DN1100斜孔式精餾塔設計含11張CAD圖

DN1100斜孔式精餾塔設計含11張CAD圖,dn1100,斜孔式,精餾塔,設計,11,十一,cad 開題報告 題　　目 DN1100斜孔式精餾塔設計 學生姓名 班級學號 專業(yè) 1、課題研究目的與意義 精餾塔是進行精餾的一種塔式汽液接觸裝置。利用混合物中各組分具有不同的揮發(fā)度，即在同一溫度下各組分的蒸氣壓不同這一性質，使液相中的輕組分(低沸物)轉移到氣相中，而氣相中的重組分(高沸物)轉移到液相中，從而實現(xiàn)分離的目的。精餾塔也是石油化工生產中應用極為廣泛的一種傳質傳熱裝置。 無論是平衡蒸餾還是簡單蒸餾，雖然可以起到一定的分離作用，但是并不能將一混合物分離為具有一定量的高純度產品。在石油化工生產中常常要求獲得純度很高的產品，通過精餾過程可以獲得這種高純度的產品。精餾過程所用的設備稱為精餾塔，大體上可以分為兩大類：①板式塔，氣液兩相總體上作多次逆流接觸，每層板上氣液兩相一般作交叉流。②填料塔，氣液兩相作連續(xù)逆流接觸。 一般的精餾裝置由精餾塔塔身、冷凝器、回流罐，以及再沸器等設備組成。進料從精餾塔中某段塔板上進人塔內，這塊塔板稱為進料板。進料板將精餾塔分為上下兩段，進料板以上部分稱為精餾段，進料板以下部分稱為提餾段。 板式精餾塔中溶液經過一塊塔板即相當于一次相平衡，塔板的數(shù)目越多則分離效果越明顯，但同時塔板費用也越高，故需要根據(jù)實際的費用及操作要求來確定塔板的數(shù)目。塔板是板式塔的主要構件，分為錯流式塔板和逆流式塔板兩類，工業(yè)中以錯流式為主，常用的錯流式塔板有：泡罩塔板，篩孔塔板，浮閥塔板。 斜孔塔板在結構上集中了篩板塔板、浮閥塔板和舌孔塔板存在的優(yōu)點，克服了它們的弱點，使其結果更加完美。首先，篩板塔板由于篩孔的汽速方向與霧沫夾帶方向平行導致篩板塔的霧沫夾帶加劇和板校較低。而斜孔塔盤特殊閥孔結構設計使氣體從閥孔沿與板面平行方向噴出，板上汽體流動矢量與霧沫夾帶矢量呈90o ,有利于減低霧沫夾帶。其次,浮閥塔板盡管閥孔的汽速與板面平行,但單個閥孔沿圓周的放射狀汽速方向與其他閥孔的汽速存在對撞,引起附加霧沫夾帶。與浮閥塔板不同,斜孔塔板的線性單向流動設計和相鄰兩排斜孔方向錯位相反排布,使任意兩個相鄰閥孔間的汽相對撞降至最低,使由于閥孔間氣體干擾引起的霧沫夾帶大幅下降。還有,斜孔塔板相鄰兩排斜孔方向錯位相反排布矢量相反,可保證氣體對液層的動量作用相互抵消,保持穩(wěn)定的液層和汽液接觸過程。舌孔塔板盡管單個閥孔的汽速與板面平行,但由于氣體對液體動量作用未能平衡,板上的液體受到汽速的干擾產生較大的位差,影響了塔板的正常工作,因此塔板上必須要求具備穩(wěn)定的液層以保證板上均勻穩(wěn)定的汽液傳質。 斜孔塔塔板在正常工作時，氣液兩相接觸良好允許的蒸氣負荷高，處理量大，壓降小，操作反應靈敏，是目前國內公認的高效塔型。由于塔內的蒸氣流速直接影響到塔板上的液層高度、氣液兩相的接觸時間與傳質效率，因此在酒精蒸餾過程中，應嚴格控制蒸氣的速度，以充分發(fā)探其優(yōu)點。酒精蒸餾過程中，影響蒸氣速度的因素很多。對于斜孔塔板來說，由于塔板本身沒有固定的液層，欲形成穩(wěn)定的液面高度，最主要的是進料要求平穩(wěn)，操作參數(shù)(溫度、壓力及回流比)變化小，內壓波動幅度不宜過大。