本次设计的是常减压蒸馏装置减压塔设计,根据分析比较,得知浮动舌型是一种新型的喷射塔盘,其舌片综合了浮阀和固定舌片的结构特点,与浮阀塔类似,随气体负荷改变,浮舌可以上下浮动,调节气流通道面积,从而保证适宜的缝隙气速,强化气液传质,减少或消除漏液。当浮舌开启后,又与舌形塔盘相同,气液并流,利用气相的喷射作用将液相分散进行传质。因之既有舌片塔盘的大处理量、低压力降、雾沫夹带小等优点,又有浮阀塔的操作弹性大、效率高、稳定性好等优点[2]。
无论何种塔板, 与填料相比都有不少明显的缺点:
a) 由于塔板压降大, 造成真空度降低, 从而使拔出率降低, 影响经济效益。
b) 塔板有效面积小。由于塔板的有效流通截面积比填料小, 所以, 要实现一定的分馏, 采用塔板比采用填料需要更大的塔径, 从而增加投资。
c) 塔板效率低。四蒸馏减压塔若采用板式塔,塔板过长, 液体流动必须克服塔板上的各种阻力,形成较大的液面落差, 造成气体鼓泡不均匀, 气体偏流, 对分离效率影响很大。若采用双溢流甚至多溢流塔板, 又减少了塔板的有效截面积。无论如何, 由于塔板效率低, 必须采用更多的塔板层数。这样, 又增加了塔的压降, 同时也要增加塔体高度。
d) 减压塔原料较重, 采用板式塔易产生液沫挟带, 引起液泛, 甚至淹塔。严重影响塔板的效率。
而填料用于大型真空塔操作时具有许多板式塔不可比拟的突出优点, 如: 压力降小、操作弹性大、通量大、分馏效率高等。在完成相同分馏任务时, 采用填料塔可以使塔径减小、塔高降低, 产品质量提高[16]。
填料作为气液接触的元件,气液两相在填料层中逆向连续接触,具有结构简单压力降小,易于用耐腐蚀非金属材料制造等优点。
填料品种很多,有鲍尔环、拉西环、矩鞍填料波纹板填料、波纹网填料等。[13]其中阶梯环吸收了拉西环的特点,而对鲍尔环的改进,环的高径比为1:2,并在一端增加了锥形翻边,减少了气体通过床层的阻力,并增大了通量,填料强度较高,由于其结构特点,使气液分布均匀,增加了气液接触面积而提高了传质效率[3]。阶梯环填料具有冷却效率高、阻力小、阻燃、抗负载抗冰载性强,老化寿命20年以上等优点。
根据以上比较和所给物料的性质,由于浮舌塔运用于精馏的工艺较为有利且可行,经过比较初步决定采用浮舌塔,综合四层填料塔。
1.5 塔设备主要结构尺寸的设计
此次设计主要着重于常减压蒸馏装置减压塔设计与选择,不涉及工艺设计,主要是机械方面的设计。
塔高、塔径已在任务书中给定,根据介质的性质,是否具有腐蚀性、毒性;设计温度;设计压力,选择合适的材料,再根据已知的塔高、塔径等参数,计算选择筒体、封头的厚度及后续的强度校核和辅助装置的选择。
1.6 塔设备的总体结构设计
1.6.1 塔体与裙座结构
包括塔壳塔体、塔体支座、封头、人孔、手孔、液面计、接管、法兰、吊耳、吊柱等。筒体厚度的计算主要根据国家标准GB150—2011中的壁厚设计公式结合工程实践确定整个塔的壁厚[4]。本次设计的塔体由变径等厚度的圆筒和标准椭圆形封头构成。塔体除了承受一定的操作压力(本次设计为外压)、温度外,还要考虑地震载荷、风载荷、偏心载荷[5]。
1.6.2 塔盘结构
本次设计选用浮舌塔,塔盘由气液接触元件,塔盘板,气液盘,受液盘,溢流堰,降液管,塔盘支持件和紧固件等部分组成。塔盘结构可分为整块式和分块式两种类型。一般塔径为300到900mm时,采用整块式塔盘。当塔径大于800mm时,能在塔内进行拆装,可用分块式塔盘。本塔的塔径为6400mm,塔盘较大、液相流量较大,采用单流塔盘会造成液面落差过大,气流分布严重不均、甚至局部漏液现象,故选用分块式双流塔板。 常减压蒸馏装置减压塔设计+CAD图纸(3):http://www.751com.cn/jixie/lunwen_15606.html