酒精精馏系统及—精馏塔设计毕业论文.doc

化工课程设计说明书 第 44 页 共 44 页酒精精馏系统及精馏塔设计毕业论文1. 化工课程设计任务书1.1 设计题目：酒精精馏系统的设计精馏塔设计1.2 设计任务：1、处理能力：20000 kg/h2、进料组成：30%（质量，下同），20 3、工艺要求：塔顶产品含酒精88%，残液酒精含量3% ；4、操作条件：常压,泡点进料；5、设备型式：浮阀塔1.3 设计内容： 1、设计方案的确定和流程的说明； 2、精馏塔的工艺设计 3、精馏塔的结构设计 4、精馏塔的强度设计 5、其他主要设备的选型1.4 设计要求： 1、设计说明书一份； 2、设计图纸： a、工艺流程图一张（采用AutoCAD绘制）； b、主要设备总装配图一张（A1）； 3、答辩。1.5 设计完成时间 2007.9.32007.9.282 精馏塔的工艺设计2.1 设计方案的确定本设计的任务为分离乙醇水混合物，采用浮阀塔进行连续精馏分离；加料方式采用泵加料，先经过原料预热器，用水蒸气加热至泡点进料；塔顶安装全凝器，用冷却水冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐；回流方式采用重力回流；取操作回流比为最小回流比的1.6 倍；塔底采用间接蒸气加热，塔底产品经冷却后送至储罐。2.2 全塔物料衡算系统的物料衡算使进入系统原料及其他物料与排出装置的产品及其他物料消耗量达到质量平衡，这是设计最基本的要求，也是检验生产是否正常的基本方法。原料液中乙醇摩尔分率：塔顶组成： 塔底组成：原料液平均摩尔质量： kg/kmol进料量：物料衡算式为： 式中 D塔顶液相产品，kmol/h； W塔底产品，kmol/h.代入数据联立求解得： D=163.69 kmol/h W=743.42 kmol/h2.3 物性数据估算2.3.1 温度表1 常压下乙醇水气液平衡组成（摩尔）与温度关系 1温度/ 液相/%气相/%温度/液相/%气相/%1000081.532.7359.2695.51.9017.0080.739.6561.22897.2138.9179.850.7965.6486.79.6643.7579.751.9865.9985.312.3847.0479.357.3268.4184.116.6150.8978.7467.6373.8582.723.3754.4578.4174.7278.1582.326.0855.878.1589.4389.43由表1中数据作出乙醇-水混合液的t-x-y图，见下图1。温度t/x%或y%图1 乙醇-水混合液的t-x-y图由图1可得： 进料温度 =84.65 塔顶温度 =78.43 塔底温度 =96.91 所以： 精馏段平均温度： 提留段平均温度： 2.3.2 密度混合液密度： （a为质量分率，为平均相对分子量）混合气密度：(1) 精馏段： 由图1可得：液相组成： 气相组成： =58.14%所以 (2) 提留段： 由图1可得：液相组成： = 5.53%气相组成： =34.41%所以 (3) 查物性手册得： 表2 不同温度下乙醇和水的密度（kg/m3）1 温度/80859095100乙醇密度735730724720716水密度971.8968.6965.3961.85958.4当 ，由内差法得： ， =733.46 kg/m3 ， =970.81 kg/m3同理： ，=723.38 kg/m3 ，kg/m3(4) 在精馏段液相密度 ： 得出： kg/m3气相密度 ：取 kg/m3(5) 在提馏段同理：液相密度 kg/m3 气相密度 kg/m32.3.3 相对挥发度(1) 精馏段相对挥发度 