4.2 精馏塔换热装置
4.2.1 冷凝器
冷凝器采用全凝器,D=0.7m,因塔径较大,故采用列管式换热器。冷凝介质采用冷却水,冷
却水走管程,蒸汽在管外冷却。整个冷凝器采用自流式冷凝器,即将冷凝器置于塔顶附近的台架上,靠改变台架高度获得回流和采出所需的位差。它的优点是蒸汽压降较小,节省安装面积,可借改变生气管或塔板位置调节位差以保证回流与采出所需的压头。其装置如图所示:
4.2.2再沸器
D=0.7m, 因塔径较大,故采用釜式(罐式)再沸器,将再沸器置于塔外。其管束可抽出,为
保证管束浸于沸腾液中,管束末端设溢流堰,堰外空间为出料液的缓冲区,其液面以上空间为气液分离空间,一般要求气液分离空间为再沸器总体积的30%以上.它的优点是气化率高,可达到80%以上,再沸器如图所示:
4.3 筒体与封头
4.3.1筒体 取壁厚为10mm,所选材质为A3 4.3.2封头
采用椭圆形封头,由公称直径(内径)D=1400mm,查手册【8】得,总深度H=375mm,由公式
Di?2?h?25mm故直边高度h=25mm,名义厚度为10mm,选用封头 EHA1400?10?16MnR
2(H?h)JB/T4746-2002。
4.4除沫器【7】
采用丝网除沫器,网型:SP型除沫器液泛气速:uf?k?L??V?V[3],K=0.201,得
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uf?k?L??V782.7?1.46?0.201??4.65m/s,取操作气速 ?V1.46uG?0.5~0.8uf
取uG?0.6uf?0.6?4.65?2.79m/s,VS?由D?136.99?29.2?77.24?18.28?0.49m3/s,
3600?1.464VS,得D=0.47m,Hd?1200mm,Ht?900mm ?u选取不锈钢除沫器:类型:标准型;材料:0Gr18Ni9;丝网尺寸:(上装式丝网除沫器)网丝直径取0.2mm,丝网层取40mm,主外形尺寸H=100mm H1=278mm D=1320mm 4.5 裙座
为了制作的方便采用圆筒型,筒体上端内直径与椭圆封头内直径相等。 裙座筒体上端面至塔釜椭圆封头的切线距离h=60mm,裙座壁厚10mm 基础环内径:
Dbi?(1400?2?10)?(160~400)取1120mm
基础环外径:Dbi?(1400?2?10)?(160~400)取1720mm 圆整:Dbi=1200mm,Dbo=1800mm
基础环厚度:考虑到腐蚀余量取18mm,考虑到再沸器,裙座高度取2.5m ,地角螺栓直径取M30?3.5。
4.6吊柱【7】
对于塔高大于15m 的设备一般要设置吊住。
由于塔径D=1400mm,可选用吊柱500kg,s=1000mm,L=3400mm,H=1000mm,e=250mm,L1=110m,材料为A1 。
4.7人孔
人孔是安装或检修人员进出塔的惟一通道,人孔的位置应便于进入任何一层塔板,由于设置人空处塔间距离大,且人孔设备过多会使制造时塔体的弯曲度难于达到要求,一般每隔6~8块塔板才设一个人孔。本塔中共22块板,设置 3个人孔,每个孔直径为500mm,其伸出塔体的筒长为200mm。在设置人孔处,板间距为700mm,裙座上应开2个人孔,直径为500mm。 §5
塔总体高度的设计【1】
5.1 塔的顶部空间高度
塔的顶部空间高度是指塔顶第一层塔板到塔顶封头的直线距离,取除沫器到第一块板的距离为900mm, 塔顶部空间高度为1200mm。
5.2 塔的底部空间高度
塔的底部空间高度是指塔底最末一层塔盘到塔底下封头切线的距离,釜液停留时间取5min, HB?(tLS?60?RV)/AT?(0.5~0.7),则,HB?1.13m
'5.3 塔立体高度
进料板要比HT大,一般要大一倍,则HF=2HT=2?0.4=0.8m
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则H=(n?nF?1)HT?nFHF?nPHP?HD?HB?H1?H2 n-实际塔板数 nF-进料板数 HF-进料板间距 nP-人孔数
HB-塔底空间高度
HD-塔顶空间高度 H1-封头高度 H2-裙座高度
H=(22-1-3-1)×0.4+1×0.8+3×0.7+1.2+1.13+0.385+3=15.415m>15m,故可安装吊柱。
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参考文献
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[2] 谭天恩,窦梅,周明华等.化工原理(下册)[M]. 北京:化学工业出版社, 2000. [3] 陈英南,刘玉兰主编. 常用化工单元设备的设计[M]. 广东:华东理工大学,2005. [4] 马沛生,李永红.化工热力学[M].北京:化学工业出版社,2009. [5] 程能林,溶剂手册[M]. 北京:化学工业出版社,2002
[6] (美)佩里(Perry,R.H.), PERRY化学工程手册(第六版)下卷. 北京:化学工业出版社.1993 [7] 路季林,王者相等.塔设备[M]. 北京:化学工业出版社,2004 [8] 袁文,化工制图[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,20094
[9] 谭天恩,窦梅,周明华等.化工原理(上册)[M]..北京:化学工业出版社, 2000.
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课程设计总结
经过大一和大二工程制图和机械设计基础的学习,我们对于制图已经有了一定的了解。特别是在大二的时候的机械课程设计让我们第一次学习了全面系统的设计。在这次化工原理的设计也显得较为得心应手,较好的完成了设计。
在这次的设计中,我们不仅对课堂上的知识有了进一步的了解和加深,思维层次也不仅仅停留于理论上的知识。它所涉及的知识面泛,是一项让我们分析解决问题的艰巨任务,也是对自己的一次挑战,不仅仅是对自己所掌握知识的一种考验,也是实际动手能力的一次锻炼。
这次课程设计我们花了两周的时间完成,查阅了大量的资料,得到了很多知识,也明白了设计一个设备时不但要从生产工艺最大化考虑,还得综合考虑其他经济因素。在这几天虽然很累,但是收获了很多知识,也培养了自己细心能力和多方面的综合能力。我们在设计的过程中一定要细心,注意数据计算的正确性,否则会影响后面的结果。
在这两周的时间内,和许多同学一起探讨,从同学的身上学习到很多知识,也增进了和同学之间的感情。同学之间互相帮助,有什么不懂的大家在一起商量,听听不同的看法对我们更好的理解知识,所以在这里非常感谢帮助我的同学。
总之,在这次课程我们收获了许多,学习到了许多课本上所不能学到的知识,但是也存在许多不足之处。比如画图的时候并未自己思考太多,参考了许多前几届同学的资料,养成了自己的惰性,今后会努力改正,自己思考,努力自己完成任务。在这次设计中,我们学到很多,细心,学以致用等等,在今后的生活中希望也能够这样。
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