課程設(shè)計(jì)---苯-氯苯精餾塔的工藝設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　化工原理設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)題目: 苯-氯苯精餾塔的工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1）進(jìn)精餾塔的原料液中含氯苯為30%（質(zhì)量百分比，下同），其余為苯。</p><p>　　2）塔頂餾出液中含氯

2、苯不高于2%。</p><p>　　3）生產(chǎn)能力為日產(chǎn)純度為99.8%的氯苯Z噸產(chǎn)品。年工作日330天，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。 （設(shè)計(jì)任務(wù)量為55萬噸/年）</p><p><b>　　三、操作條件</b></p><p>　　1.塔頂壓強(qiáng)4kPa（表壓）；</p><p>　　2.進(jìn)料熱狀況，自選；</p>

3、<p><b>　　3.回流比，自選；</b></p><p>　　4.塔釜加熱蒸汽壓力506kPa；</p><p>　　5.單板壓降不大于0.7kPa；</p><p>　　6. 設(shè)備型式：自選</p><p><b>　　7．廠址 唐山地區(qū)</b></p><

4、p><b>　　四、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　1.設(shè)計(jì)方案的確定及工藝流程的說明；</p><p><b>　　2.塔的工藝計(jì)算；</b></p><p>　　3.塔板流體力學(xué)計(jì)算；</p><p>　　4.塔附件設(shè)計(jì)計(jì)算；</p><p>　　5.塔總體高

5、度設(shè)計(jì)；</p><p>　　6. 輔助設(shè)備的選型與計(jì)算；</p><p>　　7.塔的機(jī)械強(qiáng)度校核；</p><p>　　8.設(shè)計(jì)結(jié)果列表或設(shè)計(jì)一覽表；</p><p><b>　　9.精餾塔的裝配圖</b></p><p>　　10.對設(shè)計(jì)結(jié)果的自我評價(jià)總結(jié)與說明</p><

6、;p>　　11.設(shè)計(jì)說明書一份</p><p><b>　　五、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</b></p><p>　　1.組分的飽和蒸汽壓（mmHg）</p><p>　　2.組分的液相密度（kg/m3）</p><p>　　純組分在任何溫度下的密度可由下式計(jì)算</p><p><b>　　苯

7、 </b></p><p><b>　　氯苯 </b></p><p>　　式中的t為溫度，℃。</p><p>　　3.組分的表面張力（mN/m）</p><p>　　雙組分混合液體的表面張力可按下式計(jì)算：</p><p>　　（為A、B組分的摩爾分率）</

8、p><p><b>　　4.氯苯的汽化潛熱</b></p><p>　　常壓沸點(diǎn)下的汽化潛熱為35.3×103kJ/kmol。</p><p>　　純組分的汽化潛熱與溫度的關(guān)系可用下式表示：</p><p>　?。缺降呐R界溫度：）</p><p>　　5.其他物性數(shù)據(jù)可查化工原理附錄。&l

9、t;/p><p>　　苯-氯苯板式精餾塔的工藝計(jì)算書（精餾段部分）</p><p>　　一、精餾塔的物料衡算</p><p>　　1.料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品含苯的摩爾分率</p><p>　　苯和氯苯的相對摩爾質(zhì)量分別為78和112.5 kg/kmol。</p><p><b>　　平均摩爾質(zhì)量</b>&l

10、t;/p><p><b>　　2.物料衡算</b></p><p>　　依題給條件：一年以330天，一天以24小時(shí)計(jì)，因有：</p><p><b>　　則</b></p><p>　　對全塔做物料衡算有：</p><p><b>　　得:</b></

11、p><p><b>　　二、塔板數(shù)的確定</b></p><p>　　1.理論塔板數(shù)的求取</p><p>　　苯-氯苯物系屬于理想物系，可采用梯級圖解法（M·T法）求取，步驟如下：</p><p>　　1).根據(jù)苯-氯苯的相平衡數(shù)據(jù)，利用泡點(diǎn)方程和露點(diǎn)方程求取</p><p>　　依據(jù)，，

12、將所得計(jì)算結(jié)果列表如下：</p><p>　　本題中，由于塔內(nèi)壓力接近常壓（實(shí)際上略高于常壓），而表中所給為常壓下的相平衡數(shù)據(jù)，因?yàn)椴僮鲏毫ζx常壓很小，所以其對平衡關(guān)系的影響完全可以忽略。</p><p>　　2).確定操作的回流比R</p><p>　　將1).表中數(shù)據(jù)作圖繪出曲線及曲線。采用泡點(diǎn)進(jìn)料,則。在圖上，因，查得，而，。故有：</p>&

