塔体工艺尺寸计算

塔体工艺尺寸计算

1 精馏段塔径的计算

精馏段的气、液相体积流率计算为

3600Vm

S Vm

VM V ρ=

⨯ （5.1）

3441.828.08

3.326/36003600 1.036

Vm S Vm VM V m s ρ⨯=

==⨯⨯

3600Lm

Lm

LM Ls ρ=

（5.2）

3283.424.73

0.0019/36003600976.4

Lm Lm LM Ls m s ρ⨯=

==⨯

由：

max μ= （5.3）

式中C 由上式计算，其中的20C 査取，图的横坐标为：

1/2

1/2

30.00193600976.40.018/3.3263600 1.036h L h V L m s V ρρ⎛⎫⨯⎛⎫== ⎪ ⎪⨯⎝⎭

⎝⎭

取板截距T H =450m m ，板上液层高度L h =80m m 则，

0.450.080.37T L H h m -=-=

由史密斯查图的， 20C =0.075 /m s

max 2.585/m s μ===

取安全系数为0.6，则空塔气速为

max 0.60.6 2.585 1.55μμ==⨯=

D =

（5.4）

1.653D m =

== 按标准塔径圆整后为：D=1.8m 塔截面积为：

2

4

T A D π=

（5.5） 2221.8 2.54344

T A D m ππ

=

=⨯= 实际空塔气速为：

S

T

V A μ=

（5.6） 3.326 1.3082.543

S T V A μ===/m s

5.1.2 精馏塔的有效高度

(1)T Z N H =- （5.8）

(1)(81)0.45 3.15T Z N H m =-=-⨯=精精

第5.2节 提馏段的计算

5.2.1 提馏段塔径的计算

提馏段的气、液相得体积流率为

''

'3'

441.822.62

3.2.61/360036000.8513Vm S

Vm V M V m s ρ⨯===⨯⨯ '''3'

844.319.30.004688/36003600965.5Lm

s

LM LM L m s ρ⨯===⨯

由'max C μ=式中0.2

'

''2020L C C σ⎛⎫= ⎪⎝⎭其中'20C 可由史密斯关联图査取，图的横坐标为：

1/2

1/2

''

3''0.0046883600965.50.04842/3.26136000.8513h L

h V L m s V ρρ⎛⎫⨯⎛⎫

== ⎪ ⎪

⨯⎝⎭

⎝⎭

取板截距为'L H =450m m ，板上液层高度为'

L h =80m m ，则 ''0.450.080.37L L H h m -=-=

查史密斯图得， '20C =0.0685

所以， 0.2

0.2

'

''2054.830.06850.079532020L C C σ⎛⎫⎛⎫

==⨯= ⎪

⎪

⎝⎭

⎝⎭

'max 2.6769/C m s μ===

取安全系数为0.6 ，则空塔的气速为：

''

max 0.60.6 2.6796 1.6061μμ==⨯=/m s

'

1.6083D m ===

按标准塔径圆整后为 'D =1.8m

塔截面积为 '

'2221.8 2.54344

T A D m ππ

=

=⨯= 实际空塔气速为： ''

' 3.261

1.282/

2.543S T V m s A μ===

5.2.2 提馏段的有效高度

'''(1)(141)0.45 5.85T Z N H m =-=-⨯=提提

在进料板上方开三个人孔，每个人孔高为0.8m ，其高度为2.4m

5.2.3 塔的有效高度

Z=Z

精+'Z

提

+2.4=3.15+5.85+2.4=11.4m

第5.3节封头的选型及其计算

5.3.1 封头的选型

封头按其形状可分为三类：凸形封头、锥形封头、平板形封头。其中凸形封头包括

半球形风头、球冠形封头、蝶形封头、椭圆形风头。

本设计选用的是椭圆形封头

椭圆形封头因边缘应力小，承压能力强，获得广泛的应用，椭圆形封头有两部分组

成，半椭球和高度为h的直边。设置由直边部分是椭球壳和圆筒连接边缘与封和圆

筒焊接连接的接头错开，避免了边缘应力与热应力叠加的现象，改善了封头与圆筒

连接处受力状况。

5.3.2 封头的计算

直边高度h的大小按封头的直径的厚度的不同，有25m m、

40m m、50m m三种取边高为h=50m m。

1/22D h = （5.10）

1/4 1.8/40.45h D m === 110.050.450.5H h h m =+=+=

椭圆形封头的应力分布较好，且封头得壁厚与相连接的筒体壁厚大致相等，便于焊接，经济合理。

第5.4节 支座的选型及其计算

5.4.1 支座的选型

容器支座有两种，卧式容器支座和立式容器支座。 立式容器支座有腿式支座、支承式支座、耳式支座、裙式支座 本设计采用裙式支座中的圆形支座

圆形支座制造方便，构造简单，经济实惠，用运广泛。对于高而细的塔，为了防止风载荷或地震载荷使设备倾覆，需配置数量较多的地脚螺栓。

5.4.2 支座的计算

裙座的高度为：2H 则，

2H =（Z 精+'Z 提+2.4+2⨯0.5）⨯10%=1.24m

第5.2节 精馏塔的总高度

Z=Z 精+'Z 提+2⨯0.8+1H +2H =3.15+5.85+2.4+2⨯0.5+1.24=13.44m