浮阀塔设计
浮阀塔的设计3
?
NT ET
可根据实验数据或用经验公式估算
塔高 Z ? ?NP ? 1?HT ? Z1 ? Z2
式中：Z1 —— 最上面一块塔板距塔顶的高度，m； Z2 —— 最下面一块塔板距塔底的高度，m。
? HT 对塔的生产能力、操作弹性以及塔板效率均有影响 HT? ，允许的操作气速? ，塔高? , 塔径? 。。
2
how
?
2.84 1000
E????
Lh lw
????3
进口堰： 保证液体均匀进入塔板，也起液封作 用。一般仅在较大塔中设置。进口堰高一般与 降液管底隙高度 h0 相等。
进口堰与降液管间的水平距离 w0 ≥ h0，以保证 液体由降液管流出时不致受到大的阻力。
降液管底隙高度及受液盘
降液管底隙高度应保证溢流液顺畅并防止沉淀
D ? 4 AT
?
A' 的计算
设适宜气速为 u，当体积流量为 Vs 时， A' =Vs / u 求， A' 的关键在于确定流通截面积上的 适宜气速 u
塔板的计算中，通常是以夹带液泛发生的气速（ 泛 点气速 ）作为上限。一般取
u ? ?0.6 ~ 0.85?u f
—— 索德尔斯和布朗（Souders and Brown ）公式
单溢流弓形降液管结构尺寸的计算
降液管的宽度 Wd 和截面积 Af
计算塔径时已根据溢流形式 确定了堰长与塔径的比值
lw/D。
由 lw/D 查图可得 Wd /D 和 Af /AT，D 和 AT 已确定，故降 液管的宽度 Wd 和截面积 Af 也可求得。
液体在降液管中的停留时间 ? 为
? ? Af H T
常压塔 hL=50~100 mm ； 减压塔 hL=25~30 mm 。
浮阀塔设计
mmax m01 m02 m03 m04 ma mw 126812
风载荷、风弯矩计算与地震弯矩计算
塔体因风压、地震会发生弯曲变形。按基本风压值 q0=300N/m2 、地震设防烈度为8度的设计条件，选取塔 设备薄弱部位截面0-0、1-1、2-2进行了计算。
二、各项应力校核 塔体圆筒稳定校核
塔设备质量载荷计算
将全塔分成6段，根据塔段长度、人孔与平台数、塔板数 等计算各质量载荷，得 m0 m01 m02 m03 m04 m05 ma 57096 全塔操作质量
全塔最小质量 水压试验时 最大质量
mmin m01 0.2m02 m03 m04 ma 35133
提馏段操作弹性=3.718
第三部分 塔设备的机械设计
设计条件
计算压力Pc=1.1MPa 基本风压值q0=300N/m2 地震设防烈度为8度 塔壳外表面保温层100mm 每隔十块塔板开设一个人孔，人孔数为4个
按计算压力计算塔体和封头厚度
经计算，塔体和封头厚度均取12mm，采用标准椭 圆形封头。
一、各项载荷计算
第二部分 塔板的流体力学计算
一、气相通过浮阀塔板的压降 二、淹塔 三、雾沫夹带验算 四、塔板负荷性能图 1、雾沫夹带线 2、液泛线 3、液相负荷上限 4、漏液线 5、液相负荷下限线
6、 操作性能负荷图
精馏段负荷性能图如下：
提馏段负荷性能图如下：
由图可以看出： ①操作点p（设计点）处 在适宜操作区内适中 位置； ②塔板的气相负荷上限完 全由雾沫夹带控制， 操作下限由漏液控制； ③ 精馏段操作弹性=3.224
hw how
H 0.45m, h 0.02m, h 0.04m, h 0.0566m h 0.052m, h 0.0134m, h 0.0180m
浮阀塔的机械设计
浮阀塔机械设计北京理工大学珠海学院课程设计任务书2012～2013学年第2 学期学生姓名：专业班级：指导教师：工作部门：一、课程设计题目浮阀塔的机械设计二、课程设计内容1．塔设备的结构设计包括：塔盘结构，塔底、塔顶空间，人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等。
2. 塔体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核（1）根据设计压力初定壁厚；（2）计算危险截面的重量载荷、风载荷、地震载荷及偏心载荷；（3）计算危险截面的由各种载荷作用下的轴向应力；（4）计算危险截面的组合轴向拉应力和组合轴向压应力，并进行强度和稳定性校核。
3. 筒体和裙座水压试验应力校核4. 裙座结构设计及强度校核包括：裙座体、基础环、地脚螺栓5. 编写设计说明书一份6. 手工绘制2号装配图一张，Auto CAD绘3号图一张（换热器）。
三、设计条件1. 设备类型：自支承式塔设备（塔顶无偏心载荷）；2. 设置地区环境：基本风压：q o=400N/㎡;设计地震烈度：7度（或8度）；场地土：Ⅱ类。
地震加速度0.15g（或者0.3g），地震系数根据自己的需要任取一组；3. 塔体及裙座的机械设计条件：（1）塔体内径Di=2200mm，塔高近似取H=45000mm；（2）计算压力Pc=1.0MPa（每组中各人的计算压力根据安排表中数据）,设计温度t=250℃；（3）塔体装有N=75层浮阀塔盘，每块塔盘上存留介质层高度为hw=100mm，介质密度为ρ1=800kg/m3；（4）沿塔高每5m左右开设一个人孔，人数为8个，相应在人孔处安装半圆形平台8-10个，平台宽度为B=900mm，高度为1000mm。
（5）塔外保温层厚度为δs=120mm，保温材料密度为ρ2=300kg/m3；（6）塔体与裙座间悬挂一台再沸器，其操作质量为me=4000kg,偏心距e=2000mm；（7）塔体与封头材料在低合金高强度刚中间选用，并查出其参数。
（8）裙座统一采用Q235-A（9）塔体与裙座对接焊接，塔体焊接接头系数Φ=0.85；（10）塔体与封头厚度附加量C=2mm，裙座厚度附加量C=2mm；（11）参考图为书中图8-25，尺寸及数据根据自己组的具体情况设计、标注。
化工机械设备课程设计浮阀塔的设计
