关 键 词：

DN1100 斜孔式 精馏塔 设计 11 CAD

资源描述：

DN1100斜孔式精馏塔设计含11张CAD图,DN1100,斜孔式,精馏塔,设计,11,CAD

内容简介：

开题报告题目DN1100斜孔式精馏塔设计学生姓名班级学号专业1、课题研究目的与意义精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质，使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中，而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中，从而实现分离的目的。精馏塔也是石油化工生产中应用极为广泛的一种传质传热装置。无论是平衡蒸馏还是简单蒸馏，虽然可以起到一定的分离作用，但是并不能将一混合物分离为具有一定量的高纯度产品。在石油化工生产中常常要求获得纯度很高的产品，通过精馏过程可以获得这种高纯度的产品。精馏过程所用的设备称为精馏塔，大体上可以分为两大类：板式塔，气液两相总体上作多次逆流接触，每层板上气液两相一般作交叉流。填料塔，气液两相作连续逆流接触。一般的精馏装置由精馏塔塔身、冷凝器、回流罐，以及再沸器等设备组成。进料从精馏塔中某段塔板上进人塔内，这块塔板称为进料板。进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。板式精馏塔中溶液经过一块塔板即相当于一次相平衡，塔板的数目越多则分离效果越明显，但同时塔板费用也越高，故需要根据实际的费用及操作要求来确定塔板的数目。塔板是板式塔的主要构件，分为错流式塔板和逆流式塔板两类，工业中以错流式为主，常用的错流式塔板有：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。斜孔塔板在结构上集中了筛板塔板、浮阀塔板和舌孔塔板存在的优点，克服了它们的弱点，使其结果更加完美。首先，筛板塔板由于筛孔的汽速方向与雾沫夹带方向平行导致筛板塔的雾沫夹带加剧和板校较低。而斜孔塔盘特殊阀孔结构设计使气体从阀孔沿与板面平行方向喷出，板上汽体流动矢量与雾沫夹带矢量呈90 ,有利于减低雾沫夹带。其次,浮阀塔板尽管阀孔的汽速与板面平行,但单个阀孔沿圆周的放射状汽速方向与其他阀孔的汽速存在对撞,引起附加雾沫夹带。与浮阀塔板不同,斜孔塔板的线性单向流动设计和相邻两排斜孔方向错位相反排布,使任意两个相邻阀孔间的汽相对撞降至最低,使由于阀孔间气体干扰引起的雾沫夹带大幅下降。还有,斜孔塔板相邻两排斜孔方向错位相反排布矢量相反,可保证气体对液层的动量作用相互抵消,保持稳定的液层和汽液接触过程。舌孔塔板尽管单个阀孔的汽速与板面平行,但由于气体对液体动量作用未能平衡,板上的液体受到汽速的干扰产生较大的位差,影响了塔板的正常工作,因此塔板上必须要求具备稳定的液层以保证板上均匀稳定的汽液传质。 斜孔塔塔板在正常工作时，气液两相接触良好允许的蒸气负荷高，处理量大，压降小，操作反应灵敏，是目前国内公认的高效塔型。由于塔内的蒸气流速直接影响到塔板上的液层高度、气液两相的接触时间与传质效率，因此在酒精蒸馏过程中，应严格控制蒸气的速度，以充分发探其优点。酒精蒸馏过程中，影响蒸气速度的因素很多。对于斜孔塔板来说，由于塔板本身没有固定的液层，欲形成稳定的液面高度，最主要的是进料要求平稳，操作参数(温度、压力及回流比)变化小，内压波动幅度不宜过大。在低负荷操作时，适当提高回流比，将塔内的实际负荷控制在塔的负荷下限以上，以稳定操作。斜孔塔盘的优越性:1:处理量大斜孔塔板采用喷射态操作,孔动能因子比F1浮阀高30%以上,因此,在同样塔径和相同开孔率的条件下,处理量可比F1浮阀提高30%以上.斜孔塔板采用开小孔、多开孔的方式,阀孔之间的间距由于合理的设计可控制到较小范围,因此在同样横截面积的条件下,斜孔塔板比Fl浮阀的开孔率更高。斜孔板处理量大的特点在许多装置立足塔径不变,板间距不变进行扩产改造时得以成功应用。2:塔板效率高斜孔塔板采用喷射态操作,汽液表面更新速率更快,可有效增强传质系数,因此斜孔塔板比FI浮阀的效率更高。斜孔塔板的斜孔尺寸大小一致,在板面上均布,气泡分布均小;板面广生数量大、单孔面积小的气泡,单位体积的传质比表面积大,效率较高斜孔板板效率较高的特点在一些装置立足板数不变,板间距不变进行提高产品质量改造时得以充分应用。 