DN1100斜孔式精餾塔設(shè)計(jì)含11張CAD圖
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工作進(jìn)度檢查表
題目
DN1100斜孔式精餾塔設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
班級(jí)學(xué)號(hào)
專業(yè)
指
導(dǎo)
教
師
填
寫(xiě)
學(xué)生開(kāi)題情況
學(xué)生調(diào)研及查閱文獻(xiàn)情況
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原計(jì)劃有無(wú)調(diào)整
學(xué)生是否按計(jì)劃執(zhí)行工作進(jìn)度
學(xué)生是否能獨(dú)立完成工作任務(wù)
學(xué)生每周接受指導(dǎo)的次數(shù)及時(shí)間
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過(guò)程檢查記錄情況
學(xué)生的工作態(tài)度在相應(yīng)選項(xiàng)劃“√”
□認(rèn)真
□一般
□較差
尚存在的問(wèn)題及采取的措施：
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
工作記錄 5
指導(dǎo)時(shí)間： 2019年05月18日
在讓老師看說(shuō)明書(shū)時(shí)，老師指出了我格式上的錯(cuò)誤，如頁(yè)碼要居中，公式后面要有標(biāo)號(hào)。在選擇塔體材料要選筒體材料、裙座材料時(shí)，有Q235-B,Q235-A,Q235-B的含碳量在0.12%-0.20%之間，Q235-A的含碳量在0.14%-0.22%之間，其中前者的結(jié)械性能更好，后者的制造成本較低，那選哪個(gè)呢？
指導(dǎo)老師評(píng)語(yǔ)：
材料選擇要綜合考慮，首先考慮實(shí)用性，再考慮經(jīng)濟(jì)性。筒體的話可以用Q235-A
工作記錄 6
指導(dǎo)時(shí)間：2019年05月21日
在設(shè)計(jì)除沫器時(shí)，老師有問(wèn)過(guò)我關(guān)于除沫器的知識(shí)，我當(dāng)時(shí)知道除沫器是除氣體中的霧氣，而后氣體才能排出，后來(lái)查了查書(shū)，知道了更進(jìn)一步的知識(shí)，減少液體的夾帶損失，確保氣體純度，減少塔的腐蝕度，改善塔的操作環(huán)境，就是不知道除沫器要不要經(jīng)常清洗？
指導(dǎo)老師評(píng)語(yǔ)：
除沫器由于安裝的位置的緣故不用經(jīng)常清洗，自身具有一定的清洗功能，可以在設(shè)備大修時(shí)再處理。
工作記錄 1
指導(dǎo)時(shí)間： 2019年03月10日
前幾天，指導(dǎo)老師給我們進(jìn)行了的指導(dǎo)，我們受益良多，并且老師還給我們流了設(shè)計(jì)的專業(yè)問(wèn)題，讓我們思考和提問(wèn)：其中一個(gè)問(wèn)題是本次設(shè)計(jì)的塔設(shè)備的工作原理是什么？ 在斜孔塔內(nèi)的支承板（篩板）上放置一定量的輕質(zhì)球形，在斜孔塔篩板上引起氣、液的密切接觸，有效地進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱和除塵作用。此外，由于小球各向無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，表面經(jīng)常受到碰撞、沖洗，在一定空塔氣速下，會(huì)產(chǎn)生自身清凈作用。老師指導(dǎo)的很好，剩下要靠我們自己多看書(shū)，至于要提問(wèn)題，那就問(wèn)一下斜孔塔和填料塔吧，它們內(nèi)部有些不同，不知道外部的結(jié)構(gòu)是不是相似？
指導(dǎo)老師評(píng)語(yǔ)：
外部結(jié)構(gòu)可以更加相似。當(dāng)然，你可以選擇結(jié)構(gòu)不同的，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的很大一部分內(nèi)容就是選擇。
工作記錄 2
指導(dǎo)時(shí)間：2019年03月17日
設(shè)計(jì)斜孔塔時(shí)，碰見(jiàn)靜止床層高度、板間距和塔徑的關(guān)系。靜止床層高度與塔徑之比小于1時(shí)，易發(fā)生節(jié)涌和溝流現(xiàn)象。靜止床層高度等于（0.15－0.4）的塔板間距。塔徑是1300mm，板間距一般是是1000-1500mm，那靜止床層高怎么寫(xiě)?
指導(dǎo)老師評(píng)語(yǔ)：
流體力學(xué)計(jì)算屬于化工工藝方面的，對(duì)你們沒(méi)有要求。你們是做化工機(jī)械方面的，化工工藝方面的數(shù)據(jù)除了任務(wù)書(shū)給的，自己選取就可以了。怎么選？參考有關(guān)資料，在合適范圍內(nèi)就行。所以多看點(diǎn)資料是必要的。
工作記錄 3
指導(dǎo)時(shí)間： 2019年03月24日
蓮蓬頭式噴淋器，液體在管道靜壓作用下由小孔噴出，均勻地灑在填料表面，在壓力穩(wěn)定的場(chǎng)合，可以達(dá)到較均勻的噴淋效果。這種噴淋器一般用于D<600mm 的小塔中，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是小孔易堵，不適于處理污濁液體; 操作時(shí)液體必須有一定的壓頭，否則噴淋半徑改變，不能保證良好的分布。斜孔精餾塔塔的塔徑是1100mm，要不要選用蓮蓬頭式噴淋器？
指導(dǎo)老師評(píng)語(yǔ)：
液體分布裝置很多，有槽式、管式、 噴射式、 盤(pán)式等，你應(yīng)該根據(jù)具體情況選擇。選擇是否合理，說(shuō)明是否充分影響的質(zhì)量。不是說(shuō)蓮蓬頭一定不行，是何者更合理的問(wèn)題
工作記錄 4
指導(dǎo)時(shí)間： 2019年04月15日
塔體常用裙座支承，裙座結(jié)構(gòu)有兩種型式，一般為圓筒形，當(dāng)需增加裙座筒體斷面積慣性矩或者需減小混凝土基礎(chǔ)頂面的正應(yīng)力時(shí)，采用圓錐形。裙座較其他支座(如支腳) 的結(jié)構(gòu)性能好，連接處產(chǎn)生的局部應(yīng)力也最小，所以它是塔設(shè)備的主要支座形式。這個(gè)斜孔精餾塔塔上有裙座嗎？
指導(dǎo)老師評(píng)語(yǔ)：
支座的形式根據(jù)安裝情況選定。一般選用圓筒形裙座。
指導(dǎo)教師評(píng)閱表
學(xué) 院： 專業(yè)：
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
班 級(jí)
專 業(yè)
機(jī)
指導(dǎo)教師姓名
課題名稱
DN1100斜孔式精餾塔設(shè)計(jì)
評(píng)語(yǔ)：
該同學(xué)態(tài)度很好，按時(shí)完成了規(guī)定的工作量，對(duì)設(shè)計(jì)初稿進(jìn)行了5次以上的修改，設(shè)計(jì)材料完整規(guī)范，設(shè)計(jì)質(zhì)量比較好；設(shè)計(jì)中查閱了大量關(guān)于斜孔塔設(shè)備的文獻(xiàn)資料，對(duì)各種文獻(xiàn)有一定的處理能力；有一定的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力；具有很好的自學(xué)能力，設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)了比較多的化工知識(shí)，并能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決設(shè)計(jì)中的某些新問(wèn)題；圖紙、說(shuō)明書(shū)質(zhì)量一般，圖面整潔，線條、文字及尺寸標(biāo)注等符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，說(shuō)明書(shū)資料詳實(shí)，數(shù)據(jù)較充分，計(jì)算較準(zhǔn)確，分析較詳細(xì)。
是否同意參加答辯：
是□ 否□
指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)
分值：75
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
任務(wù)書(shū)
學(xué)院： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)教師
學(xué)生姓名
課題名稱
DN1100斜孔式精餾塔設(shè)計(jì)
內(nèi)容及任務(wù)
擬設(shè)計(jì)一斜孔塔，用于笨-甲苯溶液精餾。
給定設(shè)計(jì)參數(shù)如下：
塔內(nèi)徑： 1100 mm 塔高：23 m
設(shè)計(jì)壓力：0.35MPa 設(shè)計(jì)溫度：115℃
腐蝕余量：4mm 安裝地區(qū)：自定
需完成的主要內(nèi)容如下：
1、緒論
2、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3、材料選擇及零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4、強(qiáng)度計(jì)算與校核
5、加工工藝、裝配程序、安全防腐等
6、繪制裝配圖及零部件圖
7、翻譯外文文獻(xiàn)
擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo)
1、首先需在互聯(lián)網(wǎng)、圖書(shū)館、工廠廣泛查閱相關(guān)科技資料
2、進(jìn)行結(jié)構(gòu)、材料及裝置選擇論證時(shí)，要求資料詳實(shí)，數(shù)據(jù)充分
3、進(jìn)行強(qiáng)度校核時(shí)，要求計(jì)算準(zhǔn)確，分析詳細(xì)，公式的字母含義應(yīng)標(biāo)明
4、查閱15篇以上與題目相關(guān)的文獻(xiàn)，其中近三年的文獻(xiàn)不少于5篇，鼓勵(lì)引用一定的外文文獻(xiàn)；按要求格式獨(dú)立撰寫(xiě)不少于12000字的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；寫(xiě)出不少于400字的中文摘要，關(guān)鍵詞的個(gè)數(shù)一般取5個(gè)左右；鼓勵(lì)翻譯一篇本專業(yè)外文文獻(xiàn)
5、完成不少于3張零號(hào)圖紙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、裝配圖和零件圖，其中應(yīng)包含一張以上用計(jì)算機(jī)繪制的具有中等難度的1號(hào)圖紙，同時(shí)至少有折合4號(hào)圖幅以上的圖紙用手工繪制，并要求圖面整潔，視圖齊全，布局合理，線條、文字及尺寸標(biāo)注等均應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定
進(jìn)度安排
起止日期
工作內(nèi)容
備注
2月18日—3月1日
3月4日—3月15日
3月18日—5月24日
5月27日—5月31日
畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研
集中實(shí)習(xí)
畢業(yè)設(shè)計(jì)
畢業(yè)答辯
主要參考資料
[1] 路秀林，王者相.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū)-塔設(shè)備［Ｍ］ .北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004
[2] 工程材料實(shí)用手冊(cè)編輯委員會(huì).工程材料實(shí)用手冊(cè)［Ｍ］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002