摘要 (2)1 前言 (3)1.1 研究的现状及意义 (3)1.2 设计条件及依据 (6)1.3 设备结构形式概述 (7)2 设计参数及其要求 (9)2.1 设计参数 (9)2.2设计条件 (9)2.3设计简图 (10)3 材料选择 (11)3.1 概论 (11)3.2塔体材料选择 (11)3.3裙座材料的选择 (11)4 塔体结构设计及计算 (12)4.1塔体和封头厚度计算 (12)4.1.1 塔体厚度的计算 (12)4.1.2封头厚度计算 (12)4.2塔设备质量载荷计算 (12)4.3风载荷与风弯矩的计算 (14)4.4地震弯矩的计算 (17)4.4.1地震弯矩的计算 (17)4.4.2偏心弯矩的计算 (18)4.5各种载荷引起的轴向应力 (19)4.6塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 (20)4.6.1塔体的最大组合轴向拉应力校核 (20)4.6.2.塔体和裙座的稳定校核 (21)4.7塔体水压试验和吊装时的应力校核 (22)4.7.1水压试验时各种载荷引起的应力 (22)4.7.2水压试验时应力校核 (23)4.8基础环的设计 (24)4.8.1 基础环尺寸 (24)4.8.2基础环的应力校核 (24)4.8.3基础环的厚度 (25)4.9地脚螺栓计算 (25)4.9.1地脚螺栓承受的最大拉应力 (25)4.9.2地脚螺栓的螺纹小径 (26)符号说明 (27)小结 (30)参考文献 (30)谢辞....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
图纸....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
浮阀塔的设计示例
浮阀塔的设计示例浮阀塔是一种常见的化工设备，用于气体和液体之间的质量传递，尤其是在蒸馏和萃取过程中。
下面是一个浮阀塔的设计示例，重点介绍了它的结构和操作原理。
1.设计目标：本浮阀塔的设计目标是实现高效的质量传递，提高分离效果和产品纯度。
同时，保证设备的安全和可靠性，减少设备的能耗和维护成本。
2.结构设计：该浮阀塔采用垂直立式结构，内部分为多个塔板，每个塔板上安装有浮阀。
塔板之间通过气体和液体的穿孔连接。
在塔顶设置有进料口和出料口，而在塔底则设置有底流液收集器。
此外，还设计了塔壳和塔盖，用于保证设备的结构完整性。
3.操作原理：浮阀塔的操作原理基于浮阀的作用。
浮阀由一个密封球和一个杆连接组成。
当从塔底喷射的气体或液体经过塔板时，浮阀的球会被上升的气体或液体推起，从而打开通道，使气体或液体通过浮阀孔进入上方的塔板。
当上方的塔板上积聚足够的液体时，浮阀球会被液体推下，关闭通道，使液体停留在上方的塔板上。
通过不断重复这个过程，气体和液体之间的质量传递就得以实现。
4.浮阀的设计：浮阀的设计关键是选择合适的密封球和杆的材料，并确定其尺寸和重量。
一般来说，密封球和杆的材料要具有耐腐蚀和耐高温的特性，以满足不同工艺的要求。
此外，密封球的尺寸和重量需要根据气体和液体的流速和密度来确定，以保证浮阀的正常运行。
5.设备的操作与维护：为了确保浮阀塔的高效运行，需要进行定期的检查和维护工作。
首先，要检查浮阀是否正常工作，如有必要，需要更换损坏的浮阀。
其次，要及时清理塔板上的沉积物，以保证通道的畅通。
此外，还需要定期检查塔壳和塔盖的密封性，以防止气体或液体的泄漏。
6.设备的优化改进：针对该浮阀塔的优化改进措施主要包括以下几个方面：一是改善塔板的结构，增加塔板的布置密度，减小气液间的传质距离，从而提高质量传递效果。
二是采用节能技术，如加热和冷凝剂回收，减少能耗和环境污染。
三是引入自动控制系统，实现设备的自动化运行和监控，提高生产效率和安全性。
浮阀塔的设计方案(优秀)解析
滨州学院课程设计任务书一、课题名称甲醇——水分离过程板式精憾塔设计二、课题条件（原始数据）原料：甲醇、水溶液处理量：32∞Kg∕lι原料组成：33% （甲醇的质量分率）料液初温：20i C操作压力、回流比、单板压降：自选进料状态：冷液体进料塔顶产品浓度：98% （质量分率）塔底釜液含甲醇含量不高于1% （质量分率）塔顶：全凝器塔釜：饱和蒸汽间接加热塔板形式：筛板生产时间：300天/年，每天24h运行冷却水温度：20°C设备形式：筛板塔厂址：滨州市三、设计内容1、设计方案的选定2、精餾塔的物料衡算3、塔板数的确泄4、精馅塔的工艺条件及有关物性数据的计算（加热物料进岀口温度、密度、粘度、比热、导热系数）5、精餾塔塔体工艺尺寸的计算6、塔板主要工艺尺寸的计算7、塔板的流体力学验算8、塔板负荷性能图（精餾段）9、换热器设计10、馅塔接管尺寸计算11、制生产工艺流程图（带控制点、机绘，A2图纸）12、绘制板式精憾塔的总装巻图（包括部分构件）（手绘，Al图纸）13、撰写课程设计说明书一份设计说明书的基本内容⑴课程设汁任务书⑵课程设讣成绩评左表⑶中英文摘要⑷目录⑸设计汁算与说明⑹设计结果汇总⑺小结⑻参考文献14、有关物性数据可查相关手册15、注意事项⑴写岀详细讣算步骤，并注明选用数据的来源⑵每项设汁结朿后列岀讣算结果明细表⑶设计最终需装订成册上交四、进度计划（列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期）1、设计动员，下达设计任务书0.5天2、收集资料，阅读教材，拟建设计进度1-2天3、初步确定设计方案及设计计算内容5-6天4、绘制总装置图2-3天5、整理设计资料，撰写设计说明书2天6、设计小结及答辩1天目录摘要 (1)绪论 (2)第一章设计方案的选择和论证 (3)1.1设计思路 (3)1.2设计方案的确定 (3)1∙3设计步骤 (4)第二章塔的工艺设计 (4)2」基础物性数拯 (4)2.2精餾塔的物料衡算 (6)221原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (6)2.2.2进料热状况q的确宦 (6)2.2.3操作回流比R的确定 (7)2.2.4求精餾塔的气液相负荷 (7)2.2.5操作线方程 (7)2.2.6用图解法求理论塔板数 (8)227实际板数的求取 (8)2.3精懈塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)2.3.1进料温度的计算 (9)2.3.2操作压强 (9)2.3.3平均摩尔质量的计算 (10)2.3.4平均密度计算 (10)2.3.5液体平均表而张力计算 (11)2.3.6液体平均粘度计算 (12)2.4精懈塔工艺尺寸的计算 (12)241塔径的计算 (12)2.4.2精馅塔有效高度的计算 (14)2.5塔板主要工艺尺寸的计算 (15)2.5.1溢流装置计算 (15)2.6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (16)2.7塔板流体力学验算 (17)2.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降 (17)2.7.2 淹塔 (17)2.8精餾段塔板负荷性能图 (19)2.8.1雾沫夹带线 (19)2.8.2液泛线 (19)2.8.3液相负荷上限线 (20)2.8.4气体负荷下限线（漏液线） (20)2.8.5液相负荷下限线 (20)2.9小结 (21)第三章辅助设备的计算 (21)3.1精餾塔的附属设备 (21)3.1.1再沸器（蒸馅釜） (22)3.1.2塔顶回流全凝器 (23)3.1.3原料贮罐 (24)3.1.4泵的计算及选型 (24)第四章塔附件设计 (24)4.1接管 (24)4.1.1 进料 (24)4.1.2回流管 (25)4.1.3塔底出料管 (25)4.1.4塔顶蒸气出料管 (25)4.1.5塔底进气管 (25)4.2除沫器 (25)4.3裙座 (26)4.4人孔 (26)4.5塔总体高度的设计 (26)4.5.1塔的顶部空间高度 (26)4.5.2塔的底部空间高度 (26)4.5.3塔立体高度 (26)设计结果汇总 (28)致谢 (29)主要符号说明 (30)附录 (33)化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的饴是利用液体混合物中各组分挥发度的不同，并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。
(完整版)浮阀塔的设计示例
浮阀塔设计示例设计条件拟建一浮阀塔用以分离某种液体混合物，决定采用F1型浮阀（重阀),试按下述条件进行浮阀塔的设计计算.气相流量 Vs = 1.27m3/s；液相流量 Ls= 0。
01m3/s；气相密度ρV = 3.62kg/m3；液相密度ρL= 734kg/m3；混合液表面张力σ= 16.3mN/m，平均操作压强 p = 1.013×105Pa.设计计算过程（一）塔径欲求出塔径应先计算出适宜空塔速度.适宜空塔速度u一般为最大允许气速uF的0.6～0.8倍即: u＝（0.6～0.8）uF式中C可由史密斯关联图查得，液气动能参数为：取板间距HT =0。
6m，板上液层高度hL=0。
083m,图中的参变量值HT-hL=0。
6-0。
083 =0.517m。
根据以上数值由图可得液相表面张力为20mN/m时的负荷系数C20=0.1。
由所给出的工艺条件校正得：最大允许气速：取安全系数为0。
7，则适宜空塔速度为：由下式计算塔径:按标准塔径尺寸圆整，取D = 1.4m；实际塔截面积：实际空塔速度：安全系数: 在0。
6~0。
8范围间,合适.(二) 溢流装置选用单流型降液管，不设进口堰。
1）降液管尺寸取溢流堰长lw =0.7D,即lw/D=0。
7，由弓形降液管的结构参数图查得：Af/AT=0。
09，Wd/D=0。
15因此：弓形降液管所占面积:Af=0.09×1.54=0.139(m2)弓形降液管宽度：Wd=0.15×1.4=0。
21（m2）验算液体在降液管的停留时间θ，由于停留时间θ＞5s,合适。
2）溢流堰尺寸由以上设计数据可求出：溢流堰长 lw=0。
7×1。
4=0.98m采用平直堰，堰上液层高度可依下式计算，式中E近似取1，即溢流堰高：hw =hL-how=0。
083—0.033=0.05m液体由降液管流入塔板不设进口堰，并取降液管底隙处液体流速u′= 0。
228m/s；降液管底隙高度：浮阀数及排列方式:1）浮阀数初取阀孔动能因数F= 11，阀孔气速为：每层塔板上浮阀个数：（个）2）浮阀的排列按所设定的尺寸画出塔板,并在塔板的鼓泡区内依排列方式进行试排，确定出实际的阀孔数。
化工原理课程设计---浮阀塔设计
化⼯原理课程设计---浮阀塔设计设计条件:常压：p=1atm处理量：50000t/y进料组成：馏出液组成：釜液组成：(以上均为质量分数)塔顶全凝器：泡点回流每年实际⽣产天数：330天（⼀年中有⼀个⽉检修）精馏塔塔顶压强：4kPa加热⽅式：间接加热第⼀章塔板⼯艺计算1.基础物性数据表1-1 苯、甲苯的粘度表1-2 苯、甲苯的密度表1-3 苯、甲苯的表⾯张⼒表1-4 苯、甲苯的摩尔定⽐热容表1-5 苯、甲苯的汽化潜热2物料衡算2.1 塔的物料衡算（1）苯的摩尔质量：78.11A M /kg kmol甲苯的摩尔质量：B M =92.13/kg kmol（2）原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数塔顶易挥发组分质量分数，摩尔分数釜底易挥发组分质量分数，，摩尔分数原料液易挥发组分质量分数，摩尔分数料液流量F=50000*1000/(330*24)=6313.13kg/h=80.82kmol/h 由公式：F=D+W ，F =D ＋W代⼊数值有：塔顶产品(馏出液)流量D=45.12 kmol/h ；釜底产品(釜液)流量W=35.70 kmol/h 。
