千里清秋(2）冷却水消耗量
式中——冷却水消耗量，kgs
——冷却介质在平均温度下的比热容，kJ(kg)
——冷却介质在冷凝器进出口的温度，
故
此温度下冷却水的比热容，所以：
s kg t t C Q W PC C C /14.69)
2535(25.431.2938)(12=-?=-= 九、管径的计算
9.1塔顶上升蒸汽出口管的直径Dv 作压力为常压时，取，蒸汽管直径mm u V D s v 20.33017455.144=?==
π
π 圆整取： 校核s m D V u v s 57.16340.014.3455.14'4'22=??==π，与相差不大，故设备可用。 9.2回流管直径
当塔顶冷凝器安装在塔顶平台时，回流液用重力自流入塔内，流速可取
1.5—
2.5ms,本设计用前者，回流液靠重力自流入塔内，流速）
m m
m m u L D R s R 5.34517.3914.36.10010597.044?=??==φπ圆整取 校核s m D V u v s 62.1038.014.30010597.04'4'2
2=??==π,与相差不大，故设备可用。 9.3进料管的直径
料液流速范围可取1.5—3.0ms ，本设计
m m
m m u FM D f F f
F 5.34573.29601
.8424.2360014.30644.23975.218436004?=?????==φπρ圆整取管径为 校核s m FM u F 45.209
.899038.036004'2=??=π,与相差不大，故设备可用。 9.4塔底出料管直径
取，则mm u L D s W 82.486
.114.3002002.04'4=??==π 圆整后取管径为 校核s m D V u v s 61.105
.014.3002002.04'4'22=??==π,与相差不大，故设备可用。 9.5塔底上升蒸汽出口管的直径
取，则mm u V D s V 78.33225
14.34363.14'4'=??==π 圆整后取管径为 校核s m D V u v s 65.2335
.014.34363.14''4'22=??==π,与相差不大，故设备可用。 十、塔附属设备的计算
10.1筒体厚度
①筒体厚度计算公式为：
其中，a 111.046.111325.1011.1MP KPa P C ==?=
材质取为Q235-B ，工作温度≤20o C 。
查表得，取（采用带垫板的双面焊对接接头，局部无损检测） 则mm 809.0111
.085.011321400111.0=-???=δ 对碳素钢和低合金钢其最小计算厚度
取圆整量圆整量则+=++===25.4mm,0.1,25.01d n 21C C mm C δδ。
圆整后，取名义厚度复验故最后取 塔体厚度为5mm 厚的Q235-B 制作。 ②校核水压试验强度：
根据式：
[][]???
? ??==≈<=?==a 111.01200,139.0111.025.125.1t 0MP P P C t MPa P P C T ，时，σσ ,75.325.15mm C n e =-=-=δδ查表得
则(),0.2675
.3275.31400139.0MPa T =?+?=σ而
故水压强度试验足够。
10.2封头 封头选为标准椭圆形封头，即
.390h ,mm 40,35025.0b ,2,2200mm h h mm D h b
a h D i i i i i =+======则取直边高度则[]mm 3809.0111
.05.085.011321400111.05.02≥=?-???=-=δφσδ应取mm P D P C t i C ，
，则取则mm 25.4mm 25.0,41d 12=+==+=C C mm C d δδδ 圆整后采用厚的钢板。复验故最后取
10.3除沫器
空塔气速较大，塔顶带液严重以及工艺过程中不许出塔气速夹带雾滴的情况下，设置除沫器，以减少液体夹带损失，确保气体纯度，保证后续设备的正常操作。
这里选用丝网除沫器，其具有比表面积大，质量轻，空隙大及实用方便等优点。
设计气速选取：,系数
s m u /832.10964
.10964.1448.800107.0=-= 除沫器直径：m u V D S 17.1832.114.3455.144=??==
π 故选取不锈钢除沫器，类型：标准型，材料：不锈钢丝网（1Cr18Ni9Ti ），丝网尺寸，圆丝。
10.4裙座
塔底常用裙座支撑，裙座的结垢性能好，连接处产生的局部阻力小，所以它是设备的主要支座形式，为了制作方便，一般采用圆筒形。裙座内径为1400mm,取裙座壁厚20mm ，
