法求得：所以2.4精餾塔工藝尺寸的計算2.4.1塔徑的計算精餾段氣液相體積流量為提餾段氣液體積流量(1)精餾段塔徑計算欲求塔徑應求出空塔氣速（安全系數）式中的C可有史密斯關聯圖文獻查出橫坐標的數值為取間距，取板上液層高度:=0.06m故查圖得到因物系表面張力=36.2644mN/m，故需校正取安全系數為，則空塔速度為塔徑:（2）提餾段塔徑計算取板間距板上液層高度則查文獻史密斯關聯圖得到0.059因物系表面張力取安全系數為，則空塔速度為塔徑按標準塔徑圓整為根據上述精餾段和提餾段塔徑的計算，可知全塔塔徑為塔截面積為以下的計算將以精餾段為例進行計算：實際空塔氣速為2.4.2精餾塔有效高度的計算精餾段有效高度為提餾段有效高度為在進料板上方開一人孔，其高度為。故精餾塔的有效高度為2.5塔板主要工藝尺寸的計算2.5.1溢流裝置計算因塔徑D=1.4可采用單溢流、弓形降液管、凹形受液盤及平直堰，不設進口堰。各項計算如下：（1）溢流堰長取堰長為0.7D，即（2）溢流堰堰高hw取板上清液層高度故（3）弓形降液管的寬度Wd和面積由，查文獻弓形降液管的寬度與面積圖得故依式驗算液體在降液管中停留時間，即故降液管設計合理。降液管底隙高度ho因為小塔徑，取降液管底隙高度h。=0.02857m故降液管底隙高度設計合理選用凹形受液盤，深度2.6浮閥數目、浮閥排列及塔板布置（1）塔板的分塊本設計塔徑為，因，故塔板采用整塊式。（2）邊緣區寬度確定取。（3）開孔區面積計算其中：故（4）浮閥數計算及其排列預先選取閥孔動能因子,由F。=可求閥孔氣速，即閥空直徑由所選浮閥型號決定，常用的F1型浮閥的閥空直徑為39mm。每層塔板上浮閥個數為浮閥的排列，考慮到各分塊的支承與銜接要占去一部分鼓泡區面積，閥孔排列采用等腰三角形叉排方式。現按（底邊長）的等腰三角形叉排方式排列，則設計條件下的閥孔氣速為閥孔動能因數為所以，閥孔動能因子變化不大，仍在9-12的合理范圍內，故此閥孔實排數適用。開孔率。此開孔率在10%-14%范圍內，符合要求。所以這樣開孔是合理的。2.7塔板流體力學驗算2.7.1計算氣相通過浮閥塔板的靜壓頭降每層塔板靜壓頭降可按式計算。(1)干板阻力因，可用(2)板上充氣液層阻力本設備分離的甲醇和水混合液，即液相為碳氫化合物，可取充氣系數，已知板上液層高度所以依式(3)計算液體表面張力所造成的阻力由于采用浮閥塔板，克服鼓泡時液體表面張力的阻力很小，所以可忽略不計。因此，氣流經一層，浮閥塔板的壓降所相當的液柱高度為換算成單板壓降(設計允許值)2.7.2淹塔為了防止淹塔現象的發生，要控制降液管中清液層高度可用計算(1)氣體通過塔板的壓強降相當的液柱高度前面已經算出(2)液體通過降液管的壓頭損失因不設進口堰，所以可用式板上液層高度前面已經選定液層高度為=0.06m這樣校正系數，選定板間距,從而可知，符合防止液泛的要求。2.7.3計算霧沫夾帶量（1）霧沫夾帶量判斷霧沫夾帶量是否在小于10%的合理范圍內，是通過計算泛點率來完成的。泛點率的計算時間可用式：塔板上液體流程長度塔板上液流面積甲醇和水混合液可按正常物系處理，按文獻表取物性系數K值，K=1.0,又由文獻查的泛點負荷因數,將以上數值分別代入上式，得泛點率F1為為避免霧沫夾帶過量，對于0.9m以下的塔，泛點需控制在70%以下。從以上計算的結果可知，其泛點率低于70%，所以霧沫夾帶量能滿足的要求。（2）嚴重漏液校核當閥孔的動能因數低于5時將會發生嚴重漏液，前面已計算，可見不會發生嚴重漏液。2.8精餾段塔板負荷性能圖2.8.1霧沫夾帶線對于甲醇—水物系和已設計出塔板結構，霧沫夾帶線可根據霧沫夾帶量的上限值所對應的泛點率F1(亦為上限值),利用式泛點率，依上式有整理后得即此式便為霧沫夾帶的上限線方程，對應一條直線。