DN1100斜孔式精餾塔設(shè)計(jì)含11張CAD圖,dn1100,斜孔式,精餾塔,設(shè)計(jì),11,十一,cad 開題報(bào)告 題　　目 DN1100斜孔式精餾塔設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 班級學(xué)號 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(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，通過精餾過程可以獲得這種高純度的產(chǎn)品。精餾過程所用的設(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)用及操作要求來確定塔板的數(shù)目。塔板是板式塔的主要構(gòu)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(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(shè)計(jì)和相鄰兩排斜孔方向錯位相反排布,使任意兩個(gè)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(gè)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(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(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)壓波動幅度不宜過大。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(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、國內(nèi)、外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2.1 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 在上世紀(jì)五十年代前我國斜孔塔基本上是空白的，第一個(gè)五年計(jì)劃期間我國建設(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)備對于強(qiáng)化氣、液兩相傳質(zhì)過程以及工業(yè)生產(chǎn)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(shè)備的作用和發(fā)展做過精辟分析，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)維持下去的問題另一些研究人員亦對國外化工塔器的現(xiàn)狀和應(yīng)用進(jìn)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(jīng)驗(yàn)總結(jié)下也取得很好成績，與國外差距不斷縮短。在1980年有關(guān)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(yīng)用，并得到進(jìn)一步的完善?，F(xiàn)在的斜孔塔盤已經(jīng)在化工生產(chǎn)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。 2.2 國外發(fā)展?fàn)顩r 斜孔塔作為重要的單元設(shè)備一直受到重視，在對原有塔板的改進(jìn)和性能研究以及新型塔板的開發(fā)與應(yīng)用等方面都取得了進(jìn)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(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股流蒸餾塔板?？傊耸甏骄攀甏鷩馑靼l(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)的競爭力，長期以來，各國都在加強(qiáng)對塔器的研究力度，而最近幾年國外之所以放慢了關(guān)于塔的研究腳步，是因?yàn)楝F(xiàn)在已經(jīng)研究出了塔盤的效率并不取決于塔盤的結(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。國外已經(jīng)轉(zhuǎn)向研究“在提高處理能力和簡化結(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(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，認(rèn)識斜孔塔設(shè)計(jì)安裝的過程、原理、性能及應(yīng)用。還應(yīng)該了解斜孔塔在國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。掌握基本知識點(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)，撰寫說明書 將外文文獻(xiàn)進(jìn)行翻譯，并按要求編寫說明書。 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，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，撰寫開題報(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：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，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) [1] 路秀林，王者相.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書-塔設(shè)備［Ｍ］ .北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004 [2] 工程材料實(shí)用手冊編輯委員會.工程材料實(shí)用手冊［Ｍ］ .北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002 [3] 朱有庭.化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊［Ｍ］ .北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 [4] 朱振華，邵澤波.過程裝備制造技術(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 指導(dǎo)教師批閱意見 指導(dǎo)教師(簽名)： 年 月 日