在低負荷操作時，適當提高回流比，將塔內的實際負荷控制在塔的負荷下限以上，以穩(wěn)定操作。 斜孔塔盤的優(yōu)越性: 1:處理量大 斜孔塔板采用噴射態(tài)操作,孔動能因子比F1浮閥高30%以上,因此,在同樣塔徑和相同開孔率的條件下,處理量可比F1浮閥提高30%以上.斜孔塔板采用開小孔、多開孔的方式,閥孔之間的間距由于合理的設計可控制到較小范圍,因此在同樣橫截面積的條件下,斜孔塔板比Fl浮閥的開孔率更高。斜孔板處理量大的特點在許多裝置立足塔徑不變,板間距不變進行擴產改造時得以成功應用。 2:塔板效率高 斜孔塔板采用噴射態(tài)操作,汽液表面更新速率更快,可有效增強傳質系數(shù),因此斜孔塔板比FI浮閥的效率更高。斜孔塔板的斜孔尺寸大小一致,在板面上均布,氣泡分布均小;板面廣生數(shù)量大、單孔面積 小的氣泡,單位體積的傳質比表面積大,效率較高斜孔板板效率較高的特點在一些裝置立足板數(shù)不變,板間距不變進行提高產品質量改造時得以充分應用。 現(xiàn)階段的斜孔式精餾塔在結構細節(jié)設計方面還是存在一定的缺陷與不足，還需繼續(xù)改進與完善。 2、國內、外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2.1 國內發(fā)展狀況 在上世紀五十年代前我國斜孔塔基本上是空白的，第一個五年計劃期間我國建設了新的化工、石油裝置與設備，大部分設備從蘇聯(lián)引進，其技術基本上是三十年代水平。 塔器設備在煉油、化工、制藥等過程工業(yè)中占有重委地位,其性能的優(yōu)劣、技術水平的高低將直接影響產品的產量、質量、回收率,經濟效益等各個方面。因此研究和使用新型的塔器設備對于強化氣、液兩相傳質過程以及工業(yè)生產具有得要的意義。余國琮等人曾對精餾和萃取過程中塔器設備的作用和發(fā)展做過精辟分析，指出當前在環(huán)境保護和維持正常生態(tài)平衡提出更高要求的情況下,塔器設備性能的優(yōu)劣、技術水平的高低還可能涉及到某些化工工藝能否繼續(xù)維持下去的問題另一些研究人員亦對國外化工塔器的現(xiàn)狀和應用進行了深入分析。 我國在斜孔塔的研究開發(fā)工作方面雖然起步較晚，但在長期的努力和不斷吸取經驗總結下也取得很好成績，與國外差距不斷縮短。在1980年有關科研單位就開始了對斜孔塔板的研究開發(fā)，1993年始逐漸在工業(yè)中應用，并得到進一步的完善?，F(xiàn)在的斜孔塔盤已經在化工生產中得到越來越廣泛的應用。 2.2 國外發(fā)展狀況 斜孔塔作為重要的單元設備一直受到重視，在對原有塔板的改進和性能研究以及新型塔板的開發(fā)與應用等方面都取得了進展。在塔板研究方面，國外近三十年來，塔板是按泡罩、篩孔和浮閥這三種基本塔類而發(fā)展的，一些新開發(fā)的塔板多數(shù)也是這三種塔板的改進型，它們均有氣相分散的共同特點。真正有所創(chuàng)新的是六十年代推出的一些液相分散型（即噴霧液滴型）塔板。如原民主德國的PKB塔板（即Perfom塔板）和日本的垂直篩板（即New VST塔板）。它們的出現(xiàn)是板式塔發(fā)展中的重大進步，因此一問世即受到人們的普遍重視。原因主要還與蒸餾塔設計應更多考慮節(jié)能要求有關。到八十年代這一趨勢更為明顯，節(jié)能和滿足產品高純度要求，已成為主要研究目標之一。