现阶段的斜孔式精馏塔在结构细节设计方面还是存在一定的缺陷与不足，还需继续改进与完善。 2、国内、外现状及发展趋势 2.1 国内发展状况 在上世纪五十年代前我国斜孔塔基本上是空白的，第一个五年计划期间我国建设了新的化工、石油装置与设备，大部分设备从苏联引进，其技术基本上是三十年代水平。 塔器设备在炼油、化工、制药等过程工业中占有重委地位,其性能的优劣、技术水平的高低将直接影响产品的产量、质量、回收率,经济效益等各个方面。因此研究和使用新型的塔器设备对于强化气、液两相传质过程以及工业生产具有得要的意义。余国琮等人曾对精馏和萃取过程中塔器设备的作用和发展做过精辟分析，指出当前在环境保护和维持正常生态平衡提出更高要求的情况下,塔器设备性能的优劣、技术水平的高低还可能涉及到某些化工工艺能否继续维持下去的问题另一些研究人员亦对国外化工塔器的现状和应用进行了深入分析。 我国在斜孔塔的研究开发工作方面虽然起步较晚，但在长期的努力和不断吸取经验总结下也取得很好成绩，与国外差距不断缩短。在1980年有关科研单位就开始了对斜孔塔板的研究开发，1993年始逐渐在工业中应用，并得到进一步的完善。现在的斜孔塔盘已经在化工生产中得到越来越广泛的应用。 2.2 国外发展状况斜孔塔作为重要的单元设备一直受到重视，在对原有塔板的改进和性能研究以及新型塔板的开发与应用等方面都取得了进展。在塔板研究方面，国外近三十年来，塔板是按泡罩、筛孔和浮阀这三种基本塔类而发展的，一些新开发的塔板多数也是这三种塔板的改进型，它们均有气相分散的共同特点。真正有所创新的是六十年代推出的一些液相分散型（即喷雾液滴型）塔板。如原民主德国的PKB塔板（即Perfom塔板）和日本的垂直筛板（即New VST塔板）。它们的出现是板式塔发展中的重大进步，因此一问世即受到人们的普遍重视。原因主要还与蒸馏塔设计应更多考虑节能要求有关。到八十年代这一趋势更为明显，节能和满足产品高纯度要求，已成为主要研究目标之一。因此，相继又出现了罩型挡板筛孔塔板和蒸汽对股流蒸馏塔板。总之，八十年代到九十年代国外塔器发展总的要求是：节能、高效和优质。为了加强工业技术的竞争力，长期以来，各国都在加强对塔器的研究力度，而最近几年国外之所以放慢了关于塔的研究脚步，是因为现在已经研究出了塔盘的效率并不取决于塔盘的结构，而主要取决于物质的性质，如：挥发度、粘度、混合物的组分等。国外已经转向研究“在提高处理能力和简化结构的前提下，保持适当的操作弹性和压力降，并尽量提高塔盘的效率。”在新型填料方面在努力的研究发展有利于气液分布均匀、高效和制造方面的填料。斜孔塔在国外技术研究已经达到了成熟的阶段，更多的技术突破还在等着人类去不断探索。3、课题研究的主要内容3.1 准备工作 在互联网或者图书馆等广泛查阅相关科技文献资料，也可以去工厂了解斜孔塔方面的各种知识，认识斜孔塔设计安装的过程、原理、性能及应用。还应该了解斜孔塔在国内外应用现状及发展趋势。掌握基本知识点，计算方法等，并安排设计进度。3.2 主体、零部件结构设计及材料选择各零部件的材料选择，选择斜孔塔的类型与结构，操作条件的选择和操作方式的选择。斜孔塔几何设计和结构设计。3.3 强度计算与校核 计算斜孔塔各部件尤其受压部件的应力大小检验其强度是否在允许范围内，按照国家压力容器安全技术规定进行计算核算。3.4 加工工艺、装配程序、安全防腐等选择加工工艺，及编写装配程序，考虑安全性能及采取防腐措施。3.5 绘制装配图及零部件图 利用AutoCAD绘图软件绘制出斜孔塔的装备图及各个零件图。3.6 翻译外文文献，撰写说明书将外文文献进行翻译，并按要求编写说明书。4、 课题的进度安排根据毕业设计课题任务书，初步拟定毕业设计实施方案如下：12月7日12月15日：查阅收集相关文献资料，撰写开题报告。 2月25日3月13日：毕业实习，为毕业设计做好资料准备。 3月14日3月21日：查阅文献资料，拟定设计方案，开始课题设计。 3月22日4月5日：斜孔塔的材料选择及总体设计，强度计算并校核。 4月6日4月20日：选择加工工艺，装配过程，考虑安全防腐等细节 。 4月21日5月4日：依据设计步骤绘制零件图，装配图。 5月5日5月21日：撰写毕业设计说明书，做好答辩准备。 5月22日5月26日：毕业答辩。 参考文献1 路秀林，王者相.化工设备设计全书-塔设备 .北京：化学工业出版社，20042 工程材料实用手册编辑委员会.工程材料实用手册 .北京：中国标准出版社，20023 朱有庭.化工设备