[3] 朱有庭.化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005
[4] 朱振華，邵澤波.過(guò)程裝備制造技術(shù)［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011
[5] 華南理工大學(xué)化工原理教研組.化工過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì)［Ｍ］.廣州：華南理工
大學(xué)出版社，1986
[6] 趙惠清，蔡紀(jì)寧.化工制圖 ［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015
[7] 譚蔚.化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)［Ｍ］.天津：天津大學(xué)出版社，2014
[8] 李群松.化工容器及設(shè)備［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014
教研室
意見(jiàn)
本課題符合專業(yè)人才培養(yǎng)要求，設(shè)計(jì)任務(wù)飽滿，同意下達(dá)任務(wù)書(shū) □
本課題不符合專業(yè)人才培養(yǎng)要求，不同意下達(dá)任務(wù)書(shū)□
教研室主任（簽章）：
年 月 日
開(kāi)題報(bào)告
題 目
DN1100斜孔式精餾塔設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
班級(jí)學(xué)號(hào)
專業(yè)
1、課題研究目的與意義
精餾塔是進(jìn)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(zhì)，使液相中的輕組分(低沸物)轉(zhuǎn)移到氣相中，而氣相中的重組分(高沸物)轉(zhuǎn)移到液相中，從而實(shí)現(xiàn)分離的目的。精餾塔也是石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛的一種傳質(zhì)傳熱裝置。
無(wú)論是平衡蒸餾還是簡(jiǎn)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(chǎn)品。在石油化工生產(chǎn)中常常要求獲得純度很高的產(chǎn)品，通過(guò)精餾過(guò)程可以獲得這種高純度的產(chǎn)品。精餾過(guò)程所用的設(shè)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(shè)備組成。進(jìn)料從精餾塔中某段塔板上進(jìn)人塔內(nèi)，這塊塔板稱為進(jìn)料板。進(jìn)料板將精餾塔分為上下兩段，進(jìn)料板以上部分稱為精餾段，進(jìn)料板以下部分稱為提餾段。
板式精餾塔中溶液經(jīng)過(guò)一塊塔板即相當(dāng)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(shí)塔板費(fèi)用也越高，故需要根據(jù)實(shí)際的費(fèi)用及操作要求來(lái)確定塔板的數(shù)目。塔板是板式塔的主要構(gòu)件，分為錯(cuò)流式塔板和逆流式塔板兩類，工業(yè)中以錯(cuò)流式為主，常用的錯(cuò)流式塔板有：泡罩塔板，篩孔塔板，浮閥塔板。
斜孔塔板在結(jié)構(gòu)上集中了篩板塔板、浮閥塔板和舌孔塔板存在的優(yōu)點(diǎn)，克服了它們的弱點(diǎn)，使其結(jié)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(dǎo)致篩板塔的霧沫夾帶加劇和板校較低。而斜孔塔盤(pán)特殊閥孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使氣體從閥孔沿與板面平行方向噴出，板上汽體流動(dòng)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(gè)閥孔沿圓周的放射狀汽速方向與其他閥孔的汽速存在對(duì)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(dòng)設(shè)計(jì)和相鄰兩排斜孔方向錯(cuò)位相反排布,使任意兩個(gè)相鄰閥孔間的汽相對(duì)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(cuò)位相反排布矢量相反,可保證氣體對(duì)液層的動(dòng)量作用相互抵消,保持穩(wěn)定的液層和汽液接觸過(guò)程。舌孔塔板盡管單個(gè)閥孔的汽速與板面平行,但由于氣體對(duì)液體動(dòng)量作用未能平衡,板上的液體受到汽速的干擾產(chǎn)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(zhì)。
斜孔塔塔板在正常工作時(shí)，氣液兩相接觸良好允許的蒸氣負(fù)荷高，處理量大，壓降小，操作反應(yīng)靈敏，是目前國(guó)內(nèi)公認(rèn)的高效塔型。由于塔內(nèi)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(shí)間與傳質(zhì)效率，因此在酒精蒸餾過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制蒸氣的速度，以充分發(fā)探其優(yōu)點(diǎn)。酒精蒸餾過(guò)程中，影響蒸氣速度的因素很多。對(duì)于斜孔塔板來(lái)說(shuō)，由于塔板本身沒(méi)有固定的液層，欲形成穩(wěn)定的液面高度，最主要的是進(jìn)料要求平穩(wěn)，操作參數(shù)(溫度、壓力及回流比)變化小，內(nèi)壓波動(dòng)幅度不宜過(guò)大。在低負(fù)荷操作時(shí)，適當(dāng)提高回流比，將塔內(nèi)的實(shí)際負(fù)荷控制在塔的負(fù)荷下限以上，以穩(wěn)定操作。
斜孔塔盤(pán)的優(yōu)越性:
1:處理量大
斜孔塔板采用噴射態(tài)操作,孔動(dòng)能因子比F1浮閥高30%以上,因此,在同樣塔徑和相同開(kāi)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(kāi)小孔、多開(kāi)孔的方式,閥孔之間的間距由于合理的設(shè)計(jì)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(kāi)孔率更高。斜孔板處理量大的特點(diǎn)在許多裝置立足塔徑不變,板間距不變進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)改造時(shí)得以成功應(yīng)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(qiáng)傳質(zhì)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(zhì)比表面積大,效率較高斜孔板板效率較高的特點(diǎn)在一些裝置立足板數(shù)不變,板間距不變進(jìn)行提高產(chǎn)品質(zhì)量改造時(shí)得以充分應(yīng)用。
現(xiàn)階段的斜孔式精餾塔在結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)方面還是存在一定的缺陷與不足，還需繼續(xù)改進(jìn)與完善。
2、國(guó)內(nèi)、外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
2.1 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r
在上世紀(jì)五十年代前我國(guó)斜孔塔基本上是空白的，第一個(gè)五年計(jì)劃期間我國(guó)建設(shè)了新的化工、石油裝置與設(shè)備，大部分設(shè)備從蘇聯(lián)引進(jìn)，其技術(shù)基本上是三十年代水平。
塔器設(shè)備在煉油、化工、制藥等過(guò)程工業(yè)中占有重委地位,其性能的優(yōu)劣、技術(shù)水平的高低將直接影響產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量、回收率,經(jīng)濟(jì)效益等各個(gè)方面。因此研究和使用新型的塔器設(shè)備對(duì)于強(qiáng)化氣、液兩相傳質(zhì)過(guò)程以及工業(yè)生產(chǎn)具有得要的意義。余國(guó)琮等人曾對(duì)精餾和萃取過(guò)程中塔器設(shè)備的作用和發(fā)展做過(guò)精辟分析，指出當(dāng)前在環(huán)境保護(hù)和維持正常生態(tài)平衡提出更高要求的情況下,塔器設(shè)備性能的優(yōu)劣、技術(shù)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(wèn)題另一些研究人員亦對(duì)國(guó)外化工塔器的現(xiàn)狀和應(yīng)用進(jìn)行了深入分析。
我國(guó)在斜孔塔的研究開(kāi)發(fā)工作方面雖然起步較晚，但在長(zhǎng)期的努力和不斷吸取經(jīng)驗(yàn)總結(jié)下也取得很好成績(jī)，與國(guó)外差距不斷縮短。在1980年有關(guān)科研單位就開(kāi)始了對(duì)斜孔塔板的研究開(kāi)發(fā)，1993年始逐漸在工業(yè)中應(yīng)用，并得到進(jìn)一步的完善?，F(xiàn)在的斜孔塔盤(pán)已經(jīng)在化工生產(chǎn)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
2.2 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r
斜孔塔作為重要的單元設(shè)備一直受到重視，在對(duì)原有塔板的改進(jìn)和性能研究以及新型塔板的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用等方面都取得了進(jìn)展。在塔板研究方面，國(guó)外近三十年來(lái)，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(kāi)發(fā)的塔板多數(shù)也是這三種塔板的改進(jìn)型，它們均有氣相分散的共同特點(diǎn)。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(guó)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(jìn)步，因此一問(wèn)世即受到人們的普遍重視。原因主要還與蒸餾塔設(shè)計(jì)應(yīng)更多考慮節(jié)能要求有關(guān)。到八十年代這一趨勢(shì)更為明顯，節(jié)能和滿足產(chǎn)品高純度要求，已成為主要研究目標(biāo)之一。因此，相繼又出現(xiàn)了罩型擋板篩孔塔板和蒸汽對(duì)股流蒸餾塔板?？傊耸甏骄攀甏鷩?guó)外塔器發(fā)展總的要求是：節(jié)能、高效和優(yōu)質(zhì)。
為了加強(qiáng)工業(yè)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力，長(zhǎng)期以來(lái)，各國(guó)都在加強(qiáng)對(duì)塔器的研究力度，而最近幾年國(guó)外之所以放慢了關(guān)于塔的研究腳步，是因?yàn)楝F(xiàn)在已經(jīng)研究出了塔盤(pán)的效率并不取決于塔盤(pán)的結(jié)構(gòu)，而主要取決于物質(zhì)的性質(zhì)，如：揮發(fā)度、粘度、混合物的組分等。國(guó)外已經(jīng)轉(zhuǎn)向研究“在提高處理能力和簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的前提下，保持適當(dāng)?shù)牟僮鲝椥院蛪毫?，并盡量提高塔盤(pán)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(guó)外技術(shù)研究已經(jīng)達(dá)到了成熟的階段，更多的技術(shù)突破還在等著人類去不斷探索。
