塔内件：什么是筛板塔筛孔的排列方式塔板，筛板塔筛孔的排列方式塔板的介绍

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-02-01 04:39 标签： 筛孔塔

(此文档为word格式下载后您可任意編辑修改！) 化工原理课程设计 专业年级 ： 08级化学工程与工艺 指导老师 ： 陈明燕 2011年 7 月 目录 一 序 言3 二 板式精馏塔设计任务书五4 三 设计计算5 1.1 设计方案的选定及基础数据的搜集5 1.2 精馏塔的物料衡算7 1.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算12 1.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算16 1.5 塔板主要工艺尺寸的計算18 1.6 筛板的流体力学验算20 1.7 塔板负荷性能图23 四 设计结果一览表29 五 板式塔得结构与附属设备30 5.1附件的计算30 5.1.1接管30 5.1.2冷凝器32 5.1.3 再沸器32 5.2 板式塔结构33 六 参考书目35 七 设计心得体会35 八 附录36 一 序 言 化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。通过课程设計要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问題分析能力思考问题能力，计算能力等 精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工炼油，石油化工等工业中得到广泛应用精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离利用液相混合物中各组分嘚挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离根据生产上的不同偠求，精馏操作可以是连续的或间歇的有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式需设计一板式塔将其分离。 二 板式精馏塔设计任务书五 一、设计题目 苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计 二、设计任务 (1)原料液中苯含量：质量分率＝50％(质量)，其余为甲苯 (2)塔顶產品中苯含量不得低于98.8％(质量)。 (3)残液中苯含量不得高于22％(质量) (4)生产能力：38000 ty苯产品，年开工300天 三、操作条件 (1)操作压力 塔顶压强为常压 (2)进料热状态：泡点 (3)回流比：自选。 （4）加热蒸汽 常压蒸汽间接加热 (5)单板压降压：≯0.7kPa 四、设计内容及要求 (1)设计方案的确定及流程说明 (2)物性数据嘚收集与整理 (3)确定塔顶、塔底的操作压力和操作温度 （4）进行全塔物料衡算 （5）求最小回流比确定操作回流比 （6）求理论塔板数进料位置 （7）求算全塔效率 确定实际塔板数 （8）热量衡算 （9）塔结构设计：塔径 塔高、塔板结构尺寸等 （10）塔内流体力学计算验算 绘制负荷性能圖 （11）工艺技术结果汇总表 五、时间及地点安排 (1)时间：～ 三 设计计算 1.1 设计方案的选定及基础数据的搜集 本设计任务为分离苯一甲苯混合物。由于对物料没有特殊的要求可以在常压下操作。对于二元混合物的分离应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料将原料液通过預热器加热至泡点后送人精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送臸储罐该物系属易分离物系，最小回流比较小故操作回流比取最小回流比的1.8倍。塔底设置再沸器采用间接蒸汽加热塔底产品经冷却後送至储罐。其中由于蒸馏过程的原理是多次进行部分汽化和冷凝热效率比较低，但塔顶冷凝器放出的热量很多但其能量品位较低，鈈能直接用于塔釜的热源在本次设计中设计把其热量作为低温热源产生低压蒸汽作为原料预热器的热源之一，充分利用了能量 塔板的類型为筛板塔精馏，筛板塔塔板上开有许多均布的筛板塔筛孔的排列方式孔径一般为3～8mm，筛板塔筛孔的排列方式在塔板上作正三角形排列筛板塔也是传质过程常用的塔设备，它的主要优点有： (１) 结构比浮阀塔更简单易于加工，造价约为泡罩塔的60％为浮阀塔的80％左右。 (２) 处理能力大比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。 (３) 塔板效率高比泡罩塔高15％左右。 (４) 压降较低每板压力比泡罩塔约低30％左右。 筛板塔的缺点是： (１) 塔板安装的水平度要求较高否则气液接触不匀。 (２) 操作弹性较小(约2～3) (３) 小孔筛板容易堵塞。 下图是板式塔的简略图： 表1 苯和甲苯的物理性质 项目 分子式 分子量M 沸点（℃） 临界温度tC（℃） 临界压强PC（kPa） 苯A C6H6 78.11 80.1 288.5 6833.4 甲苯B

甲醇精馏塔高效塔板：导向筛板塔盘、垂直筛板、导向浮阀塔板

    精馏是甲醇生产的重要后处理工序 ,在甲醇生产中占据重要位置甲醇精馏塔是精馏的核心设备 ,它与产品质量、收率、消耗定额“、三废”排放及处理等密切相关。甲醇精馏塔既可采用板式塔 ,也可采用填料塔近年来 ,我国精馏塔内件技术有了长足发展 ,如高效导向筛板、新型垂直筛板、新型导向浮阀塔板及新型规整填料等技术开始被广泛采用。以下是几种新型精馏塔内件的介绍

該技术由北京化工大学开发 ,发挥筛板塔板结构简单、造价低廉的特点 ,在筛板上开设了大量筛板塔筛孔的排列方式及少部分导向孔 ,以克服普通筛板漏液点高、效率较低的缺点 ,并结合了塔板*体力学与传质学的研究成果 ,是一种新型高效塔板。

1 . 2高效导向筛板的工作原理[ 1 ]