由 得： 所以：(2) 提馏段相对挥发度 由 得： 所以：2.3.4 混合物的粘度互溶液体粘度计算公式1： 查物性手册得表3 不同温度下乙醇和水的粘度（)2,3温度/8081829091100乙醇粘度0.4950.361水的粘度0.35210.34780.31650.3130利用插值法计算(1) 精馏段 乙醇 水 所以 (2) 提馏段 乙醇 水 所以 2.3.5 混合液体表面张力 查物性手册得：表4 不同温度下乙醇和水的表面张力（mN/m）2,3温度/8090100乙醇表面张力18.28-16.29水的表面张力62.6960.7958.91二元有机物-水溶液表面张力计算公式4： 其中 用以下各关联式求 ，式中， 脚标w, o, s 分别为水，乙醇，表面部分；x指主体部分的摩尔分数;v指主体部分的摩尔体积;为表面张力;q值决定于有机物的型式与分子大小, 乙醇q=2 精馏段 ， 乙醇表面张力： 得 mN/m水表面张力： 得 mN/m 又因为 （1） （2）联立（1）（2）两式得： 所以 mN/m 提馏段 ， 乙醇表面张力 得 mN/m水的表面张力 得 mN/m cm3/mol cm3/mol 得 （1） （2）联立（1）(2) 两式得： 所以 mN/m2.4 塔板数的确定2.4.1 理论塔板数的求取 求理论板可采取逐板计算或图解法，本设计采取图解法。表5 乙醇-水溶液的气液平衡数据5液相中乙醇的摩尔分率气相中乙醇的摩尔分率液相中乙醇的摩尔分率气相中乙醇的摩尔分率0.00.010.020.040.060.080.100.140.180.200.250.300.350.400.00.110.1750.2730.3400.3920.4300.4820.5130.5250.5510.5750.5950.6140.450.500.550.600.650.700.750.800.850.8940.900.951.0 0.635 0.657 0.678 0.698 0.725 0.755 0.785 0.820 0.855 0.894 0.898 0.942 1.0 由表5中数据绘出乙醇-水溶液的x-y图，见图2。(1) 回流比的确定泡点进料，所以q=1,q线为一直线，本平衡线虽具有下凹部分，当操作线与q线相交，交点在平衡线上时，操作线并没有与平衡线相切。由图2可得： 所以 最小回流比 由实践总结出适宜回流比范围为：本设计取 图2 乙醇-水溶液的x-y图 (2) 气液相流量计算 精馏段 质量流量：kg/s 体积流量： 提馏段因为 所以 质量流量： 体积流量： (3) 图解法求理论板数理论板：指离开这种板的气液两相互成平衡，而且塔板上液相组成均匀。前面已经取得操作回流比 R=1.2 ，可以得出：精馏段操作线方程： 提馏段操作线方程： xy图3 图解法求理论板数 在图上作操作线，由点（0.7415,0.7415）起在平衡线与精馏段操作线之间画阶梯，过精馏段操作线与q线相交点后，改为在平衡线与提馏段操作线之间画阶梯，直到阶梯与平衡线交点横坐标小于0.01195 为止。如图3，由此得到理论板数为（包括在沸器），加料板为第7块理论板。所以精馏段板数 ，提馏段板数为。2.4.2 实际塔板数的计算板效率与塔板结构操作条件物质的物理性质及流体力学性质有关，它反映了实际塔板上传质过程进行的程度。板效率可用奥康奈尔公式计算6。式中 塔顶和塔底平均温度下的相对挥发度 塔顶和塔底平均温度下的液相粘度 (1) 精馏段已知： 故 块(2) 提留段已知： 故 块由上述可知，全塔实际板数为：块全塔效率：%加料板位置为：第14 块塔板。 所求得的主要结果汇总于表6。