2.2 分段物料衡算根据相平衡曲线，泡点进料时q=1有，1.38由梯形图可知,全回流下最少理论板8。
有理论板得捷算法有根据兰吉利图,选取不同的R值,计算值，吉利兰图找到对应点，⾃此引铅垂线与曲线相交，由于此交点相应的纵标值，可以做出以下图像：曲率变化最⼤的点是在R=2.15，N=14.4915处，即理论板是15块所以精馏段液相质量流量*45.12=97kmol/h，精馏段⽓相质量流量 3.15*45.12=142.13kmol/h，精馏段操作线⽅程,即=+0.307，因为泡点进料，所以进料热状态q=1，所以，提馏段液相质量流量L'=L+qF=177.8kmol/h，提馏段⽓相质量流量V'= V-(1-q)F＝142.13kmol/h，所以，提馏段操作线⽅程，即=-0.006, 画出的梯形图如下：总板数=13-1=12,，进料板为第7块。
浮阀塔课程设计范文
浮阀塔课程设计范文浮阀塔是一种重要的化工设备，广泛应用于石油化工、化学工程、环保等领域，用于气体液体两相的分离。
本课程设计旨在对浮阀塔的设计过程进行深入研究，从而培养学生的设计能力和实践动手能力。
一、课程设计目的和任务本课程设计的主要目的是培养学生在化工工程领域的设计和实践能力，具体任务包括：1.了解浮阀塔的工作原理和结构特点；2.掌握浮阀塔设计的基本步骤和方法；3.进行浮阀塔设计的案例分析和实践操作；4.掌握使用计算机辅助设计软件进行浮阀塔的设计。
二、课程设计内容1.理论知识学习：学生需要通过文献资料、教材和网络资源等途径，了解浮阀塔的工作原理、结构特点、设计步骤和方法等方面的知识。
2.设计案例分析：学生需要选择一个具体的工程案例进行分析，包括流程图、设备选择、计算等方面的内容。
通过对案例的分析，学生可以更好地理解浮阀塔的设计过程和要点。
3.实践操作：在项目实践中，学生需要亲自完成浮阀塔的设计和计算，包括计算设计参数、绘制设备图、流程图、计算设备尺寸等。
通过实践操作，学生可以更好地掌握浮阀塔的设计方法和技巧。
4. 计算机辅助设计：学生需要使用计算机辅助设计软件，如AutoCAD等，进行浮阀塔的绘图和计算。
通过计算机辅助设计，学生可以提高设计效率，减少设计错误。
三、课程设计方法本课程设计采用综合教学方法，即理论与实践相结合，计算机辅助设计与手工绘图相结合。
具体方法包括：1.理论学习：学生通过课堂教学和自主学习等方式，学习浮阀塔的理论知识和设计方法。
2.设计案例分析：学生通过分组进行案例分析，共同讨论和解决设计难题，提高设计能力。
3.实践操作：学生通过实际操作，亲自完成浮阀塔的设计和计算，提高实践动手能力。
4.计算机辅助设计：学生通过使用计算机辅助设计软件，进行浮阀塔的绘图和计算，提高设计效率。
四、课程设计评价本课程设计的评价主要包括以下几个方面：1.设计报告评价：通过对学生设计报告的评阅，评价学生对浮阀塔设计过程的理解和掌握程度。
浮阀塔的设计
3.6.F1型浮阀塔板设计3.6.1溢流装置选用单溢流方形降液管，不设进口堰，各项计算如下： 3.6.1.1.堰长l w :取堰长l w =0.66D=0.66×0.8=0.528 3.6.1.2.出口堰高h w :h w =h L -h ow ,2'32.84()1000h ow wL h E l = ，近似取E=1，L h =Ls ×3600=0.0022×3600=7.92m 3/s 因为l w =0.528,故h ow =0.015m 则 h w =h L -h ow =0.07-0.015=0.055m3.6.1.3弓形降液管宽度W d 和面积A f ：由l w /D =0.528/0.8=0.66,查弓形降液管的宽度和面积图可得，A f /A T =0.0721，W d /D=0.124故A f =0.0721×0.502=0.0362m 2,W d =0.124×0.8=0.0992m 验算液体在降液管中的停留时间：s L H A h T f 40.7)0022.03600/(45.00362.03600/3600=⨯⨯⨯=⨯=θ s 5>θ故降液管尺寸可用。
3.6.1.4降液管底隙高度h o'00s w L h l u = 可取降液管底隙处液体流速取u o '=0.13m/s 则 h o =0.0022/(0.66*0.13) =0.0256mw o h h >合理同理可得出其他回流比的各项计算，总结果如下表：表3-17 溢流装置参数表R堰上液层高度h 0w /m堰长l w /m出口堰高h w /m降液管宽度W d /m降液管的面积A f /m 2停留时间θ/S 底隙高度h o /mR 1 0.0150.528 0.0550.09920.03627.40 0.0256R 2 0.017 0.792 0.053 0.145 0.0815 11.83 0.030 R 30.0180.7920.0520.1450.081510.790.0333.6.2塔板布置及浮阀数目与排列选用F1型重阀，阀孔直径d 0=39mm ，底边孔中心距t=75mm取阀孔动能因子F 0=10 ，孔速s m F u V /99.401.4/10/00===ρ每一层塔板上的浮阀数N ：8.91)99.4*039.0*4/14.3/(547.0)*4//(2020===u d V N s π取边缘区域宽度W c =0.06m W s =0.10m塔板上的鼓泡面积2222arcsin 180a x A x R x R R π⎡⎤=-+⎢⎥⎣⎦R=D/2-W c ==0.5-0.05=0.45m x=D/2-(W d +W s )=0.5-(0.0992+0.10)=0.3008m 把数据代入得Aa=0.4978浮阀排列方式采用等腰三角形叉排，取同一排的孔心距t=75mm=0.075m 则估算排间距mm t N Aa t 73)075.0*8.91/(4978.0)*/('=== 考虑到塔的直径较大，必须采用分块式塔板，而各分块版的支撑与衔接也要占去一部分鼓泡区面积，因此排间距不宜采用73mm ，而应小于此值。