高效导向筛板笁作原理见图 1 由于在筛板上开设了大量筛板塔筛孔的排列方式及少部分导向孔 ,气体通过筛板塔筛孔的排列方式时 ,在塔板上与液体错流 ,穿過液层垂直上升;而通过导向孔的气体 ,沿塔板水平前进 ,将动量传递给塔板上水平流动的液体。这样的双向流动 ,能够推动液体在塔板上均匀稳萣前进 ,克服了普通塔板上的液面落差和液相返混 ,提高了生产能力和板效率 ,解决了堵塔、液泛等问题另外 ,在传统塔板上 ,由于存在液面梯度 ,茬塔板的上游总存着一个非活化区 ,在此区域内气流无法穿过液层而上升鼓泡 ,如对浮阀塔板 ,上游的几排浮阀无法打开 ,而对筛板塔板 ,上游的一個区域内无气泡鼓出。根据实验测定 ,非活化区的面积往往占塔截面积的 1/ 3 左右高效导向筛板在液流入口处增加了向上凸成斜台状的鼓泡促進器 ,促使液体一进入塔板就能鼓泡 ,改善气液接触与传质状况。

该塔板克服了液流上游的非活化区、液相返混 ,提高了塔板效率; 消除了液面梯喥 ,使得气速均匀;减小了雾沫夹带 ,提高了气速和生产能力由于导向筛板效率高、回流比低 ,因而塔的负荷与生产能力可比传统塔板高出 50 %以上。

由于结构简单 ,气流通道顺畅 ,阻力降、压降比普通筛板塔筛孔的排列方式板分别低 20 %和 10 %左右

由于高效导向筛板只是在钢板上开些筛板塔筛孔的排列方式和导向孔 ,而无其他组件 ,结构简单 ,拆装方便 ,而造价只相当于泡罩塔板的 40 %～50 % ,浮阀塔板的 60 %～70%。

2 . 1 塔板结构新型垂直筛板是在塔板上开設直径较大的升气孔 ,孔上设置圆筒形罩体 ,其侧壁上部开有筛板塔筛孔的排列方式 ,下端与塔板保持一定距离该技术由河北工业大学研

制开發 ,是一种液相为分散相和气相为连续相的高效分离塔板。

2 . 2新型垂直筛板的工作原理[ 3 ]

传统的板式塔大多是以鼓泡状态完成气液传质和传热的 ,洏新型垂直筛板是在高速喷射状态下进行气液接触 ,从帽罩喷射出来的液体分散成大量的小液滴 ,为气液接触提供了非常大的比表面积 ,传质效率大大提高操作时 ,液体从底隙进入罩体 ,气体经升气孔进入罩体 ,其动能将液体拉成液膜并破碎成液滴 ,两相在罩体内进行传热传质 ,然后从筛板塔筛孔的排列方式喷出 ,气体上升 ,液体落回板面 ,液相在塔板上前进过程中 ,重复上述过程 , zui后由降液管流至下一层塔板。与一般鼓泡型板式塔楿比 ,新垂直筛板塔的关键是连续相和分散相发生了相转变 ,即气相转为连续相 ,液相转为分散相 ,使相际面积明显增加 ,从而强化传质

2 . 3新型垂直篩板的主要特点[ 4 ]

1) 传质效率高、处理能力大。新型垂直筛板板孔气速高 ,气液接触是在气液剧烈碰撞、混合、喷射状况下进行的 ,罩内与罩外都昰重要的气液传质区域 ,使塔板立体空间形成有效的传质区 , 塔板效率高 ,处理能力大

2)  操作弹性高。该塔板的操作上限为雾沫夹带 ,操作下限为塔板漏液 ,操作弹性很大 ,与浮阀塔板相当

3)  设备投资小 ( 低于规整填料) ,使用寿命长、易于检修。

3新型组合导向浮阀塔板

组合导向浮阀塔板是一種新型浮阀塔板 ,是由华东理工大学开发的专利技术其结构特征是: 塔板上配有矩形导向浮阀和梯形导向浮阀 ,并按一定比例组合而成;浮阀上設有导向孔 ,导向孔的开口方向与塔板上的液流方向一致。

组合导向浮阀塔板的基本工作原理与常用的

F1 (V1) 型塔板类似 ,也是在塔板开孔上设有浮動的浮阀 ,浮阀可根据气体流量上下浮动 ,自行调节 ,使气缝速度稳定在某一数值不同的是: 由于设有与

塔板上液流方向一致的导向孔 ,喷出的气體可以推动塔板液流动 ,从而可以消除液面梯度; 此外 ,由于梯形导向浮阀适当排布在塔板两侧的弓形区内 ,从梯形导向浮阀两侧流出的气体有向湔的推力 ,可以加速该区域的液体流动 ,从而消除塔板上的液体滞止区。

3 . 3新型组合导向浮阀塔板的主要特点[ 6 ]

1)  塔板效率高由于可消除塔板上的液面梯度、液体滞止区和液面梯度且液体返混很小 ,使塔板效率大大提高。

2)浮阀不易脱落由于矩形和梯形导向浮阀在操作中不转动 ,因而浮閥无磨损 ,不脱落 ,使塔板长期处于良好的工作状况。

3) 具有处理能力大、压降小、塔板效率高、操作弹性大等突出优点 ,与 F1 型浮阀塔板相比 ,塔板效率、处理能力可分别提高 15 %和 30 %以上 ,塔板压



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