13、lt;p>　　考慮到精餾段操作線離平衡線較近，故取實(shí)際操作的回流比為最小回流比的2倍，即：</p><p><b>　　3）.求理論塔板數(shù)</b></p><p><b>　　精餾段操作線：</b></p><p>　　提餾段操作線為過和兩點(diǎn)的直線。</p><p>　　圖解得塊（不含釜）。其

14、中，精餾段塊，提餾段塊，第4塊為加料板位置。</p><p><b>　　圖及見附圖</b></p><p><b>　　2．實(shí)際塔板數(shù)</b></p><p>　　（近似取兩段效率相同）</p><p><b>　　精餾段：塊，取塊</b></p><p&

15、gt;<b>　　提餾段：塊，取塊</b></p><p><b>　　總塔板數(shù)塊。</b></p><p>　　三、塔的精餾段操作工藝條件及相關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算</p><p><b>　?。ㄒ唬┢骄鶋簭?qiáng)</b></p><p>　　取每層塔板壓降為0.7kPa計(jì)算。</

16、p><p><b>　　塔頂：</b></p><p><b>　　加料板：</b></p><p><b>　　平均壓強(qiáng)</b></p><p><b>　　（二）平均溫度</b></p><p>　　查溫度組成圖()得：塔頂為81.

17、2℃，加料板為86.2℃。</p><p>　　精餾段平均溫度 ℃</p><p><b>　?。ㄈ┢骄肿恿?lt;/b></p><p>　　塔頂： ，（查相平衡圖）</p><p>　　加料板：，（查相平衡圖）</p><p><b>　　精餾段：</b></p&

18、gt;<p><b>　?。ㄋ模┢骄芏?lt;/b></p><p><b>　　1.液相平均密度</b></p><p><b>　　塔頂：</b></p><p>　　液相平均密度依下式計(jì)算 </p><p><b>　　進(jìn)料板：</b>&

19、lt;/p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　2.汽相平均密度</b></p><p>　　（五）液體的平均表面張力</p><p>　　液體的平均表面張力計(jì)算公式 </p><p><b>　　塔頂： 查圖得 </b>&

20、lt;/p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　進(jìn)料板： 查圖得 </b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　精餾段：</b></p><p>　?。┮后w的平均粘度</

21、p><p>　　塔頂：查化工原理附錄液體黏度共線圖，</p><p>　　在81.2℃下有： </p><p>　　加料板： 查共線圖得 </p><p><b>　　精餾段：</b></p><p>　　四、精餾段的汽液負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　由于進(jìn)料量較大，

22、可采用兩塔并聯(lián)操作。則</p><p><b>　　汽相摩爾流率</b></p><p><b>　　汽相體積流量</b></p><p><b>　　汽相體積流量</b></p><p><b>　　液相回流摩爾流率</b></p><

23、;p><b>　　液相體積流量</b></p><p><b>　　液相體積流量</b></p><p>　　五、塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算</p><p><b>　?。ㄒ唬┧?lt;/b></p><p>　　1.初選塔板間距及板上液層高度，則：</p>

24、<p>　　2.按Smith法求取允許的空塔氣速（即泛點(diǎn)氣速）</p><p>　　查Smith通用關(guān)聯(lián)圖得</p><p><b>　　負(fù)荷因子</b></p><p><b>　　泛點(diǎn)氣速：</b></p><p><b>　　m/s</b></p>

25、<p><b>　　3.操作氣速</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　4.精餾段的塔徑</b></p><p>　　圓整取，此時(shí)的操作氣速。</p><p>　?。ǘ┧骞に嚱Y(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p>&l

26、t;p><b>　　1.溢流裝置</b></p><p>　　采用單溢流型的平頂弓形溢流堰、弓形降液管、平形受液盤。</p><p>　　（1）溢流堰長（出口堰長）</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　堰上溢流強(qiáng)度，</b></p&g

27、t;<p>　　滿足篩板塔的堰上溢流強(qiáng)度要求。</p><p><b>　?。?）出口堰高</b></p><p><b>　　對平直堰</b></p><p><b>　　取，于是：</b></p><p><b>　?。M足要求）</b>

28、</p><p>　?。?）弓形降液管的寬度和降液管的面積</p><p><b>　　由，查圖得，即：</b></p><p><b>　　，，。</b></p><p>　　液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間</p><p><b>　?。M足要求）</b>&

29、lt;/p><p>　?。?）降液管的底隙高度</p><p>　?。ú灰诵∮?.02~0.025m，本結(jié)果滿足要求）</p><p><b>　　2.塔板布置</b></p><p>　?。?）邊緣區(qū)寬度與安定區(qū)寬度</p><p><b>　　邊緣區(qū)寬度： </b></

