板式塔的设计.doc

板式塔的设计
一、板式塔的工艺计算
(1)选定塔顶、塔底产品浓度(有时由设计任务书给出),进行全塔物料衡算,列出物料衡算总表。
(2)确定冷凝器、塔顶、塔底的操作压力。
(3)确定塔顶、塔底温度。
(4)选定进料状态,定出进料温度。
(5)在已定的操作压力下,作出x-y相平衡曲线。
(6)求出最小回流比。
(7)确定适宜的操作回流比。
(8)计算所需的理论板数及进料位置。
(9)确定全塔效率,算出精馏段、提馏段实际塔板数。
(11)计算塔顶冷凝器及塔底再沸器的热负荷,求出塔顶、塔底所需冷却剂量及加热蒸汽用量,列出全塔热量衡算总表。
二、筛孔塔板的设计参数
液体在塔板上的流动型式确定之后,完整的筛板设计必须确定的主要结构参数有:
①塔板直径D
②板间距HT
③溢流堰的型式,长度lw和高度hw
④降液管型式及降液管底部与塔板间距的距离ho
⑤液体进、出口安定区的宽度和边缘区宽度
⑥筛孔直径d0和孔间距t0
三、筛孔塔板的设计程序
1、板间距的选择和塔径D的初步确定
初选板间距HT,取板上清液层高度hl=50-100mm之间,计算最大允许气速
umax,根据泛点百分率计算出设计气速u和所需气体流通面积An,An?
VSu
,按
下表1选择塔板流型,并取堰长lw?kD,通常单流型可取k=~,双流型取k=~。对容易发泡的物系k可取得高一些,以保证液体在降液管内有更长的停留时间。由教材图8-17查得溢流管面积Af和塔板总面积AT之比,即
AfAT
?
AT?An
AT
,然后求得塔板总面积AT,根据D?
4AT
?
求得D,按塔设备系
列化规格,将D进行圆整。当塔径小于1m时,按100mm递增,当塔径大于1m时,按200mm递增。
Vs为气体的体积流量
m3/s, Vs需要按精馏段和提馏段分开计算,最后根据
塔径的大小确定均能满足要求的塔径。
表1 选择液流型式的参考
2、塔高的确定
板式塔的高度为气液接触有效高度与塔顶、塔底空间高度三部分之和。其中有效段高度:Z=(N-NF-NP-1)HT + NFHF + NPHP + HD + HB 式中N为实际塔板数, NF--进料板数,HT为板间距, HF—进料板处板间距,
NP—人孔数,一般每隔6—8层塔板设一人孔,需经常清洗时每隔3—4块塔
板处设一人孔。人孔直径一般为450—500mm。
HP—设人孔处的板间距,一般取等于或大于600mm。
HD—塔顶空间(不包括头盖部分),~
HB—塔底空间。指最后一块塔板到塔底部的距离。液体自离开最后一块塔板至流出塔外,需要有10-15min停留时间,据此再由釜液流量和塔径即可求出此段高度。?D
42HB?LM'??
3、塔板的分块
塔板按结构特点,大致可分为整块式和分块式两类塔板。塔径为
300—900mm时,一般用整块式;塔径超过800—900mm时,由于刚度、安装、检修等要求,多将塔板分成数块通过人孔送入塔内。对塔径为800—2400mm的单流型塔板,分块数如下表:
4、塔板结构设计
注意:提馏段与精馏段分别设计计算