精馏塔机械设计方案.doc

精馏塔机械设计方案 1.1 塔设备概论 塔设备是化工、石油化工和炼油、医药、环境保护等工业部门的一种重要的单元操作设备。它的作用是实现气（汽）——液相或液——液相之间充分接触，从而达到相际间进行传质及传热的目的。可在塔设备中完成的常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。 塔设备应用面广、量大。 为了使塔设备能更有效、更经济地运行，除了要求它满足特定的工艺条件外，还应满足以下要求： 气液两相充分接触，相际间传热面积大； 生产能力大，即气液处理量大； 操作稳定，操作弹性大； （5）结构简单，制造、安装、维修方便，设备的投资及操作费用低； 耐腐蚀，不易堵塞。 塔设备的分类： 按操作压力分有加压塔、常压塔及减压塔； 按单元操作分有精馏塔、吸收塔、介吸塔、萃取塔、反应塔、干燥塔等； 按内件结构分有填料塔、板式塔 （4）按形成相际接触界面的方式可分为具有固定相界面的塔和流动过程中形成相界面的塔。 1.2 常压塔的主要结构 在塔设备的类别中，由于目前工业上应用最广泛的是填料塔及板式塔，所以主要考虑这两种类别。 考虑到设计条件，成分复杂，板式塔填料塔效率更高，更稳定，液——气比适用范围大，持液量较大，安装、检修更容易，造价更低，故选用板式塔更为合理。 板式塔是一种逐级（板）接触的气液传质设备。塔内塔板作为基本构件，气体自塔底向上以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层，使气——液相密切接触而进行传质与传热，两相的组分浓度呈阶梯式变化。 塔盘采用浮阀型式。因为浮阀塔在石油、化工、等工业部门应用最为广泛，具优异的综合性能，在设计和选用时常作为首选的板式塔型式。 板式初塔的总体结构见装配草图。板式塔除了各种内件之外，主要由塔体、支座、人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平台组成。 塔体 塔体即塔设备的外壳，常见的塔体由等直径、等厚度的圆筒上下封头组成。对于大型塔设备，为了节省材料采用不等直径、不等厚度的塔体。塔设备安装在室外，因而塔体除了承受一定的操作压力（内压或外压）、温度外，还要考虑风载、地震载荷、偏心载荷。此外还要满足在试压、运输及吊装时的强度、刚度及稳定性要求。本设计中馏塔为常压0.1MPa，采用等直径等厚度型式。 支座 ”）。 (3) 人孔及手孔 本塔体设有人孔。 接管 本初塔的主要接管见草图。 吊柱 安装于塔顶，塔基本结构的设计 工作介质：塔径：mm 工作参数：压力0.1MPa，最高工作温度℃ 开口及接管根据现场确定。 工作地点： 地震基本烈度为7度，基本风压0.30KN/m2。 （1） 塔的顶部封头高度 顶部空间高度取 （2） 塔的主体高度 主体高度： （3） 椭圆形封头 根据JB/T4746-2002 ，选用DN1000×8—Q345R型号封头。如图2-1。EHA椭圆形封头参数见表2-1。 图2-1 椭圆封头 表2-1 EHA椭圆形封头参数 公称直径 DN /mm 总深度 H/mm 内表面积 A/mm2 容积 V/ mm3 直边高度 h/mm 质量 m/kg 1000 250 1.16 0.151 40 72.1 （4） 裙座的高度 裙座的高度是指从塔底封头切线到基础环之间的高度。 具体尺寸如下图2-2所示，裙座的全部高度是V和U相加和得到。其中U是由工艺决定的，在此常压塔设计中可以取裙座总高为 图 2-2 裙座 （5） 塔的总高度 2.3 塔盘选型与设计 2.3.1 塔盘型式及设计 选用的是浮阀式塔盘，这类塔盘的塔盘板开有阀孔，安装了能在适当范围内上下浮动的阀片，其形状有圆形、条形、方形等。由于浮阀与塔盘板之间的流通面积能随着气体负荷的变动而自动调节，因而在较宽的气体负荷范围内，均能保持着稳定操作。气体在塔盘板上以水平方向催促，气液接触时间长，雾沫夹带量少，液面落差也小。浮阀式具有生产能力大，操作弹性大，效率高，塔板结构及安装较泡罩简单且重量轻，制造费用低的优点。 浮阀塔F-型（国外通称V-型）是用钢板冲压而成的圆形阀片，浮阀塔F-型下面有三条阀腿，将三条阀腿装入塔板的阀孔之后，用工具将腿下的阀脚扭转90度，则浮阀就被限制在浮孔内只能进行上下运动而不能脱离塔板。当气速较大时，浮阀塔F-型浮阀被吹起，此时达到最大开度；当气速较小时，气体的动压头小于浮阀自身重量，于是浮阀塔F-型浮阀下落，浮阀周边上三个朝下倾斜的定距片与塔板接触，此时的开度最小。定距片的作用是保证最小气速时还有一定的开度，使气体与浮阀塔F-型塔板上液体能均匀地鼓泡，避免浮阀与塔板粘住。浮阀是浮阀塔的气液传质元件。目前国内应用最为广泛的是F1型浮阀。F1型浮阀分为轻阀和重阀两种，轻阀采用1.5mm薄板冲压而成，其