对二甲苯装置甲苯塔设计开题报告(2)
2.2板式塔的发展前景
新型板式塔的开发正越来越受到广大传质工作者的重视，尤其是在老装置改造过程中，由于受到现场情况等诸多因素的限制，需要应用传质效率高、通量大的塔板来更换普通浮阀或筛板塔板，所以开发结构简单、传质效率高、通量大的板式塔具有重要的意义[7]。
通过对新型塔板的分析研究，得出今后板式塔的研究方向是：
a)传质元件结构的改进。消除塔内液体梯度和液体滞留区，开发结构简单的喷射型塔板，使液体雾化，气液接触更充分，提高塔的传质效率。
b)采用无降液管，优化板面结构，充分利用板上区域，增加气液接触的机会，扩大传质面积，从而提高通量，改善气液流动状况。
c)开发液体导流装置。板上返混和级别间返混都会降低塔效率，因此，在塔板上和降液管的人口区设置液体导流装置，使气体按一定方式推动液体流动，改善流型，使板上接近活塞流，减少返混。今后应多对优良塔板进行气液流动行为的研究，在此基础上开发新塔板。
d)利用塔板空间。使传质区域向塔板空间扩展，塔板结构趋向于立体结构，近年新开发的不少塔板就是从这点出发的，如螺旋阶梯下降分布式分离塔板等[8]，立体结构不仅大幅度提高了气液两相的接触面积，而且使液滴的表面不断更新，因而有利于提高传质效率。
e)改进降液管的结构。降液管流体力学性能直接影响塔板本身的操作和性能，操作上限直接受降液管液泛的限制，液体通过能力、气液分离效果、抗液泛能力等与降液管的设计也有直接的关系，故改进降液管是提高塔操作性能很重要的一个影响因素。
f)传质元件复合化。现在板式塔内件越来越多地采用复合塔板，充分利用填料压降低、传质效果好的优点，满足了塔内各段不同的分离要求和不同的工况，强化了板上的两相传质，提高了处理能力和分离效果。板式塔作为重要的传质设备之一，在各种分离工艺过程中广泛使用。开发新型传质效率高、压降小、通量大的板式塔和塔内件始终是板式塔技术的核心。
2.3 塔设备法兰的强度计算
塔设备由于制造、安装条件的限制，常将塔体分成几段，各段之间用法兰连接，这些法兰不仅承受与塔设备相同的介质内压，还承受风、地震及设备重量等外载荷。对这种法兰的强度设计计算，GB150--1998 《钢制压力容器》中没作规定，在471o-_92《钢制塔式容器》中规定按当量设计压力法进行计算。但我认为，对承受外载的塔设备法兰不能简单地用当量设计压力法，应在更详细分析的基础上进行计算。一般情况，外载荷对塔设备法兰的作用首先是通过壳体传递到法兰环内侧。外载荷引起壳体轴向应力变化，再传递到法兰上，进而引起FD 的变化，但不会作用在法兰环上而引起FT及FG的变化。然而当量设计压力法正好忽略了这点，将M、F的当量压力与介质压力P一样看待。另外，在预紧时，法兰承受外载的情况也是常有的，例如设备重量，偏心载荷引起的弯矩等。当量设计压力法没有考虑这方面的情况，有关的文献报道也很难找到。凼此，有必要对预紧和操作状态下塔设备法兰承受的外载荷进行具体分析，在计及其影响的情况下进行法兰的强度计算。
2.4塔设备裙座高度的计算
在塔器设计中，选择裙座材料时一般应当考虑以下因素：建塔地区环境温度的影响，塔器或塔釜操作温度的影响，裙座与塔体受压元件相焊后，对受压元件材料性能的影响，安全、经济合理的要求[9]。在精馏装置的工艺设计中，为了给精馏过程提供所需的热量，需要把塔底再沸器产生的蒸汽送回塔内，按其输送的方式，可分为热虹吸式循环和强制循环两种。其中依靠流体密度差的热虹吸式循环方式应用最为广泛，它不仅能够省去循环泵，降低设备投资，而且具有传热系数大，加热段滞留时间短，结构紧凑等特点。但如果塔底裙座高度设计不正确，会使精馏操作不能正常进行。为此，在精馏装置的设计中，裙座高度的计算就显得十分重要[10]。塔底裙座高度是文持流体循环的推动力，高度不足，在给定的循环量下无法保证正常循环；过大，使塔设备高度增加而制造成本增加。因此，设计时应对管道材料、管径、布置走向、弯头阀门及其他管件作精心的选择和计算。
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