表6 精馏段，提馏段物性数据结果汇总精馏段提馏段平均温度t/81.5490.78平均液相组成x0.32390.0553平均气相组成y0.58140.3441平均液相摩尔质量ML/27.10519.571平均气相摩尔质量MV/34.32827.672平均液相密度L/824.11924.62平均气相密度V/1.180.927相对挥发度0.39360.3198平均粘度/2.908.9 6 表面张力/ 23.5937.46气相体积流量V/2.9102.986液相体积流量L/0.0017940.972理论塔板数 62实际塔板数 1362.5 塔径的设计1 精馏段 ， 安全系数 ， 式中C可由史密斯关联图7查出查史密斯关联图横坐标为：取板间距：m , 板上液层高度m则m查图可知： m/s取 m/s 圆整得：=1.6 m=1600 mm塔截面积 空塔气速 2 提馏段查史密斯关联图横坐标为： 取板间距：m , 板上液层高度m 则：m查图可知： m/s取 m/s圆整得： m 塔截面积 m2 空塔气速： m/s2.6 溢流装置1 .液流及降液管的型式因塔径和流体量适中，选取单溢流弓形降液管。 2. 堰长 对于单溢流 取 m 3. 出口堰高 本设计采用平直堰，计算堰上液高度公式为： (1) 精馏段 m m(2) 提馏段 mm4. 方形降液管的宽度和横截面积由 查手册7 得 即 m2m验算降液管内液体停留时间精馏段： 提馏段： 停留时间 5 ，故降液管可用5. 降液管底隙高度 (1) 精馏段取降液管底隙高度 则降液管底隙流速 (2) 提馏段取降液管底隙高度 则降液管底隙流速 因为降液管底隙流速在（0.070.25）范围内, 所以满足要求。2.7 塔板布置及浮阀数目与排列 塔板分布设计塔径 D=1.6 m ，采用分块式塔板，以便通过人孔装拆塔板。 浮阀数目与排列选阀：型，重阀，其阀孔直径。(1) 精馏段 取阀孔动能因子 则孔速 每层塔板上的浮阀数目为：块 取241块取边缘区宽度 ， 破沫区宽度 计算塔板上的鼓泡区面积，即： 其中 所以 浮阀排列方式：采用等腰三角形叉排；取同一横排的孔心距 ；则排间距 ；由于塔径较大，必须采用分块式塔板，而各分块的支撑与衔接也要占去一部分鼓泡区面积，因此，排间距应比计算的要小一些，故取为：排阀：按以等腰三角形叉排方式作图，如图4共排得阀数242个。按N=242 重新核算孔速和阀孔动能因子。 可见阀孔动能因子变化不大，仍在812范围内。塔板开孔率 图4 精馏段塔板上浮阀排列示意图(2) 提馏段取阀孔动能因子 块 取 块 浮阀排列方式：采用等腰三角形叉排；取同一横排的孔心距 ；则排间距 ；同理，取 排阀：按以等腰三角形叉排方式作图，如图5共排得阀数210个。按N=210 重新核算孔速和阀孔动能因子。 可见阀孔动能因子变化不大，仍在812范围内。塔板开孔率 图5 提馏段塔板上浮阀排列示意图2.8 塔板流动性能的校验2.8.1 液沫夹带量的校核 对本设计，为控制液沫夹带量不过大，应使泛点率。按下两式计算并取其中较大值。% 或%对乙醇-水系统，物性系数板上液体流经长度： 板上液体流过面积： （1） 精馏段因为查泛点负荷因数图7得： 泛点率： 泛点率：%所以，取泛点率 %可见，泛点率，满足0.1 kg液体/kg气体的要求，故不会产生过量液沫夹。 （2） 提馏段因为查泛点负荷因数图7得：=0.103泛点率： =57.1%泛点率：%所以，取泛点率 %可见，泛点率，满足0.1 kg液体/kg气体的要求，故不会产生过量液沫夹。 