【25页】毕业论文：板式精馏塔设计.doc文档优秀范文

若不计进料馏出液和釜液间的焓差，塔顶冷凝器所输出的热量近似等于塔底再沸器所输入的热量，其数量是相当可观的。

然而，在大多数情况，这部分热量由冷却剂带走而损失掉了。

如果采用釜液产品去预热原料，塔顶蒸汽的冷凝潜热去加热能级低些的物料，可以将塔顶蒸汽冷凝潜热及釜液产品的余热充分利用。

热剂。

了稀释作用，在塔底易挥发物损失量相同的情况下，塔底残液中易挥发组分的浓度应较低，因而塔板数稍有增加。

但对有些物系如酒精与水的二元混合液，当残液的浓度稀薄时，溶液的相对挥发度很大，容易分离，故所增加的塔板数并不多，此时采用直接蒸汽加热是合适的。

值得提及的是，采用直接蒸汽加热时，加热蒸汽的压力要高于釜中的压力，以便克服蒸汽喷出小孔的阻力及釜中液柱静压力。

对于酒精水溶液，般采用表压。

，其温度可通过压力调节。

同时，饱和水蒸汽的冷凝潜热较大，价格较低廉，因此通常用饱和水蒸汽作为加对于酒精水溶液，般采用表压。

得提及的是，采用直接蒸汽加热时，加热蒸汽的压力要高于釜中的压力，以便克服蒸汽喷出小孔的阻力及釜中液柱静压力。

部分内容简介了稀释作用，在塔底易挥发物损失量相同的情况下，塔底残液中易挥发组分的浓度应较低，因而塔板数稍有增加。

但对有些物系如酒精与水的二元混合液，当残液的浓度稀薄时，溶液的相对挥发度很大，容易分离，故所增加的塔板数并不多，此时采用直接蒸汽加热是合适的。

值得提及的是，采用直接蒸汽加热时，加热蒸汽的压力要高于釜中的压力，以便克服蒸汽喷出小孔的阻力及釜中液柱静压力。

对于酒精水溶液，般采用表压。

饱和水蒸汽的温度与压力互为单值函数关系，其温度可通过压力调节。

同时，饱和水蒸汽的冷凝潜热较大，价格较低廉，因此通常用饱和水蒸汽作为加热剂。

但若要求加热温度超过时，应考虑采用其它的加热剂，如烟道气或热油。

当采用饱和水蒸汽作为加热剂时，选用较高的蒸汽压力，可以提高传热温度差，从而提高传热效率，但蒸汽压力的提高对锅炉提出了更高的要求。

同时对于釜液的沸腾，温度差过大，形成膜状沸腾，反而对传热不利。

冷却剂与出口温度冷却剂的选择由塔顶蒸汽温度决定。

如果塔顶蒸汽温度低，可选用冷冻盐水或深井水作冷却剂。

如果能用常温水作冷却剂，是最经济的。

水的入口温度由气温决定，出口温度由设计者确定。

冷却水出口温度取得高些，冷却剂的消耗可以减少，但同时温度差较小，传热面积将增加。

冷却水出口温度的选择由当地水资源确定，但般不宜超过，否则溶于水中的无机盐将析出，生成水垢附着在换热器的表面而影响传热。

热能的利用精馏过程是组分反复汽化和反复冷凝的过程，耗能较多，如何节约和合理地利用精馏过程本身的热能是十分重要的。

选取适宜的回流比，使过程处于最佳条件下进行，可使能耗降至最低。

与此同时，合理利用精馏过程本身的热能也是节约的重要举措。

若不计进料馏出液和釜液间的焓差，塔顶冷凝器所输出的热量近似等于塔底再沸器所输入的热量，其数量是相当可观的。

然而，在大多数情况，这部分热量由冷却剂带走而损失掉了。

如果采用釜液产品去预热原料，塔顶蒸汽的冷凝潜热去加热能级低些的物料，可以将塔顶蒸汽冷凝潜热及釜液产品的余热充分利用。

此外，通过蒸馏系统的合理设置，也可以取得节能的效果。

例如，采用中间再沸器和中间冷凝器的流程，可以提高精馏塔的热力学效率。

因为设置中间再沸器，可以利用温度比塔底低的热源，而中间冷凝器则可回收温度比塔顶高的热量。

二确定设计方案的原则确定设计方案总的原则是在可能的条件下，尽量采用科学技术上的最新成就，使生产达到技术上最先进经济上最合理的要求，符合优质高产安全低消耗的原则。

为此，必须具体考虑如下几点满足工艺和操作的要求所设计出来的流程和设备，首先必须保证产品达到任务规定的要求，而且质量要稳定，这就要求各流体流量和压头稳定，入塔料液的温度和状态稳定，从而需要采取相应的措施。

其次所定的设计方案需要有定的操作弹性，各处流量应能在定范围内进行调节，必要时传热量也可进行调整。

因此，在必要的位置上要装置调节阀门，在管路中安装备用支线。

计算传热面积和选取操作指标时，也应考虑到生产上的可能波动。

再其次，要考虑必需装置的仪表如温度计压强计，流量计等及其装置的位置，以便能通过这些仪表来观测生产过程是否正常，从而帮助找出不正常的原因，以便采取相应措施。

满足经济上的要求要节省热能和电能的消耗，减少设备及基建费用。

如前所述在蒸馏过程中如能适当地利用塔顶塔底的废热，就能节约很多生蒸汽和冷却水，也能减少电能消耗。

又如冷却水出口温度的高低，方面影响到冷却水用量，另方面也影响到所需传热面积的大小，即对操作费和设备费都有影响。

同样，回流比的大小对操作费和设备费也有很大影响。

降低生产成本是各部门的经常性任务，因此在设计时，是否合理利用热能，采用哪种加热方式，以及回流比和其他操作参数是否选得合适等，均要作全面考虑，力求总费用尽可能低些。