30、p><p>　　安定區(qū)寬度：規(guī)定m時(shí)mm；m時(shí)mm；</p><p>　　本設(shè)計(jì)取mm，mm。</p><p><b>　?。?）開孔區(qū)面積</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　3.開孔數(shù)和開孔率</b></

31、p><p>　　取篩孔的孔徑，正三角形排列，篩板采用碳鋼，其厚度，且取。故孔心距。</p><p>　　每層塔板的開孔數(shù)（孔）</p><p>　　每層塔板的開孔率（應(yīng)在5~15%，故滿足要求）</p><p><b>　　每層塔板的開孔面積</b></p><p><b>　　氣體通過篩孔

32、的孔速</b></p><p><b>　　4.精餾段的塔高</b></p><p>　　六、塔板上的流體力學(xué)驗(yàn)算</p><p>　?。ㄒ唬怏w通過篩板壓降和的驗(yàn)算</p><p>　　1.氣體通過干板的壓降</p><p>　　式中孔流系數(shù)查圖得出，。</p><

33、;p>　　2.氣體通過板上液層的壓降</p><p>　　式中充氣系數(shù)查圖得：</p><p>　　氣體通過有效流通截面積的氣速，對單流型塔板有：</p><p>　　3.氣體克服液體表面張力產(chǎn)生的壓降</p><p>　　4.氣體通過篩板的壓降（單板壓降）和</p><p><b>　?。M足工藝要求

34、）</b></p><p>　?。ǘ╈F沫夾帶量的驗(yàn)算</p><p>　　式中：，驗(yàn)算結(jié)果表明不會(huì)產(chǎn)生過量的霧沫夾帶。</p><p><b>　?。ㄈ┞┮旱尿?yàn)算</b></p><p><b>　　漏液點(diǎn)的氣速</b></p><p>　　篩板的穩(wěn)定性系數(shù)（

35、不會(huì)產(chǎn)生過量液漏）</p><p><b>　?。ㄋ模┮悍旱尿?yàn)算</b></p><p>　　為防止降液管發(fā)生液泛，應(yīng)使降液管中的清液層高度</p><p>　　成立，故不會(huì)產(chǎn)生液泛。</p><p><b>　　七、塔板負(fù)荷性能圖</b></p><p>　?。ㄒ唬╈F沫夾帶

36、線（1）</p><p>　　以液/kg氣為限，求關(guān)系如下：</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　將已知數(shù)據(jù)代入式（1）</p><p><b>　?。?-1）</b></p&

37、gt;<p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，依式（1-1）算出對應(yīng)的值列于下表：</p><p>　　依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出霧沫夾帶線（1）</p><p><b>　?。ǘ┮悍壕€（2）</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，依上

38、式算出對應(yīng)的值列于下表：</p><p>　　依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出液泛線（2）</p><p>　?。ㄈ┮合嘭?fù)荷上限線（3）</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　?。ㄋ模┞┮壕€（4）<

39、/b></p><p><b>　　漏液點(diǎn)氣速</b></p><p><b>　　，整理得：</b></p><p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，依上式算出對應(yīng)的值列于下表：</p><p>　　依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出漏液線（4）</p><p>　?。ㄎ澹┮合嘭?fù)荷下限線

40、（5）</p><p>　　取平堰堰上液層高度m作為液相負(fù)荷下限條件，。</p><p><b>　　操作氣液比 </b></p><p>　　依據(jù)附表及式（3）、（4）、（5）可分別做出塔板負(fù)荷性能圖上的（1）、（2）、（3）、（4）及（5）共五條線，見附圖3。</p><p>　　由塔板負(fù)荷性能圖可以看出：<

41、/p><p>　　①任務(wù)規(guī)定的氣、液負(fù)荷下的操作點(diǎn)P（設(shè)計(jì)點(diǎn)），處于適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置。</p><p>　?、谒宓臍庀嘭?fù)荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制。</p><p>　　③按照固定的液氣比，由圖中可以查出塔板的氣相負(fù)荷上限，氣相負(fù)荷下限</p><p>　　操作彈性定義為操作線與界限曲線交點(diǎn)的氣相最大負(fù)荷與氣相允許最小負(fù)荷之

42、比，即：</p><p><b>　　操作彈性=</b></p><p>　　塔的提餾段操作工藝設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　一、提餾段的物性及狀態(tài)參數(shù)</p><p><b>　?。ㄒ唬┢骄鶋簭?qiáng)</b></p><p>　　取每層塔板壓降為0.7kPa計(jì)算。</p&g

43、t;<p><b>　　進(jìn)料板：</b></p><p><b>　　塔底：</b></p><p><b>　　平均壓強(qiáng)</b></p><p><b>　?。ǘ┢骄鶞囟?lt;/b></p><p>　　查溫度組成圖得：加料板為86.2℃，塔