2.8.2 气体通过浮阀塔板压降的计算可根据 计算（1） 精馏段临界孔速：因为 所以干板压降应按浮阀全开情况计算 干板压降 板上液层阻力 （取） 表面张力造成的阻力所以 则气体通过浮阀塔板的压降（2） 提馏段临界孔速：因为 所以干板压降应按浮阀全开情况计算 干板压降 板上液层阻力 （取） 表面张力造成的阻力所以 则气体通过浮阀塔板的压降2.8.3 降液管液泛校核为了防止出现液泛，要求控制降液管中清液高度其中液体流过降液管及其底隙的阻力：（1） 精馏段 单层气体通过塔板压降所相当的液柱高度 液体通过降液管的压头损失： 板上液层高度 则 取 ， 则 所以 ,不会产生液泛。（2） 提馏段 单层气体通过塔板压降所相当的液柱高度 液体通过降液管的压头损失： 板上液层高度 则 取 ， ， 则 所以 ，不会产生液泛。2.8.4 严重漏液校核 取漏液点气速为阀孔动能因子时相应的值。 (1) 精馏段 稳定系数 故不会产生严重漏液。 (2) 提馏段 稳定系数 故不会产生严重漏液2.9 塔板负荷性能图2.9.1 严重漏液线关系式对于 型重阀，依=5 作为规定气体最小负荷的标准，则： 精馏段 提馏段 2.9.2 降液管液泛线关系式 (1)由此可确定液泛线，忽略式中。因为 ， ， 其中 ， 将它们代入(1)，并整理得： 精馏段将相关参数代入上式并整理得： 提馏段同理可得： 2.9.3 液相负荷下限线关系式取堰上液层高度 m 作为液相负荷下限条件作出液相负荷下限线，该下为与气相流量无关的竖直线。取，则 所以 2.9.4 液相负荷上限线关系式液体的最大流量应保证降液管中液体的停留时间不小于35。液体在降液管内停留时间： 以作为液体在降液管内停留时间的下限，则 2.9.5 物沫夹带线关系式 泛点率 据此可作出负荷性能图中的物沫夹带线，按=80% 计算(1) 精馏段 整理得： 由上式可知物沫夹带线为直线。(2) 提馏段整理得： 可见也是一条直线。 2.9.6 负荷性能图由以上2.9. 作出塔板负荷性能图（见图6和图7）。1. 精馏段VS/m3S-1 图6 精馏段塔板负荷性能图图6中： (1)严重漏夜线 (2)降液管液泛线 (3)液相负荷下限线 (4)液相负荷上限线 (5)物沫夹带线图6精馏段塔板负荷性能图可以看出： 在精馏段，在任务规定的气液负荷下的操作点 p （设计点）处在适宜操作区内； 塔板的气相负荷上限完全由物沫夹带线控制，操作下限由漏液线控制； 按固定的液气比，由图可查出塔板的气相负荷上限 ，气相负荷下限 所以，精馏段操作弹性2. 提馏段VS/m3S-1图7 提馏段塔板负荷性能图图7中： (1)严重漏夜线 (2)降液管液泛线 (3)液相负荷下限线 (4)液相负荷上限线 (5)物沫夹带线由图7 提馏段塔板负荷性能图可以看出： 在提留段，在任务规定的气液负荷下的操作点 p （设计点）处在适宜操作区内的适中位置；塔板的气相负荷上限完全由物沫夹带线控制，操作下限由漏液线控制； 按固定的液气比，由图可查出塔板的气相负荷上限 ，气相负荷下限 所以，提馏段操作弹性所设计精馏塔的主要结果汇总于表7： 项目精馏段 提馏段备注塔径 D/m1.61.6板间距 /m0.450.45空塔气速 1.4481.486堰长 0.960.96堰高 0.05990.0461板上液层高度 0.070.07降液管底隙高 0.0250.035浮阀数 N242210浮阀排列采用等腰三角形叉排阀孔气速 10.0711.91浮阀动能因子 10.9411.47塔板开孔率 /%14.412.5孔心距 0.0750.075同一横排孔心距排间距 0.0700.080相邻横排中心距塔板压降 604.96672.4液体在降液管内停留时间 26.27.2降液管内清液层高度 0.14570.1498泛点率 / %65.158.6气相负荷上限 3.9954.18气相负荷下限1331.30操作弹性3.0043.22 表7. 