3、課題研究的主要內(nèi)容
3.1 準(zhǔn)備工作
在互聯(lián)網(wǎng)或者圖書(shū)館等廣泛查閱相關(guān)科技文獻(xiàn)資料，也可以去工廠了解斜孔塔方面的各種知識(shí)，認(rèn)識(shí)斜孔塔設(shè)計(jì)安裝的過(guò)程、原理、性能及應(yīng)用。還應(yīng)該了解斜孔塔在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。掌握基本知識(shí)點(diǎn)，計(jì)算方法等，并安排設(shè)計(jì)進(jìn)度。
3.2 主體、零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料選擇
各零部件的材料選擇，選擇斜孔塔的類型與結(jié)構(gòu)，操作條件的選擇和操作方式的選擇。斜孔塔幾何設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
3.3 強(qiáng)度計(jì)算與校核
計(jì)算斜孔塔各部件尤其受壓部件的應(yīng)力大小檢驗(yàn)其強(qiáng)度是否在允許范圍內(nèi)，按照國(guó)家壓力容器安全技術(shù)規(guī)定進(jìn)行計(jì)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(xiě)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(gè)零件圖。
3.6 翻譯外文文獻(xiàn)，撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)
將外文文獻(xiàn)進(jìn)行翻譯，并按要求編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。
4、 課題的進(jìn)度安排
根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)書(shū)，初步擬定畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施方案如下：
12月7日～12月15日：查閱收集相關(guān)文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。
2月25日～3月13日：畢業(yè)實(shí)習(xí)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做好資料準(zhǔn)備。
3月14日～3月21日：查閱文獻(xiàn)資料，擬定設(shè)計(jì)方案，開(kāi)始課題設(shè)計(jì)。
3月22日～4月5日：斜孔塔的材料選擇及總體設(shè)計(jì)，強(qiáng)度計(jì)算并校核。
4月6日～4月20日：選擇加工工藝，裝配過(guò)程，考慮安全防腐等細(xì)節(jié) 。
4月21日～5月4日：依據(jù)設(shè)計(jì)步驟繪制零件圖，裝配圖。
5月5日～5月21日：撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，做好答辯準(zhǔn)備。
5月22日～5月26日：畢業(yè)答辯。
參考文獻(xiàn)
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指導(dǎo)教師批閱意見(jiàn)
指導(dǎo)教師(簽名)： 年 月 日
DN1100斜孔式精餾塔設(shè)計(jì)
摘 要
本次設(shè)計(jì)的是DN1100斜孔式精餾塔，其中DN1100表示的是該塔的塔內(nèi)徑。斜孔式精餾塔屬于板式塔的一種，其塔盤(pán)采用的是斜孔塔盤(pán)，斜孔塔充分地結(jié)合了篩板塔和浮閥塔的優(yōu)點(diǎn)。斜孔塔盤(pán)是屬于噴射型塔盤(pán)，近似于篩孔塔板，流動(dòng)狀態(tài)比篩孔塔板合理，性能比篩孔塔板優(yōu)越。不過(guò)也有類似篩孔塔板的缺點(diǎn)，如有設(shè)計(jì)方法和使用技巧不正確時(shí)，容易被誤會(huì)為彈性小，不好操作而得不到重視。其與浮閥塔盤(pán)相比，彈性不如浮閥塔盤(pán)，但處理量大大超過(guò)浮閥塔盤(pán)。斜孔塔盤(pán)優(yōu)缺點(diǎn)并存，本設(shè)計(jì)的目的就是要盡量放大其具備的優(yōu)點(diǎn)，再進(jìn)一步縮小其缺點(diǎn)，提高塔盤(pán)的處理效率，解決斜孔容易堵塞以及設(shè)計(jì)使用方法復(fù)雜等難題，讓其得到工人們的認(rèn)可，并將其推廣發(fā)揚(yáng)。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，我通過(guò)塔體載荷，塔體的強(qiáng)度等不同方面的數(shù)據(jù)計(jì)算來(lái)設(shè)計(jì)斜孔塔盤(pán)的最優(yōu)數(shù)值，根據(jù)計(jì)算得出的數(shù)值來(lái)進(jìn)一步確定塔盤(pán)的最佳擺放位置與最優(yōu)開(kāi)孔方式。為了使斜孔塔盤(pán)能發(fā)揮其最大的功效，在選材方面也要進(jìn)行慎重考慮。最后一步就是塔設(shè)備安裝與運(yùn)輸計(jì)劃的制定，以及防腐工作計(jì)劃的確定。除此之外，對(duì)于斜孔塔盤(pán)的加工工藝過(guò)程也需有詳細(xì)的加工計(jì)劃。
關(guān)鍵詞：斜孔塔盤(pán)；精餾塔；噴射型；板式塔；DN1100；設(shè)計(jì)
ABSTRACT
I designed DN1100 oblique-hole distillation column, in which DN1100 represents the length of the inner diameter of the tower. The oblique-orifice distillation tower is a kind of plate-type tower. Its tray adopts oblique-orifice tray, which fully combines the advantages of sieve tray and float valve tray. The oblique-orifice tray belongs to jet-type tray, which is similar to sieve-orifice tray. Its flow state is more reasonable than sieve-orifice tray and its performance is superior to sieve-orifice tray. However, there are some shortcomings similar to the sieve tray. If the design method and use skills are incorrect, it is easy to be misunderstood as small elasticity, poor operation and not paid attention to. Compared with the valve tray, the elasticity of the valve tray is not as good as that of the valve tray, but the throughput of the valve tray is much larger than that of the valve tray. The oblique hole tray has both advantages and disadvantages. The purpose of my design is to enlarge its advantages as far as possible, further narrow its disadvantages, improve the tray's treatment efficiency, solve the problems of easy blockage of oblique hole and complex calculation method, so that it can be recognized by workers and promoted. Throughout the whole design process, I design the optimum value of the inclined hole tray by calculating the mass of the tower, the load of the quality of the tower equipment, the strength of the tower body and other data. According to the calculated value, I further determine the optimum position of the tray and the optimum opening mode. In order to make the oblique orifice tray play its most effective role, careful consideration should also be taken in material selection. In addition, a detailed processing plan is also needed for the industrial process of inclined hole tray.
Key words: sieve tray tower; tray; reducing liquid;Inclined hole tray
目錄
1概 述 1
1.1塔設(shè)備的簡(jiǎn)介 1
1.2 精餾塔的簡(jiǎn)介 1
1.3 斜孔塔盤(pán)的介紹 2
1.4 DN1100斜孔式精餾塔的介紹 2
2塔體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2
2.1塔體設(shè)計(jì)內(nèi)容 3
2.1.1設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 3
2.1.2塔體結(jié)構(gòu)圖 3
2.2 材料型號(hào)的選擇確定 4
2.3塔體、封頭壁厚計(jì)算及確定 4
2.3.1塔體厚度的計(jì)算 4
2.3.2封頭厚度計(jì)算 5
2.4塔設(shè)備質(zhì)量載荷計(jì)算 5
2.4.1塔體總質(zhì)量計(jì)算 5
2.4.2風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩計(jì)算 6
2.4.3地震彎矩計(jì)算 7
2.4.4最大彎矩 8
3塔體的強(qiáng)度校核 10
3.1.塔體的強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性校核 10
3.1.1塔體危險(xiǎn)截面軸向應(yīng)力計(jì)算 10
3.1.2塔體危險(xiǎn)截面強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性校核 10
3.2裙座的強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算與核驗(yàn) 10
3.2.1裙座底部危險(xiǎn)截面軸向應(yīng)力計(jì)算： 11
3.2.2裙座維修檢查孔洞截面的強(qiáng)度計(jì)算與校核 11
3.2.3裙座底部焊縫強(qiáng)度的計(jì)算與校核 12
3.3水壓試驗(yàn)時(shí)塔體的強(qiáng)度計(jì)算和穩(wěn)定性核驗(yàn) 12
3.3.1水壓試驗(yàn)時(shí)塔體截面的強(qiáng)度校核與計(jì)算 12