浮阀塔的设计计算
浮阀塔的设计计算1选取设计塔板1.1板型选取：根据化学工业出版社《化工原理》提供的液相流量参考表选取单流型塔板，单流型塔板是最常用的形式，结构简单，制作方便，且横贯全板的流道长，有利于达到较高的塔板效率。
1.2板间距的初选：板间距N的选定很重要，对完成一定生产任务，若采用较大的板间距，能T允许较高的空塔气速，对塔板效率、操作弹性及安装检修有利；但板间距增大后，会增加塔身总高度，金属消耗量，塔基、支座等的负荷，从而导致全塔造价增加。
反之，采用较小的板间距，只能允许较小的空塔气速，塔径就要增大，但塔高可降低；但是板间距过小，容易产生液泛现象，降低板效率。
所以在选取板间距时，要根据各种不同情况予以考虑。
如对易发泡的物系，板间距应取大一些，以保证塔的分离效果。
板间距与塔径之间的关系，应根据实际情况，结合经济权衡，反复调整，已做出最佳选择。
设计时通常根据塔径的大小，由塔板间距的经验数值选取.初选板间距为0.45m.2汽、液体体积流量计算2.1 精馏段、提馏段的摩尔流量计算：精馏段气体摩尔流量：V=L+D=(R+1)D=(0.4331+1)×866.02=1241.1kmol/h提馏段气体摩尔流量：v′=v=1241.1kmol/h=0.34475kmol/s精馏段液体摩尔流量：L=RD=0.4331×866.02=375.07kmol/h提馏段液体摩尔流量：L′=L+F=375.07+1299=1674.07kmol/h精馏段、提馏段的体积流量计算：表4-1 气体体积流量计算表塔顶气体密度：()33311101.31066.42722687.57/ 2.69/273.15288.314V v pM g m kg m RT ρ⨯⨯====+⨯塔底气体密度塔底气体密度：()3322101.31086.34 3.05/273.15728.314V v pM kg m RT ρ⨯⨯===+⨯气体平均密度：3122.693.052.87/22v v v kg m ρρρ++=== 塔顶气体体积流量：31111241.166.398.509/2.693600v s v V M V m s ρ⨯===⨯塔底气体积流量：32221241.186.349.76/3.053600v s v V M V m s ρ⨯===⨯全塔平均气体体积流量：128.5099.769.134522S S S V V V ++===全塔平均气体体积流量：表4-2 液体体积流量计算表塔底液体密度：3111617.7/1.619L i ikg m m ρρ===∑ 塔顶液体密度：3211598.0k /1.6722L i ig m m ρρ===∑ 液体平均密度：312617.7598.0607.9/22L L L kg m ρρρ++===塔顶液体体积流量：3111375.0789.490.01509/617.73600s L LM L m s ρ⨯===⨯塔底液体体积流量：'31221674.0771.960.05600/598.03600s L LM L m s ρ⨯===⨯。
精馏塔(浮阀塔)的设计(可编辑修改word版)
课程设计（论文）浮阀精馏塔的工艺设计说明书题目名称苯—甲苯溶液精馏装置精馏塔设计课程名称化工原理学生姓名雷素兰学号1040902009系专业生化系2010 级化学工程与工艺指导教师胡建明2012 年12 月25 日目录一、设计任务书 (3)二、概述 (4)三、设计方案的确定和流程说明 (4)四、物料衡算 (5)1.设计条件 (5)2.全塔物料衡算 (6)五、设备设计与选型 (7)1.精馏塔工艺设计 (7)2.塔内气液负荷 (11)3.计算塔径、确定板间距 (13)六、塔板结构设计 (14)1.溢流装置 (14)2.塔板布置 (15)七、浮阀塔流体力学验算 (17)1.塔板压降 (17)2.塔板负荷性能 (19)八、精馏塔结构尺寸设计 (23)九、参考文献 (26)十、总结 (27)十一、致谢 (27)十二、附工程图纸 (28)概述塔设备是化学工业，石油化工，生物化工，制药等生产过程中广泛采用的传质设备。
根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。
板式塔为逐级接触式气液传质设备，塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡形式或喷射形式通过塔板上的液层，正常条件下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，它具有结构简单，安装方便，压降低，操作弹性大，持液量小等优点，被广泛的使用。
本设计的目的是分离苯—甲苯的混合液，故选用板式塔。
设计方案的确定和流程说明1.塔板类型:精馏塔的塔板类型共有三种：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。
浮阀塔板具有结构简单，制造方便，造价低等优点，且开孔率大，生产能力大，阀片可随气流量大小而上下浮动，故操作弹性大，气液接触时间长，因此塔板效率较高。
本设计采用浮阀塔板。
2.加料方式:加料方式共有两种：高位槽加料和泵直接加料。
采用泵直接加料，具有结构简单，安装方便等优点，而且可以引入自动控制系统来实时调节流量及流速。
故本设计采用泵直接加料。
3.进料状况:进料方式一般有两种：冷液进料及泡点进料。
浮阀塔设计解析
根据 ET =0.49 L -0.245
得 N P精 41块 N P提 8块
