化工原理课程设计--年产2.9万吨乙醇浮阀塔设计

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1、 - 1 - 一一前言前言 化工原理课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节， 是理论系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。通过化工 原理课程设计，要求学生能综合运用本课程和前修课程的基本知识，进行融汇贯 通的独立思考，在规定的时间内完成指定的设计任务，从而得到以化工单元操作 为主的化工设计的初步训练。 通过课程设计， 要求学生了解工程设计的基本内容， 掌握典型单元操作设计的主要程序和方法， 培养学生分析和解决工程实际问题的 能力。 同时， 通过课程设计， 还可以使学生树立正确的设计思想， 培养实事求是、 严肃认真、高度负责的工作作风。 1.11.1 概述概述

2、 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔 内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔内设置一定数目的 塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变 化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿 填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气 液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的主要要求是： （1）生产能力大； （2）传热、传质效率高； （3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构 简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维

3、修方便。此外，还要求不易 堵塞、耐腐蚀等。 板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导 向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S 型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板， 如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板， 如浮阀、筛板、泡罩塔板等。 - 2 - 浮阀塔广泛用于精馏、吸收和解吸等过程。其主要特点是在塔板的开孔上装 有可浮动的浮阀， 气流从浮阀周边以稳定的速度水平地进入塔板上液层进行两相 接触。浮阀可根据气体流量的大小而上下浮动，自行调节。 浮阀有盘式、条式等多种，国内多用盘式浮阀，此型又分为 F1 型（V1 型）、V4 型、十字架型、和 A 型

4、，其中 F1 型浮阀结构较简单、节省材料， 制造方便，性能良好，故在化工及炼油生产中普遍应用，已列入部颁标准（JB 111881）。其阀孔直径为 39mm，重阀质量为 33g，轻阀为 25g。一般多采用 重阀，因其操作稳定性好。 浮阀塔的主要优点是生产能力大，操作弹性较大，塔板效率高，气体压强降 及液面落差较小，塔的造价低，塔板结构较泡罩塔简单 1.21.2 设计任务及要设计任务及要求求 设计题目：年产 2.9 万吨乙醇浮阀塔设计 原料：乙醇 30%,水 70% 设计要求：塔顶乙醇含量不低于 93%(质量分数) 釜液乙醇含量不大于 3%(质量分数) 操作压力：101.33kPa 进料温度：20 进料状况：泡点 加热方式：间接蒸汽加热 1.31.3 设计方案设计方案 总的要求是在符合生产工艺条件下，尽可能多的使用新技术，节约能源和成 本，少量的污染。精馏塔对塔设备的要求大致如下： 一：生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流 动。 二：效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或 传质效率。 三：流体阻力小：流体通过塔设