3.3.2水壓試驗(yàn)時(shí)裙座底部截面的強(qiáng)度和軸向穩(wěn)定性校核 12
4 基礎(chǔ)環(huán)板與開(kāi)孔設(shè)計(jì) 13
4.1基礎(chǔ)環(huán)板設(shè)計(jì) 13
4.1.1基礎(chǔ)環(huán)板內(nèi)外徑的確定 13
4.1.2混泥土強(qiáng)度校核 13
4.1.3基礎(chǔ)環(huán)板厚度設(shè)計(jì) 13
4.1.4地腳螺栓的設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)計(jì)算 14
4.1.5筋板的設(shè)計(jì)與計(jì)算 15
4.1.6蓋板的設(shè)計(jì)和計(jì)算 16
4.2開(kāi)孔及開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算與核驗(yàn) 16
4.2.1甲苯進(jìn)口N02開(kāi)孔及開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng) 16
4.2.2苯進(jìn)口N04開(kāi)孔及開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng) 18
4.2.3甲苯出口N08開(kāi)孔及開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng) 19
4.2.4人孔開(kāi)孔及其開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng) 21
5 精餾塔輔助裝置的介紹與選擇 23
5.1管殼式換熱器的介紹與選擇 23
5.2冷凝器 24
5.3再沸器的介紹與選擇 24
5.4塔釜隔板的介紹與選擇 25
5.5加熱蒸汽鼓泡管 26
5.6接管結(jié)構(gòu)的選擇 26
5.7溢流裝置的介紹以及安裝方式選擇 26
6 塔設(shè)備的制造、安裝及運(yùn)輸 28
6.1制造，組裝與安裝 28
6.2焊接及其特點(diǎn)與熱處理 29
6.3塔器的腐蝕與防腐措施 29
參考文獻(xiàn) 30
致謝 31
附錄 33
1概 述
1.1塔設(shè)備的簡(jiǎn)介
塔設(shè)備是化工，石油化工和煉油等生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。它可使氣液兩相之間進(jìn)行緊密接觸，從而達(dá)到傳質(zhì)傳熱的效果。精餾和萃取是塔設(shè)備完成的最為常見(jiàn)的操作。塔設(shè)備還可以對(duì)氣體進(jìn)行清洗，干燥與冷卻回收。
塔設(shè)備主要是分為了板式塔與填料塔兩大類。顧名思義,板式塔內(nèi)會(huì)裝有一定數(shù)量的塔板，兩相的組分濃度沿塔高呈階梯式變化。板式塔種類繁多，各種塔種都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，因而所作為的比較都有一定的相對(duì)性。而且，近年來(lái)有人認(rèn)為，不管塔盤(pán)構(gòu)造如何，只要在最適合的條件下即可以達(dá)到良好的操作，從而否認(rèn)了在塔盤(pán)結(jié)構(gòu)上下大功夫的必要性。但是，事實(shí)上，塔盤(pán)的結(jié)構(gòu)會(huì)影響流體力學(xué)狀態(tài)和傳質(zhì)性能，故而對(duì)它的研究是十分必要的。對(duì)塔型的評(píng)價(jià)具體可以分為以下幾個(gè)方面比較：生產(chǎn)能力，塔板效率，操作彈性，氣體通過(guò)塔盤(pán)的壓力降，造價(jià)，操作是否方便等。通過(guò)一些簡(jiǎn)單的對(duì)比，浮閥塔盤(pán)在效率與價(jià)格等方面都比泡罩塔強(qiáng)，所以應(yīng)用廣泛。篩板塔造價(jià)低廉，壓力降小，除操作彈性較差外，其他性能接近浮閥塔盤(pán)，這是篩板塔盤(pán)今年來(lái)使用廣泛的原因。
1.2 精餾塔的簡(jiǎn)介
精餾塔是進(jìn)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，通過(guò)加熱使沸點(diǎn)較低的組分蒸發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)分離的目的。精餾塔是一種應(yīng)用極為廣泛的傳質(zhì)傳熱裝置。
精餾塔主要類型有：板式塔與填料塔。連續(xù)精餾和間接性精餾是其兩種不同的操作方式。
塔盤(pán)等于塔板，是板式塔氣液兩相接觸傳質(zhì)的部位，也是板式精餾塔的核心位置，其形式多種多樣，包括：泡罩塔盤(pán)，浮閥塔盤(pán)，篩孔塔盤(pán)，舌型塔盤(pán)，斜孔塔盤(pán)，網(wǎng)孔塔盤(pán)，導(dǎo)向浮閥型塔盤(pán)，穿流型塔盤(pán)，旋流型塔盤(pán)以及其他塔盤(pán)。工業(yè)發(fā)展迅速，為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)要求，所以陸續(xù)改造出各種新塔型，正是如此才衍生出這么多種塔盤(pán)。本次設(shè)計(jì)是斜孔塔盤(pán)，所以只會(huì)介紹有關(guān)斜孔塔盤(pán)的知識(shí)。決定塔的操作性能主要由三大部分組成：氣體通道，溢流堰，降液管。
1.3 斜孔塔盤(pán)的介紹
斜孔塔盤(pán)是屬于噴射型塔盤(pán)，近似于篩孔塔板，流動(dòng)狀態(tài)比篩孔塔板合理，性能比篩孔塔板優(yōu)越。不過(guò)也有類似篩孔塔板一定的缺點(diǎn)，如有設(shè)計(jì)方法和使用計(jì)較不正確，容易被誤會(huì)為彈性小，不好操作而得不到重視。其與浮閥相比，彈性不如浮閥，但處理量大大超過(guò)浮閥。
斜孔塔盤(pán)上沖有一定形狀的斜孔，斜孔開(kāi)口方向與液留方向垂直，相鄰兩排斜孔的開(kāi)口方向相反，避免了氣液并流所造成的液留不斷加速和某些塔盤(pán)的氣流對(duì)吹現(xiàn)象，因而液層均勻，霧沫夾帶量小，塔板效率有所提高。但因?yàn)樾笨姿P(pán)的開(kāi)孔是固定的，因此，操作彈性比浮閥塔盤(pán)小。
斜孔：目前工業(yè)上采用的是K型斜孔，除前端開(kāi)口外，兩側(cè)也開(kāi)口，孔的周邊向里彎曲。斜孔的尺寸，可根據(jù)具體情況而變化，而且也可以通過(guò)改變斜孔開(kāi)口高度來(lái)改變斜孔的開(kāi)口面積。通常的開(kāi)口長(zhǎng)度為18mm，開(kāi)口高度為4-6mm。開(kāi)孔面積可根據(jù)開(kāi)口的幾何尺寸來(lái)計(jì)算。
斜孔塔盤(pán)在正常操作時(shí)，斜孔開(kāi)口的氣體動(dòng)能因數(shù)可取12-15，當(dāng)要求較大的操作彈性時(shí)，可選取較高的動(dòng)能因素，此外相應(yīng)的塔板阻力及霧沫夾帶也有所增加。確定了開(kāi)口除的氣體動(dòng)能因數(shù)，就可以算出相應(yīng)的氣體孔速和塔板開(kāi)孔率。
1.4 DN1100斜孔式精餾塔的介紹
斜孔孔式精餾塔是屬于板式塔的一種，其所使用的塔盤(pán)是斜孔塔盤(pán)。斜孔塔誕生的時(shí)間是比較晚，但隨著工業(yè)水平的發(fā)展，科學(xué)家們通過(guò)對(duì)結(jié)合篩板塔，浮閥塔的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行改造得到的現(xiàn)在的斜孔式塔盤(pán)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作效率高的斜孔塔盤(pán)得到工業(yè)上的重視，又通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究以及工業(yè)上的實(shí)踐，人們對(duì)斜孔塔盤(pán)有了更加全面的認(rèn)識(shí)與了解，同時(shí)也對(duì)斜孔塔的技術(shù)有了質(zhì)變的提升，所以現(xiàn)在的斜孔塔盤(pán)技術(shù)趨于成熟，從此之后，斜孔塔便得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。斜孔式精餾塔有其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，造價(jià)低廉，壓力降小，效率高，霧沫夾帶量小，所以目前在精餾塔里面是應(yīng)用非常廣泛的，本次設(shè)計(jì)就是斜孔式篩板塔對(duì)甲苯，苯混合溶液的精餾，具體設(shè)計(jì)見(jiàn)下文。
2塔體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1塔體設(shè)計(jì)內(nèi)容
2.1.1設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)
表1 設(shè)計(jì)參數(shù)
設(shè)計(jì)壓力MPa
0.35
介質(zhì)
笨，甲苯
設(shè)計(jì)溫度 ℃
115
介質(zhì)特性
易燃 中度危害
腐蝕余量mm
4
壓力容器類別
一類（D1）
水壓試驗(yàn)壓力
0.6
地震基本烈度
8（0.1g）
設(shè)計(jì)風(fēng)壓N/㎡
400
地震分組
第一組
焊接接頭系數(shù)
0.75
場(chǎng)土地類別
Ⅱ
殼體材料
16MnR
場(chǎng)地土粗糙類別
B
裙座材料
組合件
保溫層材料與厚度mm
巖棉/90
塔高
23m
塔內(nèi)徑
1100mm
2.1.2塔體結(jié)構(gòu)圖
圖一 板式塔結(jié)構(gòu)
圖2 塔體分段示意圖
2.2 材料型號(hào)的選擇確定
塔體與裙座材料選用Q345R，其中
塔板材料選用Q235·B，塔體與裙座對(duì)接焊接，塔體焊接頭焊接系數(shù)
2.3塔體、封頭壁厚計(jì)算及確定
2.3.1塔體厚度的計(jì)算
根據(jù)剛度和強(qiáng)度的嚴(yán)格要求，確定塔體厚度最小極限值
考慮到腐蝕余量C=4mm，經(jīng)圓整，取
塔體厚度：
2.3.2封頭厚度計(jì)算
采用的是標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭
考慮到腐蝕余量C=4mm，經(jīng)圓整，取
封頭厚度：
2.4塔設(shè)備質(zhì)量載荷計(jì)算
2.4.1塔體總質(zhì)量計(jì)算
①、裙座質(zhì)量
=5*330+24*330+2*180=9930kg
②、人孔、法蘭、接孔等附件質(zhì)量
=0.2M01=0.2*9930=1986kg
③、內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量
=P/4*1.3*1.3*54*65=4660kg
④、保溫層質(zhì)量
=p/4*（1.504*1.504-1.324*1.324）*30*799=4639kg
⑤、平臺(tái)，扶梯質(zhì)量
=400*5+40*30=3200kg
說(shuō)明：平臺(tái)數(shù)量n=30，扶梯使用籠式扶梯，單位質(zhì)量為40kg/m，平臺(tái)共有五層，每層400kg，
⑥、操作時(shí)物料質(zhì)量
⑦、充水質(zhì)量
⑧、整個(gè)塔器的操作質(zhì)量
M0=M01+M02+M03+M04+M05+Ma=28141kg
⑨、全塔最大極限質(zhì)量
57595kg
⑩、全塔最小極限質(zhì)量
2.4.2風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩計(jì)算
風(fēng)載荷，
式中 K1=0.7，塔高23M，Di=1100mm時(shí)，取k2=1.6；
當(dāng)?shù)仫L(fēng)壓，
把塔按高度來(lái)分成三部分：
0~8米 部分：L1=8-0=8m，f1=1.00
8~16米 部分：L2=16-8=8m，f2=1.24
16~23米 部分：L3=23-16=7m，f3=1.44
塔體外殼有效直徑：樓梯外加寬度取380mm
根據(jù)每部分的平均值取值 =1109+2×100+380+580=2269mm.