精馏塔工艺设计计算结果表3 精馏塔的结构设计3.1 接管1. 进料管 进料管的结构类型有很多，其中直管进料方便，而且阻力小，故采用直管进料，则进料管的直径，其中V为进料流量，m3/s,u为进料流速，m/s. 由tF=84.65 查表得： 已知 所以 由 得： 进料方式有多种，由泵直接进料操作方便且容易调节流量，但波动较大，本设计流量较大，采用泵直接进料。则uF取2m/s。 则 查无缝钢管标准，取 2. 塔顶蒸汽出料管 对其提出料管的基本要求是：尽可能减少雾沫夹带，以降低液体物料的损失，采用直管出料。本塔顶蒸汽出料管为塔顶冷凝器的进口管，由冷凝气的设计结果知：塔顶蒸汽出料管的尺寸为3. 回流管 回流的方式一般有两种，直管回流和弯管回流。本设计采用直管回流。本回流管为塔顶冷凝器的出口管，由冷凝气的设计结果知：回流管的尺寸为4. 塔釜出料管8 塔底的液体出料管一般有直管出料和经过裙座的弯管出料，本塔的塔径不大，宜采用弯管出料。 该塔的出料管即为塔底再沸器的进口管，由再沸器的设计结果知：取。5. 塔釜进气管 对塔釜进气管的基本要求是：避免液体淹没气体通道，尽量使气体沿塔的横截面分布均匀，本设计采用带有斜切口的直管进气，斜切口可改善气体的分布状况。 该塔的进气管即为塔底再沸器的出口管，由再沸器的设计结果知：取。6. 法兰的选择 本设计的塔为常压操作塔，设计压力为0.5MPa,故选择法兰时，以0.6MPa作为其公称压力，即PN=0.6 则根据HG5010-58标准8，均选择标准管法兰，板式平焊法兰，结果如表8所示：表8 精馏塔各接管法兰和法兰盖的尺寸接管公 称直 径法 兰外 径法 兰内 径螺孔直径螺孔数量螺纹法兰厚 度法兰盖厚度进料管6516078144M121616塔顶蒸汽管3004403282212M202424回流管6516078144M121616塔釜出料管3004403282212M202424塔釜进气管4005404302216M2028243.2筒体与封头 1. 筒体精馏塔可视为内压容器。其各种设计参数如下：a 设计压力该精馏塔在常压下操作，设计压力取为0.5MPab 设计温度该精馏塔塔底采用加热介质为蒸汽，温度不超过150,因此设计温度定为150。c 许用应力该精馏塔筒体采用钢板卷焊而成，材料选择Q235-A，查得： d 焊缝系数按照GB150规定，焊缝系数主要考虑焊缝形式与对焊缝进行无损检验长度两个因素，本设计采用全焊透对接焊，对焊缝作局部无损探伤，则=0.85壁厚的确定：计算厚度查表8得，钢板负偏差C1=0.8该系统中乙醇对筒体腐蚀较小，年腐蚀率为0.1mm/a,设计寿命为20年。则C2=0.120=2 取圆整值=1.02，则筒体壁厚 2. 封头 本设计采用标准椭圆形封头，材料选用Q235-A,除封头的拼接焊缝需100%探伤外，其余均为对接焊缝局部探伤，则=0.85 取圆整值=1.03，则封头壁厚 以内径为公称直径，查得封头曲面高度h1=400,直边高度h2=25,内表面积F=2.89,容积V=0.587，质量为185kg选用封头 3.3 除沫器9当空塔气速较大，塔顶带液现象严重，以及工艺过程中不许出塔气速夹带雾滴的情况下，设置除沫器，以减少液体夹带损失，确保气体纯度，保证后续设备的正常操作。常用除沫器有折流板式除沫器丝网除沫器以及程流除沫器。本设计采用丝网除沫器，其具有比表面积大重量轻空隙大及使用方便等优点。本设计选择标准型丝网，下装式，过滤网型式为DP型。丝网除沫器的液泛气速 为气液过滤网常数，DP型=0.198则操作气速 本设计取 故有效直径 查表得：公称直径 主要外形尺寸，有效直径， 质量为。