44、底為131.8℃。</p><p><b>　　℃</b></p><p><b>　?。ㄈ┢骄肿恿?lt;/b></p><p>　　加料板：，（查相平衡圖）</p><p>　　塔底： ，。（查相平衡圖）</p><p><b>　　提餾段：</b>

45、</p><p><b>　?。ㄋ模┢骄芏?lt;/b></p><p><b>　　1.液相平均密度</b></p><p><b>　　進(jìn)料板：</b></p><p><b>　　塔底：</b></p><p><b>

46、　　提餾段：</b></p><p><b>　　2.汽相平均密度</b></p><p>　?。ㄎ澹┮后w的平均表面張力</p><p><b>　　進(jìn)料板：℃ </b></p><p><b>　　塔底：℃ ；</b></p><p>&

47、lt;b>　　精餾段：</b></p><p>　?。┮后w的平均粘度</p><p>　　塔頂：查化工原理附錄11有：</p><p><b>　　加料板： </b></p><p><b>　　塔 底：℃ </b></p><p><b>

48、;　　提餾段：</b></p><p>　　二、提餾段的汽液負(fù)荷計(jì)算</p><p><b>　　汽相摩爾流率</b></p><p><b>　　汽相體積流量</b></p><p><b>　　汽相體積流量</b></p><p><

49、;b>　　液相回流摩爾流率</b></p><p><b>　　液相體積流量</b></p><p><b>　　液相體積流量</b></p><p>　　三、塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算</p><p><b>　?。ㄒ唬┧?lt;/b></p>

50、<p>　　1.初選塔板間距及板上液層高度，則：</p><p>　　2.按Smith法求取允許的空塔氣速（即泛點(diǎn)氣速）</p><p>　　查Smith通用關(guān)聯(lián)圖得</p><p><b>　　負(fù)荷因子</b></p><p><b>　　泛點(diǎn)氣速：</b></p>&l

51、t;p><b>　　m/s</b></p><p><b>　　3.操作氣速</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　4.提餾段的塔徑</b></p><p>　　為加工方便，圓整取，即上下塔段直徑保持一致，此時(shí)提

52、餾段的操作氣速。</p><p>　?。ǘ┧骞に嚱Y(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b>　　1.溢流裝置</b></p><p>　　采用單溢流型的平頂弓形溢流堰、弓形降液管、平形受液盤。</p><p>　?。?）溢流堰長（出口堰長）</p><p><b>　　取</

53、b></p><p>　　堰上溢流強(qiáng)度，滿足篩板塔的堰上溢流強(qiáng)度要求。</p><p><b>　　（2）出口堰高</b></p><p><b>　　對平直堰</b></p><p><b>　?。M足要求）</b></p><p>　?。?）降

54、液管的寬度和降液管的面積</p><p><b>　　由，查圖得，即：</b></p><p><b>　　，，。</b></p><p>　　液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間</p><p><b>　　（滿足要求）</b></p><p>　?。?）降液管的

55、底隙高度</p><p>　?。ú灰诵∮?.02~0.025m，本結(jié)果滿足要求）</p><p><b>　　2.塔板布置</b></p><p>　?。?）邊緣區(qū)寬度與安定區(qū)寬度</p><p>　　與精餾段同，即mm，mm。</p><p>　　開孔區(qū)面積與精餾段同，即</p>

56、<p><b>　　3.開孔數(shù)和開孔率</b></p><p><b>　　亦與精餾段同，即孔</b></p><p>　　每層塔板的開孔率（應(yīng)在5~15%，故滿足要求）</p><p><b>　　每層塔板的開孔面積</b></p><p><b>　　氣

57、體通過篩孔的孔速</b></p><p><b>　　4.提餾段的塔高</b></p><p>　　四、塔板上的流體力學(xué)驗(yàn)算</p><p>　?。ㄒ唬怏w通過篩板壓降和的驗(yàn)算</p><p>　　1.氣體通過干板的壓降</p><p>　　式中孔流系數(shù)查圖得出，。</p>

58、<p>　　2.氣體通過板上液層的壓降</p><p>　　氣體通過有效流通截面積的氣速，對單流型塔板有：</p><p>　　3.氣體克服液體表面張力產(chǎn)生的壓降</p><p>　　4.氣體通過篩板的壓降（單板壓降）和</p><p>　?。ǘ╈F沫夾帶量的驗(yàn)算</p><p>　　式中：，驗(yàn)算結(jié)果表明

59、不會(huì)產(chǎn)生過量的霧沫夾帶。</p><p><b>　?。ㄈ┞┮旱尿?yàn)算</b></p><p><b>　　漏液點(diǎn)的氣速</b></p><p>　　篩板的穩(wěn)定性系數(shù)（不會(huì)產(chǎn)生過量液漏）</p><p><b>　　（四）液泛的驗(yàn)算</b></p><p&g