塔體每一部分的風(fēng)力：
0~8米：0.7×1.6×380×1.00×8×2.524=8593.7N，
8~16米：0.7×1.6×380×1.24×8×2.524=10656N，
16~23米：1.6×1.44×380×0.7×7×2.524=10828N。
=
=0.5*8593.7*2500+10656*10000+10828*20000=333861250 N.mm
裙座的維修檢查孔處的彎矩應(yīng)力計(jì)算（大約離地面0.6米）：
=0.92*8593*4700+10656*14200+10828*24200= 450508932 N.mm
裙座的底部彎矩應(yīng)力計(jì)算：
式中
L1表示裙底底座到標(biāo)高處的高度8m，則L1=8-0=8m。
=0.7*1.6*380*1*8*2.524=9130N.
8593*5000+10656*15000+10828*25000=473505000 N.mm
2.4.3地震彎矩計(jì)算
表2場(chǎng)地土的特性周期：
設(shè)計(jì)場(chǎng)地
場(chǎng)土地類型
分組
一
二
三
四
第一組
0.25
0.35
0.45
0.55
第二組
0.30
0.40
0.50
0.60
第三組
0.35
0.45
0.55
0.65
表3地震影響系數(shù)的最大值：
設(shè)防度
7
8
9
最大值
0.1
0.2
0.3
所以，=0.08， =0.35，
地震力計(jì)算：
M表示塔每一米的質(zhì)量，m=800kg/m；H—塔高=23m。
I—塔截面的形心軸慣性矩，=0.022
T1 = =0.916s
所以，
；
地震彎矩計(jì)算：
=52362N.m=
=549280.74N =
=41923.7N*m =
1.25*5.49*=6.86*N.mm
1.25*5.23*=6.537*N.mm
1.25*4.19*=5.237*N.mm
2.4.4最大彎矩
*
故
3塔體的強(qiáng)度校核
3.1.塔體的強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性校核
3.1.1塔體危險(xiǎn)截面軸向應(yīng)力計(jì)算
3.1.2塔體危險(xiǎn)截面強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性校核
；
系數(shù)k=1.3.
所以滿足條件。
⑶塔體危險(xiǎn)截面抗拉強(qiáng)度計(jì)算與核驗(yàn)：
根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知各系數(shù)滿足整個(gè)塔體的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性要求。
3.2裙座的強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算與核驗(yàn)
內(nèi)徑厚度厚度附加量，則裙座的實(shí)際有效厚度為
3.2.1裙座底部危險(xiǎn)截面軸向應(yīng)力計(jì)算：
操作時(shí)全塔質(zhì)量引起的壓應(yīng)力
風(fēng)載荷引起的彎曲應(yīng)力：
抗壓強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性驗(yàn)算： 式中
系數(shù)
根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知各系數(shù)滿足整個(gè)塔體的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性要求。
3.2.2裙座維修檢查孔洞截面的強(qiáng)度計(jì)算與校核
裙座維修檢查孔洞截面的軸向應(yīng)力計(jì)算.
壓強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性驗(yàn)算：
根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知各系數(shù)滿足整個(gè)塔體的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性要求。
3.2.3裙座底部焊縫強(qiáng)度的計(jì)算與校核
因?yàn)榇怂棺c塔體采用對(duì)接焊，焊縫的組合拉應(yīng)力為：
3.3水壓試驗(yàn)時(shí)塔體的強(qiáng)度計(jì)算和穩(wěn)定性核驗(yàn)
3.3.1水壓試驗(yàn)時(shí)塔體截面的強(qiáng)度校核與計(jì)算
按式校核式中 --直立進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)的水壓試驗(yàn)壓力，--液體靜壓力，塔高為23m，扣除裙座高度4m，水壓測(cè)試時(shí)，塔內(nèi)實(shí)際液體高度為19m，故取。
∵ 故滿足水壓試驗(yàn)強(qiáng)度要求。
3.3.2水壓試驗(yàn)時(shí)裙座底部截面的強(qiáng)度和軸向穩(wěn)定性校核
，故水壓試驗(yàn)時(shí)裙座底部0-0截面滿足穩(wěn)定性要求。
4 基礎(chǔ)環(huán)板與開(kāi)孔設(shè)計(jì)
4.1基礎(chǔ)環(huán)板設(shè)計(jì)
4.1.1基礎(chǔ)環(huán)板內(nèi)外徑的確定
外徑
內(nèi)徑
4.1.2混泥土強(qiáng)度校核
正常操作時(shí)：
經(jīng)計(jì)算，滿足強(qiáng)度要求。
4.1.3基礎(chǔ)環(huán)板厚度設(shè)計(jì)
由于塔屬于高型塔，塔底裙座采用的鋼筋結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)環(huán)板采用10均布的地腳螺栓固定，取筋板厚度為，則基礎(chǔ)環(huán)上筋板間的距離為：
筋板內(nèi)側(cè)距離為：
相鄰筋板間最大外側(cè)距離為：
查表可知 ，
基礎(chǔ)環(huán)板采用Q235鋼，其厚度可以計(jì)算：
考慮腐蝕余量，取故取基礎(chǔ)環(huán)板。
4.1.4地腳螺栓的設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)計(jì)算
塔設(shè)備作用在迎風(fēng)面?zhèn)然A(chǔ)上的最小應(yīng)力根據(jù)
故取
由于設(shè)備有可能傾倒，必須采用地腳螺栓予以固定。選用地腳螺栓的材料為16MnR,該材料的許用應(yīng)力為148MPa，取腐蝕余量為4mm，則地腳螺栓的根徑：
基礎(chǔ)環(huán)面積
表4 地腳螺栓公稱直徑：
根徑/mm
20.75
26.21
31.67
37.12
42.58
50.04
公稱直徑
M24
M30
M36
M42
M48
M56
根據(jù)表格標(biāo)準(zhǔn)，選用M56的地腳螺栓14個(gè)。
4.1.5筋板的設(shè)計(jì)與計(jì)算
地腳螺栓的筋板的個(gè)數(shù)為：=3
筋板厚度 筋板寬度
筋板長(zhǎng)度 一個(gè)地腳螺栓所承受的最大拉力為：
因?yàn)?
所以，筋板的臨界許用壓應(yīng)力：
筋板的壓應(yīng)力
根據(jù)計(jì)算可以得知選擇的筋板合格。
4.1.6蓋板的設(shè)計(jì)和計(jì)算
蓋板寬度 蓋板間距墊板寬度
地腳螺栓孔直徑地腳螺栓孔直徑
蓋板厚度 墊板厚度
環(huán)形蓋板的最大應(yīng)力的計(jì)算如下：
根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以得知選用的蓋板和墊板合格。
4.2開(kāi)孔及開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算與核驗(yàn)
表5不另行補(bǔ)強(qiáng)的接管最小厚度mm
接管公稱外徑
25
32
38
45
48
57
65
76
89
最小厚度
3.5
4.0
5.0
6.0
4.2.1甲苯進(jìn)口N02開(kāi)孔及開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)
1）補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別
（1）補(bǔ)強(qiáng)判別：因本開(kāi)孔外徑故需另行補(bǔ)強(qiáng)。
（2）補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法
殼體開(kāi)孔直徑d=394mm 滿足等面積法開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故用等面積法進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。
2）開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積
（1）殼體計(jì)算厚度：考慮風(fēng)載荷對(duì)塔體的影響，取
（2）強(qiáng)度削弱系數(shù)
（3）接管有效厚度
開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積為：
3）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍：
有效寬度B：
（2）有效高度:
外側(cè)有效高度： 取小值，故
內(nèi)側(cè)有效高度：取小值，故
4）有效補(bǔ)強(qiáng)面積：筒體多余金屬面積：
（1）接管多余金屬面積：
接管計(jì)算厚度
（2）接管區(qū)焊縫面積（焊腳為9mm）：
（3）有效補(bǔ)強(qiáng)面積：s
∵ 故需另行補(bǔ)強(qiáng)。
（4）所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積：
擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。
5）補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)：根據(jù)接管公稱直徑選補(bǔ)強(qiáng)圈，參照補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑內(nèi)徑因補(bǔ)強(qiáng)圈在有效范圍內(nèi)。
考慮鋼板負(fù)偏差量并經(jīng)圓整，取補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度。
4.2.2苯進(jìn)口N04開(kāi)孔及開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)
1）補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別