所以在操作范圍內任取兩個值便可依式算出相應的。利用兩點確定一條直線，便可在負荷性能圖中得到霧沫夾帶的上限線。0.00100.00701.003930.88432.8.2液泛線聯立，，即由此式確定液泛線，忽略式中的項N=52，o整理得：即為液泛線的方程表達式，在操作范圍內任取若干個Ls值，算出相應的Vs0.0010.0030.0050.0071.06170.94830.81110.6184用上述坐標點便可在負荷性能圖中繪出液泛線。2.8.3液相負荷上限線為了使降液管中液體所夾帶的氣泡有足夠時間分離出，液體在降液管中停留時間不應小于3～5s。液體在降液管內停留時間。取為液體在降液管中停留時間的下限，所對應的則為液體的最大流量,即液相負荷上限，于是可得所得到的液相上限線是一條與氣相負荷性能無關的豎直線。2.8.4氣體負荷下限線（漏液線）對于F1型重閥，因<5時，會發生嚴重漏液，故取計算相應的氣相流量2.8.5液相負荷下限線取堰上液層高度作為液相負荷下限條件，作出液相負荷下限線，該線為與氣相流量無關的豎直線。，代入的值則可求出，按上式作出的液相負荷下限線是一條與氣相流量無關的豎直線.所的負荷性能圖如下：(5)(3)(4)(2)(1)(5)(3)(4)(2)(1)2.9小結1.板負荷性能圖中可看出，按生產任務規定的氣相和液相流量所得到的操作點在適宜操作區的適中位置，說明塔板設計合理。2.液泛線在霧沫夾帶線的上方，所以塔板的氣相負荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液線控制。3.定的液氣比，從負荷性能圖中可查得氣相負荷上限=0.99m3/s,氣相負荷下限≤0.31m3/s，所以可得塔板的這一操作彈性在合理的范圍(2.5～4.5)之內，由此也可表明塔板設計是合理的.第三章輔助設備的計算3.1精餾塔的附屬設備甲醇—水的蒸發潛熱與臨界溫度物質沸點0C蒸發潛熱KJ/Kg臨界溫度TC/K甲醇64.71101512.6水1002258647.33.1.1再沸器（蒸餾釜）該設備是用于加熱塔底料液合之部分氣化提供蒸餾過程所需要的熱量的熱交換設備。0C甲醇的汽化熱：=水的汽化熱:=℃選擇因此選擇列管式換熱器，管子型號：252.5名稱公稱直徑mm公稱壓強管程數管子總根數規格4001600298名稱中心排管數管程流通面積計算換熱面積換熱管長度規格120.076048.82000再沸器的裕度：45.4/41.685=1.0893.1.2塔頂回流全凝器甲醇的汽化熱：=水的汽化熱：=℃選因此可選擇列管式換熱器，規格如下：名稱公稱直徑mm公稱壓強管程數管子總根數規格6002502232名稱中心排管數管程流通面積計算換熱面積換熱管長度規格160.0364523000全凝器的裕度：52/39.2468=1.32493.1.3原料貯罐TC"（3）原料貯罐"\fC設計原料的儲存利用時間為3天，平均溫度為20，則：=918.66㎏/設安全系數為0.8則：3.1.4泵的計算及選型①進料泵的選型：因此選擇泵的型號即可滿足要求:型號IS50-32-125流量7.5揚程22m轉速軸功率0.96kW電機功率2.2kW效率47%氣蝕余量2.0m質量（泵/泵座）/㎏32/46結構形式單級懸臂第四章塔附件設計4.1接管4.1.1進料進料管的結構類型很多，有直管進料管、T型進料管、彎管進料管。本設計采用直管進料管，管徑計算如下：取，管子型號：27×2㎜4.1.2回流管采用直管回流管，取。