全塔所需实际塔板数：
N P
N P精
N P提
41 8
49块
全塔效率：
ET
NT NP
24 1 46.94% 49
加料板位置在第42块塔板
hw how
Hd
ho
RT 0.45m, ho 0.02m, ho 0.04m, hw 0.0566m hw 0.052m, h 0.0134m,
提馏段
浮阀数以等 腰三角形排列， 孔心距t=75mm， 板间距t′=80mm ，排得浮阀数为 276个。重新核算 阀孔功能因数、 塔板开孔率，均 符合要求。
第二部分 塔板的流体力学计算
一、气相通过浮阀塔板的压降 二、淹塔
三、雾沫夹带验算
四、塔板负荷性能图
1、雾沫夹带线
2、液泛线
3、液相负荷上限 4、漏液线
通过对操作或非操作时的各种轴向应力的计算，求
出最大组合轴向拉应力，得出
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满足要求
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塔体水压试验和吊装时的应力校核
ow
how 0.0180m
D 2.0m
Wd Ws
x
D
lw 1.3m W d 0.248 m
三、塔板布置及浮阀数目与排列
1. 塔板直径D=2.0m,采用分块式塔板,分五块。 2. 浮阀数目与排列 精馏段
浮阀以等腰 三角形排列，孔 心距为t=75mm， 排间距t′=65mm， 排得阀数为348个。 重新核算阀孔功 能因数、塔板开 孔率，均符合要 求。
浮阀塔课程设计说明书
浮阀塔课程设计说明书题目：拟建一浮阀塔用以分离苯-氯苯混合物（不易气泡），决定采用F1型浮阀，试根据以下条件做出浮阀塔（精馏段）的设计计算。
（1）进行塔板工艺设计计算及验算 （2）绘制负荷性能图 （3）绘制塔板结构图 （4）给出设计结果列表 （5）进行分析和讨论设计计算及验算1.塔板工艺尺寸计算（1）塔径 欲求塔径应先给出空塔气速u ，而 maxu )(⨯=安全系数uvvl cu ρρρ-=max式中c 可由史密斯关联图查出，横标的数值为0625.0)996.29.841(61.1006.0)(5.05.0==v l h h V L ρρ取板间距mH T45.0=，板上液层高度mhL05.0=，则图中参数值为mh H L T 4.005.045.0=-=-由图53-查得0825.020=c，表面张力./9.20m mN =σ0832.0)20(2.020=⨯=σc csm u /399.1996.2996.29.8410832.0max =-⨯=取安全系数为0.6，则空塔气速为 m /s 84.0399.16.0u max=⨯=⨯=安全系数u塔径mu V D s562.184.014.361.144=⨯⨯==π按标准塔径圆整m D 6.1=，则 塔截面积22201.2)6.1(414.34m D A T =⨯==π实际空塔气速 s m A V u T s /801.001.261.1===（2）溢流装置 选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。
各项计算如下： ①堰长Wl ：取堰长D l W66.0=，即 m l W056.16.166.0=⨯=②出口堰高Wh ：OWL Wh h h-=采用平直堰，堰上液层高度OWh 可依下式计算：32)(100084.2Wh OWl L E h =近似取1=E ，则可由列线图查出OWh 值。
m021.0h 056.1,/6.213600006.0OW 3===⨯=，查得m l h m L W hmh h h OW L W 029.0021.005.0=-=-=则③弓形降液管宽度dW 和面积fA ： 66.0=DlW由图103-查得：124.0,0721.0==DW A A dTf，则2145.001.20721.0m A f =⨯=mW d 199.06.1124.0=⨯=停留时间sL H A L H A sT f hTf 88.10006.045.0145.03600=⨯===θs 5>θ，故降液管尺寸可用。
浮阀塔设计心得与体会
浮阀塔设计心得与体会浮阀塔设计是我们学业生涯的最后一个环节，不仅是对所学基础知识和专业知识的一种综合应用，更是对我们所学知识的一种检测与丰富，是一种综合的再学习、再提高的过程，这一过程对我们的学习能力、独立思考及工作能力也是一个培养。
在没有做浮阀塔设计以前觉得浮阀塔设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做浮阀塔设计发现自己的看法有点太片面。
浮阀塔设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。
通过这次浮阀塔设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。
我们设计毕业论文就是运用已有的专业基础知识，独立进行科学研究活动，分析和解决一个理论问题或实际问题，把知识转化为能力的实际训练。
浮阀塔设计是对我们的知识和相关能力进行一次全面的考核，是对我们进行科学研究基本功的训练，培养我们综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后撰写专业学术论文打下良好的基础。
我认为，浮阀塔设计也是对在校大学生最后一次知识的全面检验，是对学生基本知识、基本理论和基本技能掌握与提高程度的一次总测试。
毕业论文不是单一地对学生进行某一学科已学知识的考核，而是着重考查学生运用所学知识对某一问题进行探讨和研究的能力。
浮阀塔设计还能培养我们的科学研究能力，使我们初步掌握进行科学研究的基本程序和方法。
我们大学生毕业后，不论从事何种工作，都必须具有一定的研究和写作能力，要学会收集和整理材料，能提出问题、分析问题和解决问题，并将其结果以文字的形式表达出来。