（1）補(bǔ)強(qiáng)判別：因本開(kāi)孔外徑，故需另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。
（2）補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別：開(kāi)孔直徑
本凸形封頭開(kāi)孔直徑滿足等面積法開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故用等面積法進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。
2）開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積
（1）封頭計(jì)算厚度
（2）開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積
3）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍：
有效寬度：B,
（1）有效高度：
外側(cè)有效高度：，取小值，故
內(nèi)側(cè)有效高度：，取小值，故
（2）有效補(bǔ)強(qiáng)面積：
（3）筒體多余金屬面積：
（4）接管多余金屬面積：
（5）接管區(qū)焊縫面積（焊腳取8mm）：
（6）有效補(bǔ)強(qiáng)面積：
故需另行補(bǔ)強(qiáng)
4）所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積：擬用補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)。
5）補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)
根據(jù)接管公稱直徑DN250選補(bǔ)強(qiáng)圈，參照補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)，取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑內(nèi)徑。因，補(bǔ)強(qiáng)圈在有效范圍內(nèi)。
經(jīng)圓整取補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度，
4.2.3甲苯出口N08開(kāi)孔及開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)
1）補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別
（1）補(bǔ)強(qiáng)判別：因本開(kāi)孔外徑，故需另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。
（2）補(bǔ)強(qiáng)方法判別：開(kāi)孔直徑：
本凸形封頭開(kāi)孔直徑。滿足等面積法開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積法進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。
2）開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積
（1）封頭計(jì)算厚度：
（2）強(qiáng)度削弱系數(shù)：，
3）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍
有效寬度：
有效高度：
外側(cè)有效高度：
取小值，故
內(nèi)側(cè)有效高度：
取小值，故
4）有效補(bǔ)強(qiáng)面積
（1）筒體多余金屬面積：
（2）接管多余金屬面積：
接管計(jì)算厚度：
（3）接管區(qū)焊縫面積（焊腳為9）：
（4）有效補(bǔ)強(qiáng)面積：
故需另行補(bǔ)強(qiáng)。
5）所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積：
擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。
6）補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)
根據(jù)接管公稱直徑選補(bǔ)強(qiáng)圈，參照補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑，內(nèi)徑。因，補(bǔ)強(qiáng)圈在有效范圍內(nèi)。
經(jīng)圓整，取補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度為：
4.2.4人孔開(kāi)孔及其開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)
1）補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別
（2）補(bǔ)強(qiáng)判別：因本開(kāi)孔外徑，故需另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。
（3）補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別
開(kāi)孔直徑：
本筒體開(kāi)孔直徑滿足等面積法開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故用等面積法進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。
2）開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積：
筒體計(jì)算厚度：，強(qiáng)度削弱系數(shù)：
開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積：
3）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍
（1）有效寬度：B
取大值，故
（2）有效高度：
外側(cè)有效高度：，取小值，故
內(nèi)側(cè)有效高度：，取小值，故。
4）有效補(bǔ)強(qiáng)面積
（1）筒體多余金屬面積：
（2）接管多余金屬面積：
（3）接管區(qū)焊縫面積（焊腳位9mm）：
（4）有效補(bǔ)強(qiáng)面積： 故需另行補(bǔ)強(qiáng)。
5）所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積：擬用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。
6）補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)：
根據(jù)接管公稱直徑選補(bǔ)強(qiáng)圈，參照補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑。因.補(bǔ)強(qiáng)圈在有效范圍內(nèi)。
補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為： 圓整取。
5精餾塔輔助裝置的介紹與選擇
精餾裝置的主要附屬設(shè)備包括管殼式換熱器、冷凝器、再沸器、塔釜隔板，以及塔對(duì)外的連接管路、泵和高位槽。這些方面的選型設(shè)計(jì)要運(yùn)用流體力學(xué)和傳熱學(xué)的基本知識(shí)來(lái)解決。
5.1管殼式換熱器的介紹與選擇
換熱設(shè)備是進(jìn)行各種熱量交換的設(shè)備，在斜孔式精餾塔中是必不可少的。根據(jù)換熱目的可分為加熱器，冷卻器，冷凝器及再沸器，根據(jù)使用條件的不同，其又有多種形式與結(jié)構(gòu)。按照傳熱方式的不同，換熱器可分為：混合換熱器和蓄熱換熱器。蓄熱換熱器是熱量傳遞通過(guò)格子磚或填料等蓄熱體內(nèi)完成的換熱器。
管殼式換熱器，又稱為列管式換熱器。憑借它堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，耐高溫，高壓的性能，成熟的制造工藝，較強(qiáng)的工藝適應(yīng)性及選材范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，使其在工程所用換熱設(shè)備中占據(jù)主導(dǎo)地位。間壁式換熱器是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的一種換熱器。
管殼式換熱器屬于間壁式換熱器的一種。由于管束和管體結(jié)構(gòu)的不同，管殼式換熱器又可以分為固定管板式，浮頭式，填料函式，U型管式與薄管板式。
固定板式換熱器的結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，管板薄，造價(jià)低，優(yōu)勢(shì)非常的明顯，但缺點(diǎn)也很致命，就是這種換熱器的管束和管間很難進(jìn)行清洗，所以在選用時(shí)需慎重。
浮頭式換熱器，這個(gè)換熱器結(jié)構(gòu)有點(diǎn)特殊，它一端管板是固定的，另一端呢，則可以在這個(gè)殼體內(nèi)自由移動(dòng)，所以管殼與管壁之間不會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力，并且這個(gè)管束可以隨時(shí)的抽出。所以對(duì)于清洗工作是非常的方便。但是這種換熱器的結(jié)構(gòu)非常非常的復(fù)雜。他對(duì)于金屬的使用消耗量是很巨大的，所以成本以及制造難度也是非常的大。如果浮頭的地方不小心發(fā)生了內(nèi)漏，檢查工作也是相對(duì)復(fù)雜的。因?yàn)樗际且恍┧澜?，不便于檢查。如果是管束與殼體之間的間隙太大的話，還會(huì)影響傳熱，從而降低效率。并且浮頭式換熱器的使用場(chǎng)合也比較單一，它僅僅適用于管殼溫差較大，和介質(zhì)容易產(chǎn)生污垢的地方。
填料函式換熱器，這一種換熱器的結(jié)構(gòu)也有點(diǎn)特殊，它管束的一端發(fā)生可以自由膨脹。而且制造材料要更加的簡(jiǎn)單，所以成本要比浮頭式換熱器要便宜許多。它的優(yōu)點(diǎn)也很明顯，就是檢修、清洗起來(lái)非常的方便與容易。填函處如果發(fā)生了泄漏，能夠很明顯的發(fā)現(xiàn)。但是如果殼程那里有介質(zhì)發(fā)生外漏的情況，殼程中將不宜處理這一問(wèn)題。并且呢，這一種換熱器他不能夠處理容易揮發(fā)的物質(zhì)，容易著火的物質(zhì)也處理不了，容易爆炸和有毒的，那更加難處理了。