60、t;　　為防止降液管發(fā)生液泛，應(yīng)使降液管中的清液層高度</p><p>　　成立，故不會(huì)產(chǎn)生液泛。</p><p>　　通過流體力學(xué)驗(yàn)算，可認(rèn)為精餾段塔徑及塔板各工藝結(jié)構(gòu)尺寸合適 </p><p><b>　　五、塔板負(fù)荷性能圖</b></p><p>　?。ㄒ唬╈F沫夾帶線（1）</p><p>

61、<b>　　（1）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　將已知數(shù)據(jù)代入式（1）</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，依式（1-1）算出對應(yīng)的值列于下表：</p><

62、p>　　依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出霧沫夾帶線（1）</p><p><b>　?。ǘ┮悍壕€（2）</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，依式（2-2）算出對應(yīng)的值列于下表：

63、</p><p>　　依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出液泛線（2）</p><p>　　（三）液相負(fù)荷上限線（3）</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　（四）漏液線（氣相負(fù)荷下限線）（4）</p><p><b>　　漏液點(diǎn)氣速</b></p>

64、<p><b>　　，整理得：</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，依式（4-4）算出對應(yīng)的值列于下表：</p><p>　　依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出漏液線（4）</p><p>　?。ㄎ澹┮合嘭?fù)荷下限線（5）</p>

65、<p>　　取平堰堰上液層高度m，。</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　操作氣液比 </b></p><p>　　依據(jù)附表及式（3）、（4）、（5）可分別做出塔板負(fù)荷性能圖上的（1）、（2）、（3）、（4）及（5）共五條線，見附圖4。</p><p

66、>　　由塔板負(fù)荷性能圖可以看出：</p><p>　?、偃蝿?wù)規(guī)定的氣、液負(fù)荷下的操作點(diǎn)R（設(shè)計(jì)點(diǎn)），處于適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置。</p><p>　　②塔板的氣相負(fù)荷上限由液泛控制，操作下限由漏液控制。</p><p>　?、郯凑展潭ǖ囊簹獗龋蓤D中可以查出塔板的氣相負(fù)荷上限，氣相負(fù)荷下限</p><p>　　操作彈性定義為操作線與界限

67、曲線交點(diǎn)的氣相最大負(fù)荷與氣相允許最小負(fù)荷之比，即：</p><p><b>　　操作彈性=</b></p><p>　　精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總一覽表</p><p>　　精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總一覽表</p><p>　　精餾塔的附屬設(shè)備與接管尺寸的計(jì)算</p><p>　?。ㄒ唬└綄僭O(shè)備的計(jì)算

68、</p><p><b>　　1..塔頂全凝器</b></p><p><b>　　苯的臨界溫度</b></p><p><b>　　當(dāng)時(shí)， </b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　由

69、于(1)</b></p><p><b>　　K—傳熱系數(shù)，</b></p><p>　　進(jìn)出口水的溫度為20到40 </p><p>　　由(1)式解得:傳熱面積 </p><p><b>　　2.塔釜再沸器</b></p><p><b>　　氯苯

70、的臨界溫度為 </b></p><p>　　常壓沸點(diǎn)下氯苯的汽化潛熱為 </p><p>　　常壓下氯苯的沸點(diǎn)溫度131.8，由得</p><p>　　因?yàn)轱柡鸵后w進(jìn)料，故。</p><p>　　水蒸氣的溫度由120~100</p><p><b>　　傳熱系數(shù)</b></p&g

71、t;<p><b>　　再沸器的傳熱面積：</b></p><p>　?。ǘ┙庸艹叽绲挠?jì)算</p><p>　　1.塔頂蒸汽出口管徑</p><p>　　依據(jù)流速選取，但塔頂蒸汽出口流速與塔內(nèi)操作壓力有關(guān)，常壓可取12~20m/s。</p><p>　　本設(shè)計(jì)取蒸汽流速為18m/s</p>

72、<p><b>　　取管徑為</b></p><p><b>　　2.回流液管徑</b></p><p>　　借重力回流，回流速度為0.5m/s</p><p><b>　　回流體積流率 </b></p><p><b>　　取管徑為</b>&l

73、t;/p><p><b>　　3.加料管徑</b></p><p>　　用泵輸送回流液時(shí)，流速可取1.5m/s。 </p><p><b>　　體積流率 </b></p><p><b>　　加料管徑為 </b></p><p><b>　　取進(jìn)

74、料管徑為 </b></p><p><b>　　4.料液排出管徑</b></p><p>　　塔釜液出塔的流速可取u=0.8m/s。</p><p><b>　　取釜液排出管徑為</b></p><p><b>　　5.飽和蒸汽管徑</b></p>&