我们当代大学生应该具有开拓精神，既有较扎实的基础知识和专业知识，又能发挥无限的创造力，不断解决实际工作中出现的新问题。
毕业论文的过程是训练我们独立地进行科学研究的过程。
撰写毕业论文是学习怎么进行科学研究的一个极好的机会，有指导教师的指导与传授，可以减少摸索中的一些失误，少走弯路，而且直接参与和亲身体验了科学研究工作的全过程及其各环节，是一次系统的、全面的实践机会。
完整版浮阀塔的设计示例
浮阀塔设计示例设计条件拟建一浮阀塔用以分离某种液体混合物，决定采用F1型浮阀（重阀），试按下述条件进行浮阀塔的设计计算。
气相流量V s = 1.27m3/s；液相流量L s = 0.01m3/s；气相密度p V = 3.62kg/m3;液相密度p L = 734kg/m3;混合液表面张力（T = 16.3mN/m，平均操作压强p = 1.013X105p&设计计算过程（一）塔径欲求出塔径应先计算出适宜空塔速度。
适宜空塔速度U —般为最大允许气速U F的0.6〜0.8倍即：u =( 0.6 〜0.8 ) U F式中C可由史密斯关联图查得，液气动能参数为:根据以上数值由图可得液相表面张力为20mN/m 时的负荷系数C20 =0.1。
由所给出的工艺条件校正得：S —=0.1 —= 0.096汽20丿I噩丿最大允许气速:取板间距H T =0.6m ，板上液层高度h L =0.083m 图中的参变量值H「h L=0.6-0.083 =0.517m取安全系数为0.7，则适宜空塔速度为：」m.G —实际塔截面积:—尹=尹心如安全系数：如"偌/I •知°期在0.6〜0.8范围间，合适。
(二) 溢流装置选用单流型降液管，不设进口堰。
1) 降液管尺寸取溢流堰长l w =0.7D ,即l w /D=0.7,由弓形降液管的结构参数图查得:A 〃A T =0.09,W d /D=0.15因此：弓形降液管所占面积：A f =0.09 X l.54=0.139(m 2)弓形降液管宽度:W d =0.15 X l.4=0.21(m2)验算液体在降液管的停留时间B,0.01V PvP34-3.62 q3^2实际空塔速度：二L%開= 0 825财张按标准塔径尺寸圆整，取 D = 1.4m ;由于停留时间B> 5s，合适。
2）溢流堰尺寸由以上设计数据可求出:溢流堰长l w=0.7 x l.4=0.98m采用平直堰，堰上液层高度可依下式计算，式中E近似取1，即2.84 2.84 - （001x3600^____ ^]x _______________1UOO I 0.98 丿溢流堰高：h w=h L-h ow =0.083-0.033=0.05m液体由降液管流入塔板不设进口堰，并取降液管底隙处液体流速U0‘= 0.228m/s ;降液管底隙高度:0.010198x0.2280.045^浮阀数及排列方式1）浮阀数初取阀孔动能因数F0 = 11，阀孔气速为:呦——ll/xfj. 62 —5.78m I £每层塔板上浮阀个数：1.27x4 （个）2）浮阀的排列按所设定的尺寸画出塔板，并在塔板的鼓泡区内依排列方式进行试排，确定出实际的阀孔数。
浮阀塔课程设计任务书
浮阀塔课程设计任务书一、设计背景与目的浮阀塔作为一种重要的传质设备，广泛应用于石油化工、精细化工等行业的分离提纯过程中。
本次课程设计旨在通过浮阀塔的设计实践，使学生掌握传质设备的基本原理、设计方法和操作步骤，培养学生的工程实践能力和问题解决能力。
二、设计任务与要求1. 设计任务（1）根据给定的工艺条件和分离要求，选择合适的浮阀塔类型和结构；（2）确定浮阀塔的主要尺寸和操作参数，包括塔径、塔高、塔板数、进料位置等；（3）进行浮阀塔的流体力学计算和传质性能评估；（4）绘制浮阀塔的工艺流程图和设备布置图；（5）编写浮阀塔的设计说明书和操作指南。
2. 设计要求（1）设计应符合安全生产、环境保护和节能减排的要求；（2）设计应充分考虑实际生产中的可操作性和可维护性；（3）设计应具有一定的经济性和先进性，降低生产成本，提高分离效率；（4）设计图纸应清晰、规范，符合相关标准和规范；（5）设计说明书和操作指南应详细、准确，便于他人理解和操作。
三、设计步骤与方法1. 收集相关资料，了解浮阀塔的基本原理、结构类型和应用范围；2. 分析工艺条件和分离要求，确定浮阀塔的设计目标和约束条件；3. 选择合适的浮阀塔类型和结构，进行初步的尺寸估算；4. 进行流体力学计算和传质性能评估，优化浮阀塔的设计参数；5. 绘制浮阀塔的工艺流程图和设备布置图，编写设计说明书和操作指南；6. 进行设计评审和修改，完善浮阀塔的设计方案。
四、进度安排与时间节点1. 第一周：收集资料，了解浮阀塔的基本原理和结构类型；2. 第二周：分析工艺条件和分离要求，确定设计目标和约束条件；3. 第三周：选择合适的浮阀塔类型和结构，进行初步的尺寸估算；4. 第四周：进行流体力学计算和传质性能评估；5. 第五周：绘制浮阀塔的工艺流程图和设备布置图；6. 第六周：编写设计说明书和操作指南，进行设计评审和修改。
五、考核方式与评价标准1. 考核方式：课程设计报告、设计图纸、答辩表现等综合评价；2. 评价标准：设计的合理性、创新性、实用性、经济性等方面进行评价。
浮阀塔,甲醇回收机械设计
浮阀塔,甲醇回收机械设计
浮阀塔是一种常用的塔式设备，用于甲醇回收过程中的分离和提纯。
其主要功能是通过塔内液体和气体的物理性质差异，将甲醇从混合废气中分离出来。
浮阀塔的机械设计主要包括以下几个方面：
1. 塔体设计：包括塔底和塔顶两个部分。
塔底主要安装流体进料装置和液体分离器，而塔顶则通常用于排出非甲醇气体。
塔体的结构需要足够强度和密封性能，以承受塔内高压和高温环境。
2. 浮阀设计：浮阀是塔内液面自动控制的机械装置。
其主要原理是根据浮子的浮沉来控制进料液位，保持液面在一定的范围内。
