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1、L o g o筛板式精馏塔设计L o g o设计任务:题号设计任务:题号36 Company LogoCompany LogoL o g o设计内容第一部分第一部分 精馏计算精馏计算第二部分第二部分 塔板流动工况及结构计塔板流动工况及结构计算(下塔)算(下塔)第三部分第三部分 容器及强度计算容器及强度计算第四部分第四部分 附图及参考文献附图及参考文献Company LogoCompany LogoL o g o精馏计算精馏计算下塔精馏采用中间抽污氮进入上塔参加精馏,另外一部分压缩空气进膨胀机节流提供冷量进入上塔。其简单流程示意图见右图:Company LogoCompany LogoL o g
2、 o精馏计算精馏计算流程设计:下塔精馏计算液空、污液氮、纯液氮节流气化率的确定液空节流后气液相组分的计算膨胀空气过热引起气化量的计算上塔精馏计算实际塔板数的确定Company LogoCompany LogoL o g o下塔精馏计算v全塔物料守恒v下塔物料守恒Company LogoCompany LogoL o g oDiagramv下塔第I段操作线方程:v下塔第II段操作线方程:Company LogoCompany LogoL o g o下塔精馏计算:下塔精馏计算:Company LogoCompany LogoL o g o液空、污液氮、纯液氮节流气化率的确定v1、液空节流气化率的计
3、算()已知液空的过冷度为5摄氏度,从下塔0.58Mpa节流到0.136Mpa,根据空气T-S图可查得 。v2、污氮及纯氮气化率的计算()由于污氮中氧和氩含量较低,将污氮近似处理成纯的氮来计算,所以查氮的T-S图可得到:Company LogoCompany LogoL o g o液空节流后气液相组分的计算v节流前液空量:v节流后气化量:v节流后液体量:Company LogoCompany LogoL o g o膨胀空气过热引起气化量的计算v膨胀空气量v 过热度 v查得过热焓 v 气化潜热 v因此膨胀空气过热引起气化量Company LogoCompany LogoL o g o上塔的精馏计算
4、A段Company LogoCompany LogoL o g o上塔的精馏计算B段根据上塔第1段物料守恒可得操作线方程:Company LogoCompany LogoL o g o上塔的精馏计算C段 组分塔板数(%)(%)(%)(%)Company LogoCompany LogoL o g o上塔的精馏计算D段Company LogoCompany LogoL o g o实际塔板数的确定段理论塔板数塔板效率实际塔板数总计上塔A70.51460B120.524C30.339D90.713下塔II110.552030ICompany LogoCompany LogoL o g o塔板流动工况
5、及结构计算(下塔)塔径的计算溢流斗结构设计计算塔板阻力计算溢流斗尺寸及塔板间距计算Company LogoCompany LogoL o g o塔径的计算v下塔工作温度的确定下塔工作温度的确定v工作温度下液体、气体密度的确定工作温度下液体、气体密度的确定v实际工况下气、液体积的确定实际工况下气、液体积的确定Company LogoCompany LogoL o g o塔径的计算v塔径的计算塔径的计算v取塔径2000mm,选双溢流型塔板 溢流强度:Company LogoCompany LogoL o g o溢流斗结构设计计算v气体校核计算气体校核计算v筛孔速度筛孔速度 的计算的计算v选择溢流板
6、高度选择溢流板高度 和动液封和动液封 取溢流挡板高度:流量系数:流量系数:m=10000 动液封:动液封:Company LogoCompany LogoL o g o塔板阻力计算v干板阻力计算:v液柱静阻力:v膜层阻力:v总塔间总阻力:Company LogoCompany LogoL o g o溢流斗尺寸及塔板间距计算v初始液封的选取:初始液封的选取:a=7mmv临界深度的计算临界深度的计算v避免发生液冷的最小塔板间距避免发生液冷的最小塔板间距v避免发生雾沫夹带的间距避免发生雾沫夹带的间距 的计算的计算 v 查塔板间距标注系列取H=120mm Company LogoCompany Log
7、oL o g o容器及强度计算容器及强度计算塔体壁厚计算封头的设计计算塔体开孔及开孔补强支座设计支撑梁工字钢的选取Company LogoCompany LogoL o g o塔体壁厚计算v最高操作压力的计算v选材及许用应力 的计算 镁铝合金LF2v焊接形式及焊缝系数 的选取v容器壁厚附加量的选取计算v筒体壁厚的计算v壁厚校核Company LogoCompany LogoL o g o封头的设计计算v封头形式的选取 椭圆形封头v封头厚度的计算 取标准值22mm ,且有 Company LogoCompany LogoL o g o塔体开孔及开孔补强v人孔选择与计算 标准选取v空气进料口接管计
8、算v液空出料口接管计算v 密度与公式求的直径v污液氮出料口接管计算v纯液氮出料口接管计算Company LogoCompany LogoL o g o支座设计v塔内液体重量计算塔内液体重量计算v塔内气体重量计算塔内气体重量计算v塔壳重量计算塔壳重量计算v封头重量计算封头重量计算v塔板重量的计算塔板重量的计算v下塔总重量的计算下塔总重量的计算v全塔总重量的估算全塔总重量的估算v支座选取支座选取 A-5支座支座Company LogoCompany LogoL o g o支撑梁工字钢的选取v支撑梁计算 初选碳钢工字梁 尺寸规格初选工字钢18v工字钢强度校核:Company LogoCompany
9、LogoL o g o参考文献参考文献 v吴业正等,制冷与低温装置,高等教育出版社,吴业正等,制冷与低温装置,高等教育出版社,2009v李化治,制氧技术,冶金工业出版社,李化治,制氧技术,冶金工业出版社,2009v张祉佑,石秉三主编,低温技术原理与装置,机械工业出张祉佑,石秉三主编,低温技术原理与装置,机械工业出版社,版社,1987v郑德馨郑德馨,袁秀玲,低温工质热物理性质表和图,机械工袁秀玲,低温工质热物理性质表和图,机械工 业业出版社,出版社,1982 v陈国邦,黄永华,包锐,低温流体热物理性质,国防工业陈国邦,黄永华,包锐,低温流体热物理性质,国防工业出版社出版社,2006v深冷手册,化学工业出版社,深冷手册,化学工业出版社,1979v朱有庭朱有庭,曲文海曲文海,于浦义编,化工设备设计手册,化学工业于浦义编,化工设备设计手册,化学工业出版社出版社2005 v杂志:深冷技术、低温工程、低温与超导、制冷、低杂志:深冷技术、低温工程、低温与超导、制冷、低 温与温与特气特气Company LogoCompany LogoL o g o附图附图Company LogoCompany LogoL o g oC l i c k t o e d i t c o m p a n y s l o g a n
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