75、lt;p>　　選蒸汽流速為30m/s </p><p><b>　　取飽和蒸汽管徑為</b></p><p><b>　?。ㄈ┧w結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　1．塔頂空間</b></p><p>　　塔頂空間之塔內(nèi)最上層塔板與塔頂?shù)拈g距，為利于出塔氣體的液

76、低沉降，其高度應(yīng)該大于板間距，所以塔頂空間距為</p><p><b>　　2．塔底空間</b></p><p>　　塔底高度選擇儲(chǔ)存液量停留3分鐘而定，塔底液面至最下層塔板之間要有1-2m的間距。取間距為1.5米。</p><p><b>　　又 </b></p><p>　　故塔底空間取2.5m

77、</p><p><b>　　3．人孔</b></p><p>　　對于的板式塔，為安裝、檢修的需要，需設(shè)計(jì)4個(gè)人孔。7~8層，14~15層，塔頂，塔底各設(shè)一個(gè)人孔。人孔處的板間距為</p><p><b>　　4．塔體總高度為：</b></p><p>　　H=(n-n-n-1)H+nH+nH+H

78、+H++</p><p>　　=(20-1-2-1)0.6+1+20.8+0.9+2.5+0.525+2.5=18.5m</p><p><b>　　—封頭高度，取</b></p><p><b>　　—裙座高度，取</b></p><p><b>　　4.塔板結(jié)構(gòu)</b>&l

79、t;/p><p>　　塔板按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，大致可分為整塊式和分塊式兩類塔板。本設(shè)計(jì)塔徑為2000mm，所以塔板分為5塊。</p><p>　　塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)及校核</p><p>　　一．塔體及封頭厚度的計(jì)算</p><p><b>　　1．塔體厚度的計(jì)算</b></p><p>　　取設(shè)計(jì)溫度 塔體

80、與封頭材料選用，</p><p><b>　　查表得， </b></p><p>　　厚度附加量C=2mm</p><p><b>　　本設(shè)計(jì)取</b></p><p><b>　　2．封頭厚度計(jì)算</b></p><p>　　采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭：<

81、;/p><p>　　厚度附加量C=2mm</p><p><b>　　本設(shè)計(jì)取</b></p><p><b>　　3．封頭的高度</b></p><p>　　查表得封頭的高度為H=525mm</p><p>　　二．塔設(shè)備質(zhì)量載荷計(jì)算</p><p>　

82、　筒體圓筒、封頭、裙座質(zhì)量m</p><p>　　查得D=2000mm,厚度10mm的圓筒質(zhì)量496kg/m</p><p>　　筒體質(zhì)量：m=496</p><p>　　封頭質(zhì)量：查表得封頭質(zhì)量m=346 m=346</p><p><b>　　裙座質(zhì)量：</b></p><p>　　m=

83、m+ m+ m=7638.4+692+1238.6=9569</p><p><b>　　2塔內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量</b></p><p>　　由表查的篩板塔盤65Kg/m </p><p><b>　　3保溫層質(zhì)量</b></p><p>　　由于不設(shè)保溫層，則保溫層質(zhì)量不計(jì)</p><

84、;p><b>　　4平臺(tái)、扶梯質(zhì)量</b></p><p>　　由表平臺(tái)質(zhì)量=150Kg/m 籠式扶梯質(zhì)量q=40Kg/m 籠式扶梯總高H=18m，平臺(tái)數(shù)量n=4 平臺(tái)寬度B=0.8m</p><p><b>　　5操作時(shí)物料質(zhì)量</b></p><p>　　塔釜液層高度 查表得</p><p

85、><b>　　6附件質(zhì)量</b></p><p>　　按經(jīng)驗(yàn)值去附件的質(zhì)量為</p><p>　　7充水質(zhì)量 </p><p><b>　　各種質(zhì)量載荷匯總</b></p><p>　　三．風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩的計(jì)算</p><p><b>　　風(fēng)載

86、荷計(jì)算示例</b></p><p>　　以2~3段為例計(jì)算風(fēng)載荷P </p><p><b>　　P</b></p><p>　　式中：-體系系數(shù)，對圓筒容器，=0.7</p><p>　　10m高處基本風(fēng)壓值，=350N/m，唐山地區(qū)</p><p>　　-風(fēng)壓高度變化系數(shù)，查表

87、得=1.00</p><p>　　-計(jì)算段長度，=7000mm</p><p>　　脈動(dòng)影響系數(shù)，查表得=0.72</p><p><b>　　由于</b></p><p>　　塔有效直徑。設(shè)籠式扶梯與塔頂管線成90，取以下a,b式中較大者：</p><p><b>　　a.</b