因此，相繼又出現(xiàn)了罩型擋板篩孔塔板和蒸汽對股流蒸餾塔板。總之，八十年代到九十年代國外塔器發(fā)展總的要求是：節(jié)能、高效和優(yōu)質。 為了加強工業(yè)技術的競爭力，長期以來，各國都在加強對塔器的研究力度，而最近幾年國外之所以放慢了關于塔的研究腳步，是因為現(xiàn)在已經研究出了塔盤的效率并不取決于塔盤的結構，而主要取決于物質的性質，如：揮發(fā)度、粘度、混合物的組分等。國外已經轉向研究“在提高處理能力和簡化結構的前提下，保持適當?shù)牟僮鲝椥院蛪毫担⒈M量提高塔盤的效率?！痹谛滦吞盍戏矫嬖谂Φ难芯堪l(fā)展有利于氣液分布均勻、高效和制造方面的填料。 斜孔塔在國外技術研究已經達到了成熟的階段，更多的技術突破還在等著人類去不斷探索。 3、課題研究的主要內容 3.1 準備工作 在互聯(lián)網或者圖書館等廣泛查閱相關科技文獻資料，也可以去工廠了解斜孔塔方面的各種知識，認識斜孔塔設計安裝的過程、原理、性能及應用。還應該了解斜孔塔在國內外應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。掌握基本知識點，計算方法等，并安排設計進度。 3.2 主體、零部件結構設計及材料選擇 各零部件的材料選擇，選擇斜孔塔的類型與結構，操作條件的選擇和操作方式的選擇。斜孔塔幾何設計和結構設計。 3.3 強度計算與校核 計算斜孔塔各部件尤其受壓部件的應力大小檢驗其強度是否在允許范圍內，按照國家壓力容器安全技術規(guī)定進行計算核算。 3.4 加工工藝、裝配程序、安全防腐等 選擇加工工藝，及編寫裝配程序，考慮安全性能及采取防腐措施。 3.5 繪制裝配圖及零部件圖 利用AutoCAD繪圖軟件繪制出斜孔塔的裝備圖及各個零件圖。 3.6 翻譯外文文獻，撰寫說明書 將外文文獻進行翻譯，并按要求編寫說明書。 4、 課題的進度安排 根據(jù)畢業(yè)設計課題任務書，初步擬定畢業(yè)設計實施方案如下： 12月7日～12月15日：查閱收集相關文獻資料，撰寫開題報告。 2月25日～3月13日：畢業(yè)實習，為畢業(yè)設計做好資料準備。 3月14日～3月21日：查閱文獻資料，擬定設計方案，開始課題設計。 3月22日～4月5日：斜孔塔的材料選擇及總體設計，強度計算并校核。 4月6日～4月20日：選擇加工工藝，裝配過程，考慮安全防腐等細節(jié) 。 4月21日～5月4日：依據(jù)設計步驟繪制零件圖，裝配圖。 5月5日～5月21日：撰寫畢業(yè)設計說明書，做好答辯準備。 5月22日～5月26日：畢業(yè)答辯。 參考文獻 [1] 路秀林，王者相.化工設備設計全書-塔設備［Ｍ］ .北京：化學工業(yè)出版社，2004 [2] 工程材料實用手冊編輯委員會.工程材料實用手冊［Ｍ］ .北京：中國標準出版社，2002 [3] 朱有庭.化工設備設計手冊［Ｍ］ .北京：化學工業(yè)出版社，2005 [4] 朱振華，邵澤波.過程裝備制造技術［Ｍ］ .北京：化學工業(yè)出版社，2011 [5] 華南理工大學化工原理教研組.化工過程及設備設計［Ｍ］ .廣州：華南理工 大學出版社，1986 [6] 趙惠清，蔡紀寧.化工制圖 ［Ｍ］ .北京：化學工業(yè)出版社，2015 [7] 譚蔚.化工設備設計基礎［Ｍ］ .天津：天津大學出版社，2014 指導教師批閱意見 指導教師(簽名)： 年 月 日