则基础环内径：mm D ib 124010)4.0~2.0()2021400(3=?-?+=
基础环外径：mm D ob 164010)4.0~2.0()2021400(3=?+?+=
圆整：mm D mm D ob ib 1700,1300==，基础环厚度，考虑到腐蚀余量取14mm ，考虑到再沸器裙座高取1m ，地角螺栓直径去。
10.5人孔
一般每隔4—5m 设一个人孔，本塔中共23块板，须设4个人孔，每个孔直径为450mm 。
10.6塔总体高度的设计
板式塔的塔高（不包括裙座）由下式决定：
顶封群H H H H H H B l ++++=+H 人孔
塔顶部空间高度是指塔顶第一层到塔顶（不含封头）的直线距离，取为1200mm 。 塔的底部空间高度是指塔底最末一层塔盘到塔底（不含封头）的距离，釜液停留时间取10min 。
H 人孔是指由于加人孔而多增加的高度，塔板间距是400mm ，如果加人孔取板间
距为600mm 。
()
m H L V R R V H B S W W B 802.07.0217.034-60010002.2600',/)2
134(233-23=?????=?=∏?∏-=ππ则其中， m 60.774.0124.0=?+?=+=提’精N H N H H T T i
m H 30.124000.-500.042.1239.01802.060.7=?++?+++=）（
10.7全凝器
选取列管式换热器，冷凝水循环与气体方向相反，即逆流式。冷水走管程，物料蒸汽走壳程，传热系数：，又信阳地区平均温度为25o C ，所以选用25o C 的冷却水，设水升温10o C.
对于逆流：
T 64.9265.31
t 2535
C t t t t t m ?=-----=???-?=?89.34)3531.65()2592.64(ln )3531.65()2592.64(ln 1
212 故全凝器面积：
2
2m 80.11527.1051.11.1,27.10589.348.031.2938=?==?=?=A m t K Q A m C ，则实际面积取安全系数为
选用Φ32×3mm 的碳钢管，管心距为40mm ，传热管长度取为3m,管子正三角形排列。
10.8泵的选型
为确定泵输送一定流量所需的扬程H ，应对输送系统进行机械能衡算，这里选择原料罐内的液面与进料口处的管截面建立机械能衡算式：
∑∑∑+++?+?+?=3212
2f f f h h h g
u g P Z H ρ 式中： Z ——两截面处位头差
——两截面处静压头差
——两截面处动压头差
——直管阻力
——管件、阀门局部阻力
——流体流经设备的阻力
对进料管，
提升压头
设料液表面至加料空位置为10m ，管长为20m ，有两个弯头，，
kPa
P P P u d s
Pa m kg m Le d Le D F F F F F F F F 2.453.10573.1090149
.0)1025.22(3164.0Re 3164.0101025.2210
34.0601.84242.2038.0'Re m 35.0/601.842,14.1038.030,30/25.0425.04433
=-=-=?=??==>?=???==?===?==---λμρμρ为湍流料液 在原料液内的液面与进料口建立机械能衡算：
m
H g P g u Z He m
g u d Le L H F F F F F F 76.670.281
.9601.8424200
81.9242.260.3270.281.9242.2)75.0038.014.1200149.0(2)(22
2
2
=+?+?+=+?+'?+?==??++?='++=ρξλ
10.9贮罐的计算
以回流罐为例，回流罐通过的物流量：
s kg s Kmol h kmol D R L h /448.1/0537.0/342.1930921.80)1414.1()1(===?+=+=设凝液在回流罐中停留的时间为10min ，罐的填充系数为0.7，则该罐的容积V 计算如下：
3637.17.0295.758/6010448.1/m L V L h =???==φρτ 故回流罐容积可取V=1.637
十一、精馏塔设计计算结果汇总一览表
十二、参考文献
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[2] 陈敏恒,从德滋,方图南,等.化工原理(上、下册第三版)[M].北京:化学工业出版社.2006
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