88、></p><p><b>　　b. </b></p><p>　　取400 mm, </p><p><b>　　a.</b></p><p>　　b. mm 取=2998.6mm </p><p><b>　　P=0.7</b>&l

89、t;/p><p>　　以上述方法計(jì)算出各段風(fēng)載荷，列于表中</p><p><b>　　風(fēng)彎矩的計(jì)算</b></p><p><b>　　截面0-0</b></p><p><b>　　=2.42N/mm</b></p><p><b>　　(2)

90、截面1-1</b></p><p>　　=1.931 N/mm</p><p><b>　　（2）截面2-2</b></p><p><b>　　四．地震彎矩的計(jì)算</b></p><p>　　取第一振型脈動(dòng)增大系數(shù)為=0.02</p><p><b>

91、　　則衰減指數(shù) </b></p><p>　　塔的總高度 =18500mm </p><p>　　全塔操作質(zhì)量=23856.15kg</p><p>　　重量加速度g=9.81m/s2</p><p><b>　　地震影響系數(shù)</b></p><p>　　由表查得（設(shè)防震烈度8級）&l

92、t;/p><p>　　選擇場地土類為Ⅰ類，設(shè)計(jì)分組：第二組。由表查得=0.30</p><p>　　計(jì)算截面距離地面高度：</p><p><b>　　0-0截面：=0</b></p><p>　　1-1截面：=1000mm</p><p>　　2-2截面：=3000mm</p><

93、;p>　　等直徑、等厚度的塔，按下列方法計(jì)算地震彎矩。</p><p><b>　　截面0-0</b></p><p><b>　　截面1-1 </b></p><p><b>　　截面2-2</b></p><p><b>　　=</b></

94、p><p>　　五．各種載荷引起的軸向應(yīng)力</p><p>　　1.計(jì)算壓力引起的軸向拉應(yīng)力</p><p><b>　　其中，。</b></p><p>　　2．操作質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力</p><p><b>　　截面0-0</b></p><p>　

95、　令裙座厚度；有效厚度；。</p><p><b>　　截面1-1</b></p><p>　　其中，；為人孔截面的截面積，查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)得</p><p><b>　　截面2-2</b></p><p><b>　　其中，；。</b></p><p>　　

96、3．最大彎矩引起的軸向應(yīng)力</p><p><b>　　截面0-0</b></p><p><b>　　其中，</b></p><p><b>　　取二者中較大值，</b></p><p><b>　　截面1-1</b></p><p&

97、gt;<b>　　其中，</b></p><p><b>　　取二者中較大值，</b></p><p><b>　　截面2-2</b></p><p><b>　　其中，</b></p><p><b>　　取二者中較大值，</b>&

98、lt;/p><p>　　六．塔體和裙座危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度與穩(wěn)定校核</p><p>　　1．塔體的最大組合軸向拉應(yīng)力校核</p><p><b>　　截面2-2</b></p><p>　　塔體的最大組合軸向拉應(yīng)力發(fā)生在正常操作時(shí)的2-2截面。其中；；K=1.2；；</p><p><b>　　

99、滿足要求。</b></p><p>　　2．塔體與裙座的穩(wěn)定校核</p><p><b>　　截面2-2</b></p><p>　　塔體2-2截面上的最大組合軸向壓應(yīng)力</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　查圖：（，150℃）；B

100、=95MPa；K=1.2。</p><p><b>　　截面1-1 </b></p><p>　　塔體1-1截面上的最大組合軸向壓應(yīng)力</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p><b>　　其中，</b></p><p>　　查圖

101、：（Q235-B，150℃）；B=103MPa；K=1.2。</p><p><b>　　截面0-0</b></p><p>　　塔體0-0截面上的最大組合軸向壓應(yīng)力</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　其中，；B=103MPa；K=1.2。</p>&

102、lt;p>　　各危險(xiǎn)截面強(qiáng)度與穩(wěn)定校核匯總</p><p>　　七．塔體水壓試驗(yàn)和吊裝時(shí)的應(yīng)力校核</p><p>　?。ㄒ唬┧畨涸囼?yàn)時(shí)各種載荷引起的應(yīng)力</p><p>　　1.試驗(yàn)壓力和液柱靜壓力引起的環(huán)向應(yīng)力</p><p><b>　　液柱靜壓力=</b></p><p>　　2試驗(yàn)

103、壓力引起的軸向拉應(yīng)力</p><p>　　3．最大質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力</p><p>　　4．彎矩引起的軸向應(yīng)力</p><p>　　（二）水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核</p><p>　　1．筒體環(huán)向應(yīng)力校核</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　2

104、最大組合軸向拉應(yīng)力校核</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　3最大組合軸向壓應(yīng)力校核</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p><b>　　八．基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　