3.4 裙座对于较高的立式容器，为抵抗风载荷及地震载荷，同时为了安装方便，一般安装性能较好的裙式支座。裙座的结构性能好，连接处产生的局部阻力小，所以它是塔设备的主要支撑形式，为了制作方便，一般采用圆筒形。由于塔径较大，所以座圈与塔体间采取对接焊缝。由于群座对整个塔器而言是个至关重要的元件，支撑整个塔器，如它破坏将直接影响塔器的正常使用。并且群座所耗费材料对整个塔而言不多，所以群座材料选为Q235-B。裙座结构主要有座圈，基础环，螺栓座及人孔。 尺寸确定：基础环外（内）径 裙座壁厚取为8mm则基础环内径： mm基础环外径： mm圆整得： 考虑到再沸器，裙座高度取3 m ，地脚螺栓直径取M303.5 吊柱10对于较高的室外无框架的整体塔，在塔顶设置吊柱，对于补充和更换填料，安装和拆卸内件，既经济又方便的一项设施。一般15 m 以上的塔物设置吊柱，本实验中的塔较高，因此要安装吊柱。吊柱设置方位应使吊柱中心线与人孔中心线间有合适的夹角，使人能站在平台上操纵手柄，让经过吊钩的垂直线可以转到人孔附近，以便从人孔装入或取出塔的内件。本设计塔径D=1600 mm，选用起吊质量G=500 Kg 的吊柱。查得其 S=1100 mm ，L=3400 mm ，H=1000 mm ，16810 ，R=750，e=250，.3.6 人孔11人孔是安装或检修人员进出塔体的唯一通道，人孔的设置应便于工作人员进入任何一层塔板，由于设置人孔处的板间距较大，应等于或大于600 mm，一般每隔 层塔板设一人孔。人孔直径一般为，其伸出塔体的筒体长为，人孔中心距操作平台。本塔有19块塔板，需设置3个人孔，分别置于：塔釜一个，进料口那层（从下数第67层塔板之间）一个，从下数第1516层塔板之间一个。设有人孔处的板间距为 600 mm，裙座上开两个人孔。人孔尺寸为，短节材料为 Q235-A ，公称直径为 450 mm。3.7 开孔补强11 本设计采用补强圈补强。补强圈补强结构，是采用一补强圈来增强开孔边缘处的金属强度。考虑到焊接的方便，通常是把补强圈放在壳体外侧进行单面补强。补强圈材料，厚度一般取与壳体相同。为检验焊缝的紧密性，补强圈上钻M10的螺孔一个，以通入压缩空气检验焊缝质量。根据补强圈标准（HG21506-92）可得：1. 人孔补强：用的补强圈补强，补强材料为Q235-A；2. 进料管补强：由于进料管尺寸满足不需另行补强的要求，故不用另外补强； 3. 塔顶蒸汽出料管补强：用的补强圈补强，补强材料为Q235-A； 4. 回流管补强，由于回流管尺寸满足不需另行补强的要求，故不用另外补强； 5. 塔釜出料管补强：用的补强圈补强，补强材料为Q235-A；6. 塔釜进气管补强：用的补强圈补强，补强材料为Q235-A；3.8 塔总体高度设计塔总体高度设计计算公式为： 式中 H塔高，m；n实际塔板数； 进料板数； 进料板数板间距，m； 人孔数； 设人孔处的板间距，m；塔底空间高度，m； 塔顶空间高度，m； 封头高度，m；裙座高度，m。1. 塔顶空间高度塔的顶部空间高度是指塔顶第一层塔板到塔顶封头的直线距离，取除沫器到第一块板的距离为900 mm ，塔顶部空间高度为 =1200 mm。2. 塔底空间高度塔的底部空间高度是指塔底最底层塔板到塔底下封头切线的距离。其影响因数有：（1）塔底储液空间依储液量停留38 min而定，此处取釜液停留时间取5 min。（2）再沸器的安装方式及安装高度；（3）塔底液面至最下层塔板之间要留有12m的间距，此处取1.5 m。故 m3. 其余高度 m m取 ， 4. 总高计算由于进料板处开有人孔，所以 可不进行计算；有一个人孔安装在塔釜，也可不需进行增高计算。 3.9 附属设备设计1. 