而且，应结合具体条件，选择最佳方案。

例如，在缺水地区，冷却水的节省就很重要在水源充足及电力充沛价廉地区，冷却水出口温度就可选低些，以节省传热面积。

保证安全生产例如酒精属易燃物料，不能让其蒸汽弥漫车间，也不能使用容易发生火花的设备。

又如，塔是指定在常压下操作的，塔内压力过大或塔骤冷而产生真空，都会使塔受到破坏，因而需要安全装置。

以上三项原则在生产中都是同样重要的。

但在毕业设计中，对第个原则应作较多的考虑，对第二个原则只作定性的考虑，而对第三个原则只要求作般的考虑。

三板式精馏塔的工艺计算精馏塔的工艺设计计算，包括塔高塔径塔板各部分尺寸的设计计算，塔板的布置，塔板流体力学性能的校核及绘出塔板的性能负荷图。

图板式精馏塔的工艺流程简图工艺条件生产能力吨每小时料液年工作日自定原料组成的二硫化碳和的四氯化碳摩尔分率，下同产品组成馏出液的二硫化碳，釜液的二硫化碳操作压力塔顶压强为常压进料温度进料状况自定加热方式直接蒸汽加热回流比自选二主要基础数据表二硫化碳和四氯化碳的物理性质项目分子式分子量沸点密度二硫化碳四氯化碳表液体的表面加力单位温度二硫化碳四氯化碳表常压下的二硫化碳和四氯化碳的气液平衡数据液相中二硫化碳摩尔分率气相中的板式塔应为气液接触提供尽可能大的接触面积，应尽可能地减小雾沫夹带和气泡夹带，有较高的塔板效率和较大的操作弹性。

但是由于塔中两相流动情况和传质过程的复杂性，许多参数和塔板尺寸需根据经验来选取，而参数与尺寸之间又彼此互相影响和制约，因此设计过程中不可避免要进行试差，计算结果也需要工程标准化。

基于以上原因，在设计过程中需要不断地调整修正和核算，直到设计出较为满意的板式塔。

塔和塔板的主要工艺尺寸的计算塔径参考下表初选板间距，取板上液层高度故精馏段依公式取安全系数为，则故按标准，塔径圆整为，则空塔气速为塔的横截面积提馏段依公式取安全系数为，为了使得整体的美观及加工工艺的简单易化，在提馏段与精馏段的塔径相差不大的情况下选择相同的尺寸故取塔的横截面积空塔气速为板间距取合适溢流装置采用单溢流弓形降液管平形受液盘及平形溢流堰，不设进流堰。

各计算如下精馏段溢流堰长为，即出口堰高由，查手册知为依下式得堰上液高度故降液管宽度与降液管面积有查手册得，故，符合要求④降液管底隙高度取液体通过降液管底隙的流速依式计算降液管底隙高度，即提馏段溢流堰长为，即出口堰高由，查手册知为依下式得堰上液高度。

降液管宽度与降液管面积有查手册得，故，符合要求降液管底隙高度取液体通过降液管底隙的流速依式计算降液管底隙高度即塔有效高度精馏段精提馏段有效高度提在进料板上方开人孔，其高为，般每层塔板设人孔安装检修用，需经常清洗时每隔层块塔板处设人孔。

设人孔处的板间距等于或大于。

根据此塔人孔设个。

故精馏塔有效高度精提板间距的初选板间距的选定很重要。

选取时应考虑塔高塔径物系性质分离效率操作弹性及塔的安装检修等因素。

对完成定生产任务，若采用较大的板间距，能允许较高的空塔气速，对塔板效率操作弹性及安装检修有利但板间距增大后，会增加塔身总高度，金属消耗量，塔基支座等的负荷，从而导致全塔造价增加。

反之，采用较小的板间距，只能允许较小的空塔气速，塔径就要增大，但塔高可降低但是板间距过小，容易产生液泛现象，降低板效率。

所以在选取板间距时，要根据各种不同情况予以考虑。

如对易发泡的物系，板间距应取大些，以保证塔的分离效果。

板间距与塔径之间的关系，应根据实际情况，结合经济权衡，反复调整，已做出最佳选择。

设计时通常根据塔径的大小，由表列出的塔板间距的经验数值选取。

表塔板间距与塔径的关系塔径，板间距，化工生产中常用板间距为，。

在决定板间距时还应考虑安装检修的需要。

例如在塔体人孔处，应留有足够的工作空间，其值不应小于。

表塔和塔板的主要工艺尺寸统计表塔径溢流堰长出口堰高降液管宽度降液管面积降液管底隙高度塔有效高度精馏段提馏段五板式塔的结构塔的总体结构塔的外壳多用钢板焊接，如外壳采用铸铁铸造，则往往以每层塔板为节，然后用法兰连接。

板式塔除内部装有塔板降液管及各种物料的进出口之外，还有很多附属装置，如除沫器人手孔基座，有时外部还有扶梯或平台。

此外，在塔体上有时还焊有保温材料的支承圈。

为了检修方便，有时在塔顶装有可转动的吊柱。

如图为板式塔的总体结构简图。

般说来，各层塔板的结构是相同的，只有最