U型管式換熱器,這一種換熱器，U型管的結(jié)構(gòu)相對(duì)而言還是比較的簡(jiǎn)單，因?yàn)樗挥梢粋€(gè)管板構(gòu)成。但是呢，他的管程必須得要有兩層。管束的清洗工作也是非常的方便的，因?yàn)樗梢噪S時(shí)從里面取出來(lái)進(jìn)行清洗。并且管子，具有一定的柔性，它可以自由地發(fā)生膨脹。但是缺點(diǎn)也是存在的，那就是管子的內(nèi)部不好怎么去清洗，因?yàn)檫@個(gè)管子他的層數(shù)比較多，所以清潔起來(lái)會(huì)比較麻煩，并且管板上布置的管子比較少，管內(nèi)結(jié)構(gòu)不是很緊湊，有點(diǎn)松垮。管外的介質(zhì)很容易就會(huì)發(fā)生短路的情況，這樣會(huì)很容易影響到傳熱的效果。并且它內(nèi)層的的管子比較多，如果發(fā)生損壞的情況，更換起來(lái)將會(huì)非常的困難。
當(dāng)殼程介質(zhì)是氣-液兩相流體時(shí)，需要為蒸汽留有適量的空間，帶蒸發(fā)空間的臥式換熱器就是為考慮這種具有傳熱和蒸發(fā)的雙重工作狀態(tài)而設(shè)計(jì)的，這種臥式換熱器是在殼體的上部設(shè)置一定的蒸發(fā)空間，同時(shí)兼做蒸汽室用。蒸汽室的尺寸由蒸汽性質(zhì)和蒸發(fā)速度決定，液面的最低高度應(yīng)比加熱管管束的最上部高出約50毫米，加熱管束可制成浮頭式，U形管式和管殼式。該種換熱器適用于壓力高且建制較污濁的工況清晰，管件及維修都比較方便
根據(jù)各種換熱器的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)分析，對(duì)于甲苯-苯溶液的蒸餾，我會(huì)選擇使用U形管束帶蒸發(fā)空間的臥式換熱器，由于該種換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，方便清洗與維修，所以非常適合于我設(shè)計(jì)的斜孔式精餾塔。
5.2冷凝器
冷凝器的作用是使蒸發(fā)上來(lái)的氣體溫度降至沸點(diǎn)以下，以至于蒸汽能變化成液態(tài)來(lái)進(jìn)行物料的回收。冷凝器往往是管裝式的，并且有足夠大的空間來(lái)容納吸收進(jìn)來(lái)的氣體，氣體經(jīng)過(guò)降溫冷卻之后液化變?yōu)橐后w來(lái)實(shí)現(xiàn)回收。
冷凝器是這個(gè)斜孔式精餾塔中必須安裝的設(shè)備之一。因?yàn)槔淠鞯淖饔梅浅５膹?qiáng)大，它能使蒸汽快速液化，從而進(jìn)行回收。冷凝器的效果越好，蒸餾的工作效率就會(huì)越高。提取出來(lái)的物料純度也就會(huì)越高。所以我們選擇冷凝器的時(shí)候，不僅要考慮其安裝的位置，還要選擇品質(zhì)精良的冷凝器，一勞永逸豈不美哉！
冷凝器是非常容易被腐蝕的器械之一，所以在安裝之后一定加強(qiáng)防腐工作，防腐工作做的好，可以提高冷凝器的使用壽命，還能大大降低我們的投資成本。
冷凝器安裝位置可分為：整體式、自流式和強(qiáng)制循環(huán)式。
根據(jù)我設(shè)計(jì)的斜孔式精餾塔的特性，我會(huì)選擇強(qiáng)制循環(huán)式的安裝方式來(lái)進(jìn)行冷凝器的安裝，這樣不僅能夠有效的降低蒸汽的溫度，能有效的收集液化的氣體，提高工作效率。更便于日后的維修維護(hù)，清洗工作以及冷凝器的更換。
5.3再沸器的介紹與選擇
再沸器的大小，取決于處理能力，操作條件（回流比于加料情況）以及操作方式（間歇或連續(xù)）等因素。間歇操作的再沸器比連續(xù)操作的大，冷液進(jìn)料比飽和蒸汽進(jìn)料的大。對(duì)于小型的塔，再沸器可直接安裝在塔底，裝在塔底部的再沸器的橫截面要比塔體的橫截面大。對(duì)于不易起泡沫的液體，釜中裝液為80%，對(duì)于易起泡沫的液體，釜中裝液不超過(guò)65%，為了避免帶液過(guò)多，釜中液面至最低塔版的距離至少在0.5到0.7米以上。對(duì)于較大型的塔，再沸器一般安裝在塔外，考慮到傳熱面積是決定塔彈性負(fù)荷的主要因素之一，所以設(shè)計(jì)再沸器的傳熱面積時(shí)，必須采用合適的傳熱系數(shù)。
由于本次設(shè)計(jì)的精餾塔屬于大型的塔器，我會(huì)采用立式的再沸器，并將其安裝在塔外，以便于效率最大化，安裝維修最簡(jiǎn)化。
5.4塔釜隔板的介紹與選擇
精餾塔采用熱虹吸熱式再沸器，他依靠液體在再沸器內(nèi)部分氣化后形成的，密度小于塔釜熱液的氣-液混合物，利用這一密度差產(chǎn)生的產(chǎn)生的靜壓差，使液體自動(dòng)地從塔底流入再沸器，加熱后變成氣-液混合物，然后再返回塔釜。為了使這種再沸器能穩(wěn)定工作，必須使釜底內(nèi)溶液層高度維持恒定，因此宜在塔釜設(shè)置垂直隔板。
釜底隔板分為：部分循環(huán)式塔釜隔板，直流式塔釜隔板，平衡式塔釜隔板三大類。
部分循環(huán)式塔釜隔板：優(yōu)點(diǎn)在于允許采出側(cè)液面波動(dòng)，因?yàn)樗黄鹁彌_作用而不影響重沸器工況，塔釜重沸器來(lái)的液相僅有一部分是循環(huán)的，另一部分溢流至采出測(cè)是不循環(huán)的。故而分離效率較高，當(dāng)釜液組分的沸點(diǎn)差較大時(shí)，進(jìn)重沸器料液的溫度，會(huì)稍低與采出測(cè)的釜液溫度。這種結(jié)構(gòu)的的缺點(diǎn)是重沸器側(cè)構(gòu)成封閉循環(huán)，當(dāng)物料中有固體生成時(shí)，重沸器側(cè)易沉淀固體，造成重沸器堵塞。該結(jié)構(gòu)要求最底層塔盤(pán)的降液板和隔板之間有一定的靜液封高度，常取400mm，隔板上緣至塔板的距離不小于塔板間距Ht。隔板的其他尺寸可從方便檢修的角度選取。
直流式塔釜隔板：直流式塔釜隔板構(gòu)成了一次通過(guò)型的熱虹吸回路，它的優(yōu)點(diǎn)是物料在回路中的停留時(shí)間最短，使用于熱敏性物料或釜底組分沸點(diǎn)差較大的系統(tǒng)，也常用與物料易結(jié)焦的場(chǎng)合，然而它的操作穩(wěn)定性較差。應(yīng)用于物料容易自聚，結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合，以便取出清洗。
平衡式塔釜隔板：特點(diǎn)是去再沸器的物料于釜底不相結(jié)合，但在隔板下部開(kāi)有平衡孔，它保證了去再沸器液體的最低液位，既保證了熱虹所需的最少推動(dòng)力，從而可使操作穩(wěn)定。
本次斜孔式精餾塔我選擇使用直流式塔釜隔板，結(jié)合直流式塔釜隔板的優(yōu)點(diǎn)，更加適合甲苯與苯溶液的精餾。
5.5加熱蒸汽鼓泡管
進(jìn)料釜采用直接蒸汽加熱時(shí)，加熱蒸汽鼓泡管殼要依據(jù)下列數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)：鼓泡管上吹氣孔的孔徑通常為5-10毫米，各孔中心相距5-10倍孔徑。吹氣孔一般排列在鼓泡管的下方和側(cè)方。全部吹氣孔的總截面面積為鼓泡管截面積的1.25-1.5倍。
5.6接管結(jié)構(gòu)的選擇
進(jìn)料管：當(dāng)塔直徑大于800毫米時(shí)，人可以直接進(jìn)入塔內(nèi)進(jìn)行維修工作，且在物料清凈不易聚合的情況下，我們通常會(huì)使用結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的進(jìn)料管。如果塔直徑小于800毫米，人不方便進(jìn)入塔內(nèi)進(jìn)行維修工作，為了能方便檢修，進(jìn)料管應(yīng)采用帶外套管的可拆結(jié)構(gòu)。如果發(fā)生問(wèn)題的時(shí)候，就可以拆下來(lái)進(jìn)行維修，不會(huì)耽誤塔的正常工作。我設(shè)計(jì)的斜孔式精餾塔的設(shè)計(jì)直徑是1100毫米，大于800毫米，所以我們?cè)谶x擇進(jìn)料管的時(shí)候可以選擇那種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的進(jìn)料管，這樣即方便出現(xiàn)問(wèn)題是維護(hù)，也可以減少更換管道的難度。
出料管：當(dāng)塔支座直徑小于800毫米是，塔底出料管應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的管子，這種管子內(nèi)部有彎管段和法蘭短節(jié)，法蘭短節(jié)旁邊的管壁就是原管壁，不需要再修改。當(dāng)塔支座的直徑大于800毫米時(shí)，出料管要采用結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的出料管，該出料管也是有彎管段和法蘭短節(jié)，但是管壁上必須在添加一小截段管來(lái)包住這根出料管，而且在出料管上要焊接三塊支撐扇鋼，以便講出料管安裝在引出管通道里。為了方便安裝出料管，出料管外形的尺寸有嚴(yán)格的要求，必須要小于支座內(nèi)徑尺寸，引出管道直徑應(yīng)大于出料管法蘭的外徑。我設(shè)計(jì)的斜孔式精餾塔塔直徑是1100毫米，屬于第二種類型，所以選擇的出料管結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，如果出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，維修起來(lái)可能會(huì)相對(duì)麻煩一點(diǎn)。
進(jìn)氣管：但氣體分布要求不高時(shí)，用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)式的進(jìn)氣管即可，當(dāng)塔徑較大，進(jìn)氣要求均勻的時(shí)候，必須使用復(fù)雜型的進(jìn)器管，該進(jìn)氣管上要開(kāi)有三個(gè)排出氣的小孔。管徑及小孔直徑和數(shù)量，由工藝條件來(lái)決定。當(dāng)蒸汽是直接加熱釜液時(shí)，蒸汽會(huì)進(jìn)入管安裝在液面以下，管小孔是朝下方或斜下方，而一般的進(jìn)氣管應(yīng)該安裝在液面以上，小孔朝向上方或者是斜上方。
5.7溢流裝置的介紹以及安裝方式選擇
塔板上的溢流裝置包括降液管，溢流堰，受液盤(pán)等部件。
降液管是塔板間液體流動(dòng)的通道，也是溢流液中夾帶的氣體得以分離的場(chǎng)所。降液管分為圓形與弓形兩種。由于本次設(shè)計(jì)的斜孔精餾塔屬于大型塔，液體負(fù)荷偏大，所以采取弓形方式。此外，弓形降液管有兩種形式。一種是把弓形降液管固定在塔板上，但是這種方式不適合我這種大型的精餾塔，而另一種是堰與壁之間全部區(qū)域都作為降液空間，這種方式對(duì)于本次設(shè)計(jì)的精餾塔就最為事宜，這不僅可以提高塔板的利用率，還方便制造與焊接。
溢流堰的作用是維持板上有一定的液層，并使液流均勻。