105、　1．基礎(chǔ)環(huán)尺寸</b></p><p><b>　　選取 </b></p><p>　　2．基礎(chǔ)環(huán)的應(yīng)力校核</p><p><b>　　其中，</b></p><p>　　取二者中較大值。選用75號(hào)混凝土，查表查的其許用應(yīng)力：。</p><p><b&

106、gt;　　，滿足要求。</b></p><p><b>　　3.基礎(chǔ)環(huán)的厚度</b></p><p><b>　　；C=3mm</b></p><p>　　按無筋板時(shí)計(jì)算基礎(chǔ)環(huán)厚度：</p><p><b>　　,圓整后</b></p><p&g

107、t;<b>　　九．地腳螺栓計(jì)算</b></p><p>　　1地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力</p><p><b>　　其中，</b></p><p><b>　　(1)</b></p><p><b>　　(2)</b></p><p&

108、gt;<b>　　=0.696Mpa</b></p><p><b>　　取二者中較大值 </b></p><p>　　2．地腳螺栓的螺紋小徑</p><p>　　，選取地腳螺栓個(gè)數(shù) n=20,；。</p><p>　　由表查得M30螺栓的螺紋小徑mm,故選用20個(gè)M30的地腳螺栓，滿足要求。<

109、;/p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)</b></p><p>　　三周的化工課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，作為一名化學(xué)工程與工藝專業(yè)大三的學(xué)生，我覺得能做這樣的課程設(shè)計(jì)是十分有意義。在已度過的兩年半大學(xué)生活里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，如何去面對現(xiàn)實(shí)中的各種設(shè)計(jì)？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)用到實(shí)踐中去呢？我想做類似的大作業(yè)就

110、為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。在做本次課程設(shè)計(jì)的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱了很多次設(shè)計(jì)書和指導(dǎo)書。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，更加符合工程標(biāo)準(zhǔn)，一次次翻閱化工設(shè)計(jì)及機(jī)械設(shè)備書是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。</p><p>　　在課程設(shè)計(jì)中遇到問題是很正常的，但我們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來，分析清楚以免以后遇到同樣的錯(cuò)誤。因?yàn)檎n堂上我們學(xué)到的知識(shí)有限，所以設(shè)計(jì)時(shí)必須邊學(xué)邊用，時(shí)刻鞏固所學(xué)知識(shí)，所以課程設(shè)計(jì)還擴(kuò)

111、展了我們的知識(shí)面。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)對我來說，學(xué)到的不僅是知識(shí)，更多的是團(tuán)隊(duì)的合作，現(xiàn)在想來學(xué)校安排課程設(shè)計(jì)有著深遠(yuǎn)的意義，它不僅讓我們綜合那些理論知識(shí)來運(yùn)用到設(shè)計(jì)與創(chuàng)新，還讓我們知道了一個(gè)團(tuán)隊(duì)凝聚在一起時(shí)所能發(fā)揮的巨大潛能！這是一次理論與實(shí)踐的結(jié)合，通過這次課程設(shè)計(jì)可以提高我們的動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。這次設(shè)計(jì)要完成板式塔的繪制，這就要求我們要掌握CAD制圖，雖然之前沒有接觸，但是這對于我們專

112、業(yè)的學(xué)生來說也是很重要的一門課程，所以查閱了大量資料之后，在我們的團(tuán)隊(duì)合作之下終于把圖完成，在以后我們還要繼續(xù)熟練CAD制圖，為畢業(yè)設(shè)計(jì)以及以后工作打基礎(chǔ)。</p><p>　　通過這次設(shè)計(jì)我了解了理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持耐心和努力，這將為今后的學(xué)習(xí)和工作作出了最好的榜樣。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)</b></p>&l

113、t;p>　　柴誠敬等，化工原理課程設(shè)計(jì)，天津科學(xué)技術(shù)出版社</p><p>　　潘國昌等，化工設(shè)備設(shè)計(jì)，清華大學(xué)出版社</p><p>　　化學(xué)工業(yè)部化工設(shè)計(jì)公司主編，化工工藝算圖 第一冊 常用物料物性數(shù)據(jù)，化學(xué)工業(yè)出版社，1982</p><p>　　顧芳珍，化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，天津大學(xué)出版社，1997</p><p>　　化工設(shè)備設(shè)計(jì)

114、中心站，材料與零部件，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1982</p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，化學(xué)工業(yè)出版社，1982</p><p>　　刁玉瑋，化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)，大連理工大學(xué)出版社</p><p>　　賀匡國，簡明化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊，化工出版社</p><p>　　GB150-89 鋼制容器設(shè)備（全國壓力容器標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)），學(xué)苑出版社</p&g