，管子尺寸：25×24.1.3塔底出料管取，直管出料管子型號：27×24.1.4塔頂蒸氣出料管直管出氣，取出口氣速。管子型號：203×34.1.5塔底進氣管采用直管取氣速，則管子型號：180×2.5。4.2除沫器在空塔氣速較大，塔頂帶液現象嚴重，以及工藝過程中不許出塔氣速夾帶霧滴的情況下，設置除沫器，以減少液體夾帶損失，確保氣體純度，保證后續設備的正常操作。本設計采用絲網除沫器，其具有比表面積大、質量輕、空隙大及使用方便等優點。設計氣速選取：除沫器直徑：4.3裙座塔底常用裙座支撐，裙座的結構性能好，連接處產生的局部阻力小，所以它是塔設備的主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。由于裙座內徑,故裙座壁厚取12mm。基礎環內徑：基礎環外徑：經圓整后裙座取，；基礎環厚度考慮到腐蝕余量去1.0m；考慮到再沸器，裙座高度取2.0m。4.4人孔人孔是安裝或檢修人員進出塔的唯一通道，人孔的設置應便于人進出任何一層塔板。由于設置人孔處塔間距離大，且人孔設備過多會使制造時塔體的彎曲度難以達到要求，一般每隔10——20塊板才設一個孔，本塔中共25塊板，需設置2個人孔，每個人孔直徑為450mm。4.5塔總體高度的設計4.5.1塔的頂部空間高度塔的頂部空間高度是指塔頂第一層塔盤到塔頂封頭的直線距離，取除沫器到第一塊板的距離為600mm，塔頂部空間高度為1200mm。4.5.2塔的底部空間高度塔的底部空間高度是指塔底最末一層塔盤到塔底下封頭切線的距離，釜液停留時間取5min。=4.5.3塔立體高度m設計結果匯總項目內容數值或說明備注塔徑D/m0.8板間距HT/m0.35塔板形式單溢流弓形降液管整塊式塔板空塔氣速U/(m/s)1.2058堰長/m0.56板上液層高度/m0.06降液管底隙高度h0/m0.02857浮閥數N/個52等邊三角形叉排閥孔氣速U0/(m/s)9.7587臨界閥孔氣速U0c(m/s)1.2059閥孔動能因數F09.9558孔心距t/m0.078同一橫排的孔心距排間距h/m0.068相鄰兩橫排中心線距離單板壓降ΔP/Pa527.56液體降液管內停留時間τ/s42.59降液管內清液層高度/m0.0006泛點率(%)61.83氣相負荷上限/(m3/s)0.0032霧沫夾帶控制氣相負荷下限/(m3/s)0.3044漏液控制操作彈性3.19致謝經過近三周的時間，通過查閱文獻、資料、計算數據，化工原理課程設計的基本工作已經完成，并得出了可行的設計方案。課程設計是對以往學過的知識加以檢驗，并且是對自己綜合能力的體現，通過查資料和文獻，自己受益匪淺，我們應該在校好好的利用圖書館資源，把時間應用到多看書，多學習一些專業相關的知識，課程設計能夠培養理論聯系實際的能力，尤其是這次精餾塔設計更加深入了對化工生產過程的理解和認識，使我們所學的知識不局限于書本，并鍛煉了我們的邏輯思維能力，同時也讓我深深地感受到工程設計的復雜性以及我了解的知識的狹隘性。設計過程中培養了我的自學能力，設計中的許多知識都需要查閱資料和文獻，并要求加以歸納、整理和總結。通過自學及老師的指導，不僅鞏固了所學的化工原理知識，更極大地拓寬了我的知識面，讓我更加認識到實際化工生產過程和理論的聯系和差別，這對將來的畢業設計及工作無疑將起到重要的作用.在此次化工原理設計過程中，我的收獲很大，感觸也很深，在動手開始之前一定要提前問清老師的設計題目的相關要求，發揮自己的主觀能動性，設計出最佳方案，才能更好地完成。同時通過這次課程設計，我深深地體會到與人討論的重要性，與人合作收獲最大，不僅可以節省很多時間，也可以保證自己的準確性。因為通過與同學或者是老師的交換看法很容易發現自