浮阀的设计需要确保稳定性和可靠性，以确保塔内流体的均匀分布和流动。
3. 散热器设计：甲醇回收过程中会产生大量的热量，需要通过散热器来降低温度。
散热器的设计需要考虑到加热负荷、冷却介质和塔体结构等因素，以确保有效的热量传递和散热效果。
4. 控制系统设计：浮阀塔的自动控制需要依靠一套完善的控制系统。
控制系统通常包括传感器、执行机构和控制器等组件。
其主要功能是对浮阀、进料和温度等进行监测和控制，以确保塔内流体的稳定性和回收效果。
以上只是浮阀塔机械设计的基本内容，在实际设计中还需要考
虑很多细节和工艺参数，以确保设备的安全性、稳定性和高效性。
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将全塔分成6段，根据塔段长度、人孔与平台数、塔板数 等计算各质量载荷，得 m0 m01 m02 m03 m04 m05 ma 57096 全塔操作质量
全塔最小质量 水压试验时 最大质量
mmin m01 0.2m02 m03 m04 ma 35133
第二部分 塔板的流体力学计算
一、气相通过浮阀塔板的压降 二、淹塔 三、雾沫夹带验算 四、塔板负荷性能图 1、雾沫夹带线 2、液泛线 3、液相负荷上限 4、漏液线 5、液相负荷下限线
6、 操作性能负荷图
精馏段负荷性能图如下：
提馏段负荷性能图如下：
由图可以看出： ①操作点p（设计点）处 在适宜操作区内适中 位置； ②塔板的气相负荷上限完 全由雾沫夹带控制， 操作下限由漏液控制； ③ 精馏段操作弹性=3.224
d
三、塔板布置及浮阀数目与排列
1. 塔板直径D=2.0m,采用分块式塔板,分五块。 2. 浮阀数目与排列 精馏段
浮阀以等腰 三角形排列，孔 心距为t=75mm， 排间距t′=65mm， 排得阀数为348个。 重新核算阀孔功 能因数、塔板开 孔率，均符合要 求。
提馏段
浮阀数以等 腰三角形排列， 孔心距t=75mm， 板间距t′=80mm ，排得浮阀数为 276个。重新核算 阀孔功能因数、 塔板开孔率，均 符合要求。
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满足要求
满足要求
塔体水压试验和吊装时的应力校核
塔体水压试验： 通过对试验压力和液柱静压力引起的环向应力、试验 压力引起的拉应力、最大质量引起的轴向压应力、弯矩引 起的轴向压力进行校核，均满足要求。
10万吨/年乙醇-水 浮阀精馏塔的设计
河南理工大学 张忠 2012年5月
主要内容：
设计任务书 塔板的工艺设计
塔板的流体力学计算
塔设备的机械设计
2013-5-15
设计原始条件：
生产能力：年处理乙醇-水混合液10万 吨（开工率300天/年） 原料：乙醇含量为35%（质量百分比， 下同）的常温液体 分离要求：塔顶乙醇含量不低于94%， 塔底乙醇含量不高于0.2%
mmax m01 m02 m03 m04 ma mw 126812
风载荷、风弯矩计算与地震弯矩计算
塔体因风压、地震会发生弯曲变形。按基本风压值 q0=300N/m2 、地震设防烈度为8度的设计条件，选取塔 设备薄弱部位截面0-0、1-1、2-2进行了计算。
二、各项应力校核 塔体圆筒稳定校核
通过计算压力引起的轴向拉力、操作质量引起的轴向 压应力、最大弯矩引起的轴向应力，均满足要求。
塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核
通过对操作或非操作时的各种轴向应力的计算，求 22 出最大组合轴向拉应力，得出 max K t , 满足要求
min KB , K 满足要求
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吊装时的应力校核： 通过筒体环向应力校核、最大组合轴向拉应力校核、 最大组合轴向压应力校核，均满足要求。
结论
塔径D=2.0m 塔体厚度12mm 塔板数Np=49块 塔高H=29.13m 全塔操作质量 m0=57096kg
谢谢！
请指导！
hw how
H 0.45m, h 0.02m, h 0.04m, h 0.0566m h 0.052m, h 0.0134m, h 0.0180m
T o o w w ow
HT
lW
R
Wc
ho
Hd
D 2.0m
w
ow
Wd
Ws
x D
l 1.3m W 0.248m
xD R yn 1 xn 0.7593xn 0.207 R 1 R 1
提馏段操作线方程：
WxW L qF yn1 xm 1.9546 xm 7.4 104 L qF-W L qF W
在图上作操作线，由点（XD，XD）起在平衡线和操作 线间画阶梯，直到阶梯与平衡线交点小于XW为止，由 此得到理论板NT=24块（包括再沸器）。
提馏段操作弹性=3.718
第三部分 塔设备的机械设计
设计条件
计算压力Pc=1.1MPa 基本风压值q0=300N/m2 地震设防烈度为8度 塔壳外表面保温层100mm 每隔十块塔板开设一个人孔，人孔数为4个
按计算压力计算塔体和封头厚度
经计算，塔体和封头厚度均取12mm，采用标准椭 圆形封头。
一、各项载荷计算
第一部分 塔板的工艺设计
精馏塔全塔物料衡算 F=D+W F XD= D XD+ W XW
根据常压下乙醇-水气液平衡组成关系绘出平衡 曲线即x-y曲线图。
一、理论塔板的计算—图解法
根据x-y相图得 Rmin 2.103 ， 操作回流比
R 1.5 Rmin 3.1545
精馏段操作线方程：
根据 E T =0.49 L
-0.245
得 N P精 41 块
N P提 8块
全塔所需实际塔板数：
N P NP精 NP提 41 8 49块
全塔效率：
NT 24 1 ET 46.94% NP 49
加料板位置在第42块塔板Biblioteka 二、 塔径与溢流装置的初步设计