受液盤(pán)以及入口堰，受液盤(pán)有凹形和平形兩中形式。不同型式的受液盤(pán)對(duì)液相抽出，降液管的液封與液體流入塔板的均勻性是有影響的。由于本次設(shè)計(jì)的精餾塔直徑長(zhǎng)達(dá)1100毫米，所以我會(huì)選擇凹形受液盤(pán)，原因如下：凹形受液盤(pán)便于液體的側(cè)線抽出，在液流量較低時(shí)仍可形成良好的液封，對(duì)改變液體流向有緩沖作用。
6 塔設(shè)備的制造、安裝及運(yùn)輸
塔設(shè)備的制造必須根據(jù)國(guó)家制定的規(guī)定來(lái)進(jìn)行制作，不能隨意而行，否則很容易出現(xiàn)安全事故，后果將不堪設(shè)想，制造中必須根據(jù)兩大原則：第一個(gè)是對(duì)材料的檢驗(yàn)，第二個(gè)是要考慮材料的性質(zhì)，在加工過(guò)程中材料受熱或受冷會(huì)發(fā)生的變形。如果鋼板中簡(jiǎn)層彎曲半徑大于鋼板厚度越二十二的時(shí)候，我們應(yīng)該采取冷彎，如果彎曲半徑小于等于鋼板厚度二十的時(shí)候，彎卷前必須得進(jìn)行加熱處理。
6.1制造，組裝與安裝
至于筒體同一斷面中最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之差，即不圓度的要求。僅對(duì)大直徑薄壁圓筒較難得到。對(duì)于外加和真空容器。他的幾何形狀不是正圓筒體時(shí)。其在載荷不對(duì)稱。會(huì)由此引起附加的彎曲應(yīng)力。顯然，幾何形狀越不準(zhǔn)確，受力的不對(duì)稱程度越大。因此，穩(wěn)定系數(shù)也應(yīng)取得越大。外壓及真空容器，由于客體的不圓度將引起附加應(yīng)力。故對(duì)不圓度的要求比受內(nèi)壓的容器嚴(yán)格。對(duì)于大型設(shè)備弱受運(yùn)輸條件的限制，可分段分片制作。
制造的方法也是分為兩種，一種是分段制造，一種是整體制造。如果是大型塔，我們最好使用分段制造，盡管分段制造在組裝時(shí)有會(huì)一定的安全隱患，而且在長(zhǎng)途運(yùn)輸過(guò)程中，要求有良好的包裝否則會(huì)引起塔內(nèi)件松動(dòng)或變形，但其優(yōu)勢(shì)是方便運(yùn)輸，對(duì)于整體制造的話，運(yùn)輸這一塊是一個(gè)大麻煩，塔越小越好運(yùn)輸，但是整體制造的話，它僅適用于小型的塔，對(duì)于大型塔設(shè)備，我們盡量采取分段制造。而且如果是整體制造大型塔，拋除運(yùn)輸這一塊的話，我們?cè)诘跹b的時(shí)候也是非常困難的。因?yàn)槠鸬鯔C(jī)很難滿足大型塔的起吊過(guò)程。對(duì)于我制造的斜孔式精餾塔，塔高有23米，塔內(nèi)徑有1100毫米，屬于比較偏大的塔設(shè)備了，所以我只能采用分段制造。在組裝和吊裝的時(shí)候，必須要考慮安全性，以及準(zhǔn)確性，保證塔能正確組裝完成，并在安裝過(guò)程中不能出現(xiàn)任何安全事故。
塔設(shè)備的安裝針對(duì)制造時(shí)的兩種情況，如果是分段制造，可將分段制造的塔設(shè)備分段零部件，運(yùn)輸至施工區(qū)進(jìn)行組裝。如果是針對(duì)整體制造的塔設(shè)備，可用大型汽車托運(yùn)，把設(shè)備拖至施工后，直接用起吊機(jī)進(jìn)行起吊安裝。
6.2焊接及其特點(diǎn)與熱處理
焊接方式的選擇有以下三種：1：碳素鋼的焊接2：低合金鋼的焊接3：異種鋼的焊接。在日常生活中，焊接往往有兩種型式，一種是點(diǎn)焊，第二種是馬焊。點(diǎn)焊呢，顧名思義就是，對(duì)焊縫進(jìn)行一點(diǎn)一點(diǎn)的焊，每個(gè)焊點(diǎn)之間保持一定的距離。而馬焊就是把整一個(gè)面全部焊滿。具體要使用哪一種方法，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)抉擇。在焊接的時(shí)候，可能會(huì)出現(xiàn)炸旱或者燒焊的情況，面對(duì)這種情況，我們一定要及時(shí)處理。對(duì)于一些焊接技術(shù)不是很好的工人來(lái)說(shuō)，焊接的時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)假焊的情況，焊縫從表面上看上去是很的完美，但實(shí)際上所焊的點(diǎn)并沒(méi)有與母體相融合，從而造成了這一種假象。如果，我們?cè)诤附拥臅r(shí)候出現(xiàn)以上三種情況。我們一定要用鐵塊把汗渣給敲掉，然后重新進(jìn)行焊接。每一次焊完之后，一定要檢查焊縫的質(zhì)量，一定要保證焊液與母體完全的融合在一起，本來(lái)把多余的焊渣給剔除掉，保證焊縫的美觀。
6.3塔器的腐蝕與防腐措施
腐蝕是影響塔器設(shè)備及其構(gòu)建使用壽命的關(guān)鍵因素之一，在整個(gè)化工行業(yè)中，大約有百分之66的設(shè)備失效都與腐蝕有關(guān)聯(lián)。
金屬是制造設(shè)備最主要的材料，由于其長(zhǎng)時(shí)間的與強(qiáng)烈腐蝕介質(zhì)以及各種酸，堿，鹽，有機(jī)溶劑和腐蝕性氣體等接觸而發(fā)生腐蝕，因此對(duì)材料的要求必須具備較好的耐腐蝕性，從而降低不必要的成本。腐蝕還可以對(duì)原料和成品造成巨大損失，不僅會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量，還會(huì)污染環(huán)境，危害人體的健康；腐蝕還可以引發(fā)設(shè)備發(fā)生爆炸，使設(shè)備遭到破壞而影響生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失甚至危機(jī)人的生命安全。所以使用正確的材料以及采用合理的防腐措施是非常有必要的，這對(duì)于化學(xué)工業(yè)的發(fā)展有著非常巨大的意義。腐蝕問(wèn)題我們必須嚴(yán)格地重視，因?yàn)楦g帶來(lái)的危害實(shí)在是太大了，他不僅僅會(huì)降低設(shè)備的壽命，甚至還可能會(huì)帶來(lái)一定的危險(xiǎn)。尤其是鐵鋼制設(shè)備，被腐蝕之后，不僅維修起來(lái)特別的麻煩，如果是要更換，那樣所需的成本不可想象。所以我們必須加以重視。我們不僅僅可以采用耐腐蝕性強(qiáng)的材料，還可以采取一定的保護(hù)措施。從而，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，以及提高設(shè)備的工作效率，降低我們的投入成本。如果有腐蝕的情況發(fā)生，一定要進(jìn)行及時(shí)的處理，否則會(huì)帶來(lái)不可想象的危險(xiǎn)。影響生產(chǎn)是小事，但如果是威脅到人身安全那將會(huì)追悔莫及呀。
防腐措施通常有三大類：襯覆保護(hù)層，電化學(xué)保護(hù)，添加緩蝕劑。其中第一個(gè)措施運(yùn)用的最為廣泛，尤其實(shí)是應(yīng)用在化工設(shè)備當(dāng)中。
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致謝
這次設(shè)計(jì)總共花了一個(gè)多月的時(shí)間，在一個(gè)月的時(shí)間里，為了能更快跟好的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我大部分時(shí)間都泡在圖書(shū)館查閱相關(guān)資料，根據(jù)網(wǎng)上收集到的設(shè)計(jì)模板，我先是完成了整體布局，然后根據(jù)書(shū)籍上的步驟，一步步的完成了整篇設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我也學(xué)到了非常多使用的技巧，例如word文檔的具體使用，還有就是在畫(huà)圖的時(shí)候我也再一次鞏固了CAD制圖工具的使用方法。通過(guò)書(shū)籍我還了解了塔設(shè)備的情況，最開(kāi)始我以為工業(yè)上應(yīng)用的塔設(shè)備組成應(yīng)該很是簡(jiǎn)單，但經(jīng)過(guò)實(shí)際學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)，我才明白這里面的門(mén)道，給我一種耳目一新的感覺(jué)。整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程很是坎坷，第一次通過(guò)自主的設(shè)計(jì)寫(xiě)完了整篇畢設(shè)，懷揣著激動(dòng)的心情來(lái)網(wǎng)站進(jìn)行查重，但是結(jié)果卻差強(qiáng)人意，明明是自己根據(jù)模板修改的，結(jié)果沒(méi)想到查重率高到離譜，心情很是低落。但是我并沒(méi)有因此而氣餒，在老師的鼓勵(lì)與同學(xué)的幫助下，我重新站了起來(lái)，并快速整理心情開(kāi)始第二戰(zhàn)。有了第一次設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，二戰(zhàn)顯得格外的順手，才花了不到一個(gè)禮拜就完成了二稿，在此期間我一絲不茍的對(duì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，每當(dāng)遇到問(wèn)題我都會(huì)找同學(xué)或者老師解決，同學(xué)的耐心幫助以及老師的悉心指導(dǎo)讓我克服了一個(gè)一個(gè)難關(guān)。直至第二稿徹底寫(xiě)完，二稿剛剛完成，內(nèi)心即開(kāi)心又忐忑，因?yàn)榈谝淮尾橹氐拇驌?，?nèi)心還有些許害怕，但是害怕也沒(méi)有用，該面對(duì)的終究是要面對(duì)。于是我再次鼓起勇氣進(jìn)入了查重的網(wǎng)站，并把寫(xiě)好二戰(zhàn)論文上傳上去，上傳之后并沒(méi)有直接顯示出結(jié)果，當(dāng)時(shí)已經(jīng)是午夜十二點(diǎn)，我只好關(guān)上電腦趟在床上等待結(jié)果。一整晚都念著查重的事，久久未能入睡。內(nèi)心不好容易平靜下來(lái)睡著了，卻還是被一個(gè)噩夢(mèng)給驚醒，看著手機(jī)上的時(shí)間，才早晨五點(diǎn)，自此我再也無(wú)法安心入睡，于是便打開(kāi)手機(jī)反復(fù)看著自己所寫(xiě)的論文，看著看著居然睡著了。一覺(jué)醒來(lái)已是上午九點(diǎn)多鐘，看著手機(jī)上收到了查重結(jié)果，嘴角頓時(shí)流露出笑容，這一次的結(jié)果雖然不是很令人滿意，但最起碼以及過(guò)了及格線，內(nèi)心還是非常欣慰。從一戰(zhàn)的倒下再到現(xiàn)在的成功渡劫，感覺(jué)自己這兩天的努力并沒(méi)有白費(fèi)，爬下床打開(kāi)電腦，在看著文檔上自己辛辛苦苦敲打的文字，瞬間感覺(jué)到非常的預(yù)約，好似夢(mèng)
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