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1、四川大学锦江学院,空分精馏塔设计,院 系：XXX 专 业：过程装备与控制工程 班 级：XXX 姓 名：XXX 学 号：XXX 指导老师：XXX,相关内容,设计背景及设计意义 工艺流程及相关计算 结构设计计算 强度及稳定性校核,一、设计背景及设计意义,空气中的氧气和氮气在日常生活和工业中有非常重要的作用，但是，在利用的同时需要的是高纯度的气体。长期以来，空气分离多以精馏的方法进行生产。精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业得到广泛应用。精馏过程是在能量的驱动下，使气、液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相组分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发
2、组分由气相向液相转移，最终实现原料混合物中各组成的分离。该过程是同时进行传质传热的过程。本次设计任务为设计空气分离塔，原料为空气。空气不能直接作为产品使用，必须经过各种加工过程，制成符合浓度要求的氧和氮作为产品。空分塔“在大型制氧工业中占有很重要的地位.我们所说的空分塔其实就是空气分离的设备,由于工艺流程的需要,这种设备一般建造的都比较高。空分塔的工艺流程涵盖了许多的物理原理如能量学、动力学、分子学等,制氧的主要工作都在其中完成。,塔设备的分类,塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备，塔设备的基本功能就是提供气、液两相以充分接触的机会，使传热、传质两种传递过程能够迅速有效的进行；还能
3、使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。板式塔作为重要的化工单元设备一直受到重视，在对原有塔板的改进和性能研究以及新型塔板的开发和应用等方面都取得了进展。在塔板研究方面，塔板是按泡罩、筛孔和浮阀这三种塔型而发展的，一些新开发的塔板多数也是这三种塔板的改进型，它们均具有气液分散的共同特点。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,板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备，由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成。广泛应用于精馏和吸收,有些类型（如筛板塔）也用于萃取，还可作为反应器用于气液相反应过程。操作时（以气液系统为例），液体在重力作用下,自上
4、而下依次流过各层塔板,至塔底排出；气体在压力差推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际接触传质。,填料塔,填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状
5、态下，气相为连续相，液相为分散相。,二、工艺流程及相关计算,工艺流程图,从塔的气液平衡曲线可以得出理论塔板数：精馏段：提馏段：总理论板数为 ：塔板效率为：61%所以实际塔板数为：,塔板数计算,塔径计算,精馏段：,提留段：,圆整后取塔径：3.2m,工艺尺寸计算,查化工原理课程设计表3-8，取：塔截面积 堰长 选用平直堰，堰上液层高度由弗兰斯公式计算，即近似取E=1，则经计算，得：,三、结构设计计算,四、强度及稳定性校核,塔体和封头厚度计算 塔设备质量载荷计算 自振周期计算 地震载荷与地震弯矩计算 风载荷与风弯矩计算 弯矩校核 圆筒轴向应力校核和圆筒稳定校核 塔设备压力实验时的应力校核 裙座轴向应力校核 基础环设计 地脚螺栓计算,校核结果,
