化工原理课程设计

塔釜传热量为：Qw?Qm?Qr?2750kJ/s 平均传热温差：?t?109?98?103.4oC 109ln98

饱和蒸汽用量：W?Q2750?3600??4489.4(kg/h) r2205.2 v?W??4489.4?4009(m3/h)

1.1199由于高温流体是气体，所以可选较小的K值。假设K?220W/(m2?oC），则估算的传热面积为：S估?3.4.4 工艺尺寸结构 (1）: 管径和管内流速

选用?25mm?2.5mm规格的管子，取管内流速u?3m/s （2）: 管程数和传热管数

根据传热管内径与流速确定单管传热管数 Ns?QT2750?3600??121m2 K?t220?103.4qv?4diu2?3600?33643?4?0.02?794.7?32?12

按单管程计算，所需的传热管长度为L?S估121??118m

??sd0??13?0.025按单管程设计，传热管过长，适宜采用多管程结构。现取传热管长l?6m，则 该换热器的管程数为 NP?L118??19.67?20m l6传热管总根数为 n?12?20?240

（3）：壳程数

单壳程

（4）: 传热管排列和分程方法

采用每程内采用正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。管心距

Pt?1.25?25?32mm

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隔板中心到离其最近一排管中心距离计算为：Z?Pt?6?22mm 2各程相邻管的管心距为44mm （5）：壳体直径

采用多管程结构，去管板利用率为60％，则壳体直径为：

D?1.05Ptn0.6?1.05?32?2400.6?672mm

按卷制壳体的进级档，可取D=700mm （6）: 折流板

采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25％，则切去的圆缺高度为 h?0.25?700?175mm 故可取h=200mm

取折流板间距 B?0.5D ?0.2D?B?D? 则 B?0.5D?0.5?700?350mm 可取B=350mm

折流板数目NB? 3.5 接管与法兰

由于常压操作，所有法兰均采用标准管法兰，平焊法兰，由不同的公称直径选用相应法兰

3.5.1 塔顶蒸汽出口管径

塔顶处D?46.71kmol/h ?VDm?2.7179kg/m3 MVDm?78.98kg/kmol 并且几乎所有的液料都转化成气相，则 G?DMVDm46.71?78.98??0.377(m3/s)

3600?VDm3600?2.7179传热管长6000-1?-1?17

折流板间距350由于uV?12~20m/s，取uV?15m/s dp?G0.377??0.179m?179mm

0.785uV0.785?15 按标准取得用规格为?185mm?6.0mm普通无缝钢管作为塔顶蒸汽出口管，根据蒸汽出口管径选取进塔顶蒸汽出口管法兰：PN O.25，DN 200(GB20593--1997)

3.5.2 回流液管径

塔顶处 L?129.4393kmol/h ?LDm?813.859kg7/m3

2 MLDm?80.195 kg/kmol

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则,l?LMLDm129.4393?80.1952??3.54?10?3m3/s

3600?LDm3600?813.8597冷凝液靠重力回流，一般u?0.2~0.5m/s，取u?0.35m/s

l3.54?10?3??0.114m?114mm 则，dP?0.785u0.785?0.35 按标准取得用规格为?121mm?4.0mm普通无缝钢管作为回流管，根据回流管径选取回流管法兰：PN O.25，DN 115(GB20593--1997)

3.5.3 进料管直径

直管泡点进料，进料处F?12400kg/h?141.68 ?LFm?793.2967kg/m3 l?F12400??4.34?10?3m3/s

3600?LFm3600?793.2967由于是泵输送，u?1.5~2.5m/s，取u?2.0m/s

l4.34?10?3??0.053m?53mm dp?0.785u0.785?2 按标准取得用规格为?60mm?3.5mm普通无缝钢管作为回流管，根据回流管径选取回流管法兰：PN O.25，DN 58(GB20593--1997) 3.5.4 釜液排出管径

塔底处W?94.97kmol/h ?LWm?781.998kg/m3 MLWm?91.7844 kg/kmol l?WMLWm94.97?91.7844??3.10?10?3m3/s

3600?LWm3600?781.998釜液流速一般u?0.5~1.0m/s，取u?0.75m/s

l3.10?10?3??0.073m?73mm dp?0.785u0.785?0.75 按标准取得用规格为?80mm?4.5mm普通无缝钢管作为回流管，根据回流管径选取回流管法兰：PN O.25，DN 75(GB20593--1997)

3.6 筒体与封头

3.6.1 筒体

用钢板卷制而成的筒体，其公称直径等于内径。当筒体直径较小时可以直接采用无缝钢管制作，此时公称直径的值等于钢管外径。根据所设计的塔径，先按

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内压容器设计厚度，厚度计算式为：??pcD，其中压力

2???'??PcPc?0.101325MPa，D?1.8m ，??1.0，???'?113MPa，带入上式 得：??0.807mm。对于腐蚀裕量C2,取C2?2mm，则设计厚度为

?d???C2?0.807?2?2.807mm，由此公称直径为：DN?1803mm

3.6.2 封头

本设计采用椭圆形封头，由公称直径DN=1803，查的曲面高度h1=450mm,直边高度h2=40mm。选用封头DN 1800×40

3.7 人孔

人孔是安装或修检人员进出塔的唯一通道。一般每隔10~20块塔板设一个人孔，本设计的精馏塔共28块塔板，需设2个人孔，每个人孔直径450mm,在设置人孔处，板间距为800mm,裙座上应开2个人孔，直径为450mm，人孔伸入塔内部应与塔内壁修平。

主要参考文献：

[1]、谭蔚主编，《化工设备设计基础》，天津大学出版社，2004

[2]、路秀林、王者相主编,《化工设备设计全书（塔设备）》，化学工业出版社，2004

[3]、贾绍义、柴诚敬主编，《化工原理课程设计》，天津大学出版社，2002 [4]、《化工原理课程设计》，化工原理教研室选编

[5]、《化工原理（下册）》，柴诚敬主编，高等教育出版社，2006

[6]、化工设备设计手册-1-《材料与零部件（上）》，上海科学技术出版社出版，1982，7

[7]、申迎华、郝小刚主编，《化工原理课程设计》，化学工业出版社，2005

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