原料预热器因为本设计是采用泡点进料，而原料液的温度是20，因此需要一台原料预热器。本塔再沸器采用的是蒸气加热，其冷端出来的冷凝水的温度仍然有134，为节省水，合理利用废热，本预热器的热流体采用再废弃的冷凝水。 故：乙醇溶液：2084.65 水： 134已知 所以 取水的流量为4.82kg/s,则 则 所以 因为又，其中取 K=1790则根据标准，选择固定管板式换热器，查手册11得换热器的参数为： 公称直径DN=400mm，公称压力PN=0.6MPa，换热管为，管程数N= 4，管子根数n=76，中心排管数为11，换热管长度L=3 m，换热面积A= 17.3 m2 2. 进料泵的选取前已求得进料流量 即 升扬高度为： m选泵型号5： ， 流量 ， 扬程 轴功率：1.23 kW ， 效率% ， 允许吸上真空度 泵的净质量 36 kg ， 叶轮直径：117 mm3. 冷凝器和再沸器精馏塔另外还有很重要的设备冷凝器和再沸器，由本小组的另外两位成员进行设计，这里不作详细叙述。所设计精馏塔的主要结构尺寸汇总于表9：表9 精馏塔结构设计汇总表项 目 尺 寸补 强 圈进料管/mm塔顶蒸汽出料管/mm 回流管/mm塔釜出料管/mm塔釜出料管/mm人孔/mm筒体壁厚/mm8封头壁厚/mm8 塔总体高度/mm155254 塔的强度计算4.1 塔重的计算 1. 塔体重量 已知钢板单位面积重量，则 2. 塔板重量 查得浮阀塔板的单位质量约为75kg/m2 则3. 保温层重量 由于价格便宜，较易制造，选用膨胀珍珠岩（二级）作为保温层材料。其密度为100kg/m3,导热系数为0.050kcal/m.h.采用直接涂抹式保温法。因为半径大于1000mm，操作温度小于150，保温层厚度选为60mm。 4. 扶梯与平台 选用钢制平台，150kg/m2,5m设置一个平台，共设两个，平台宽度设置为0.8m. 则 选用笼式扶梯，40kg/m 则5. 附件质量 吊柱的质量为：242kg；人孔的质量为： ；其他接管总和按300kg计； 6. 物料质量平均密度 7. 塔总重估算 4.2 风载荷12有效直径的计算：式中 第i段有效直径，mm； 各计算段处的外径，mm； 塔设备第i段保温层厚度，mm； 笼式扶梯当量宽度，可取 400 mm； 操作平台当量宽度，mm。 风压计算公式： 将塔高分为三段：；式中 第i段质量重心处的水平风力，N； 体型系数，取 =0.7； 第二段风振系数，当塔高时，取=1.7； 基本风压值，查得南京为350N/m2;分段长度，mm；风压高度变化系数，查得：； ； ；因此 NNN计算风弯矩： 4.3 地震载荷 当发生地震时，塔设备作为悬臂梁，在地震载荷作用下产生弯曲变形。安装在七度或七度以上地震烈度地区的塔设备必须考虑它的抗震能力，计算出它的地震载荷。但是南京地区近百年没有出现过七度及以上地震，所以本设计不需要考虑地震载荷。4.4 裙座强度及稳定性校核所用材料为Q235-B，故 许用应力 ， 弹性模量 MPa crT=0.06E/Ri=0.0628/800=120 MPa则 裙座T 裙座 crT所以，裙座截面满足强度和轴向稳定性要求，可用。参考文献1 王国胜.化工原理课程设计M .大连:大连理工大学出版社,2005.2 刘光启，马连湘，刘杰.化学化工物性数据手册（有机卷）M.北京:化学工业出版社,2002.3 刘光启，马连湘，刘杰.化学化工物性数据手册（无机卷）M.北京:化学工业出版社,2002.4 陈英南，刘玉兰.常用化工单元设备的设计M.上海:华东理工大学出版社,2005.5 钟秦，王娟，陈迁乔等.化工原理M.北京:国防工业出版社,2001.6 匡国柱，史启才.化工单元过程及设备课程设计M.北