板式精馏塔的设计

兵

辽宁锦州121001）（辽宁工业大学机械工程与自动化学院，

主要包括设计方案的选择、工艺设计计算、强度设摘要：文章介绍了板式精馏塔的设计过程，

计计算和结构设计等，根据设计计算结果利用Auto-CAD绘制了装配图和零部件图。

工艺设计；强度设计；关键词：浮板式精馏塔；Auto-CAD

1设计方案的选择

δ＝

PcDi＝0.56MPa

2[滓]tΦ-Pcδ＝＋C1＋C1＝

1.1主要技术参数

操作压力：0.4MPa；操作温度：120益；操作介质：

水；塔体内径：塔乙醇、丙醇、1000mm；塔高：24300；

盘层数：65。

1.2设计方案的选择

它主要由板式塔为逐级接触式气液传质设备，

塔板、溢流堰、降液管及受液盘等部件圆柱形壳体、

由上层塔板的构成。其原理为：液体依靠重力作用，

降液管流到下层塔板的受液盘，然后横向流过塔板，从另一侧的降液管流至下一层塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液层。气体则在压力差的推动下，自下而上穿过各层塔板的气体通道

，分散成小股气流，鼓泡通过（泡罩、筛孔或浮阀等）

进各层塔板的液层。在塔板上，气液两相密切接触，

行热量和质量的交换。已知最高工作压力为0.4MPa，工作温度为30益属于常温，介质为异丁烯、甲醇，无腐蚀。另考虑到加工工艺以及适用性方面选用标准椭圆形封头。在压力容器设计选材时要根

介质情况以及材料的使用性能、工艺据压力、温度、

要求和经济性合理选材，故该设计选用板式塔。

2.86mm

δn＝20mm(C1＝0.3mm)δe＝δn-C1-C1＝17.7mm

2.3封头厚度确定

PcDiδ＝＝0.424MPat2[滓]Φ-0.5Pc2.4校核水压

水压试验最低压力为：

PT＝1.25P[σ]t＝1.25×0.44×183＝0.55MPa

[σ]183应力校核

滓T＝PT(Di+δe)＝0.55×(400+7.7)＝19.57MPa

δe2×5.7＜0.9ΦReL＝248.625MPa

该板式水压校核符合要求。从上面计算可知，

故所设计板式塔工艺参数合理。塔满足题设要求，

3强度设计计算

2工艺设计计算

2.1计算参数

Pc越(1.05~1.10)伊0.4越0.42~0.44MPa取Pc越0.44MPa

[滓]t＝183Φ＝0.85C2＝2.00mm2.2壳体厚度的确定

作者简介：冯跃天（1998-），男，大学本科，黑龙江哈尔滨人，主

要研究方向：机械设备设计。

3.1环向应力计算

滓＝(PT+PJ)(Di+δei)＝(0.56+0.1058)×(1000+17.7)

2δei2×17.7＝2.21MPa

3.2轴向应力计算

同理滓＝PTDi＝0.56×1000＝7.9MPa

4δei4×17.7mg

滓＝T＝47698.16×9.8＝8.41MPa

仔Diδei3.14×1000×17.71-14结构设计

4.1总体结构设计

2020年第3期83

第47卷第3期Vol.47No.3TIMESAGRICULTURALMACHINERY时代农机2020年3月Mar.2020图1板式精馏塔装配图

4.2塔盘结构设计

图2塔盘结构图

4.3焊接结构设计

图3接管结构图

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2020年第3期图4对接焊缝结构图

图5带补强圈的焊接结构

4.4支座结构

塔体常采用裙座支承。裙座形式根据承受载荷情况不同，可分为圆筒形和圆锥形两类。圆筒形裙座制造方便，经济上合理，故应用广泛。但对于受力情况比较差，塔径小且很高的塔，为防止风载或地震载荷引起的弯矩造成塔翻倒，则需要配置较多的地脚螺栓及具有足够大承载面积的基础环。

5结语

本塔钢壳部分按GB/T4710-2005《碳素钢及不

锈钢容器技术条件》

进行制造，实验和验收。衬铝部分按JB/T4734-2002《铝制焊制容器技术条件》

进行制造，试验和验收，

设计技术参数完全模拟锦州某公司的在役设备，设计计算结果与工程实际基本一

致；图纸结构合理，

表达清楚。通过本次设计，设备结构有所改进，精馏效果明显提高，热量质量交换

程度更深，

达到了高效节能的目的。本设备结构紧凑；塔盘清洗方便；主要应用于逐级接触式气液传质场合。

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