空分精馏塔的设计与研究
化工原理精馏塔设计
化工原理精馏塔设计
嘿，朋友们！今天咱们来聊聊化工原理里超有意思的精馏塔设计。
想象一下，精馏塔就像是一个神奇的魔法塔，它的任务就是把各种混合物给分得清清楚楚。
那它是怎么做到的呢？其实啊，就像我们在生活中分拣不同的东西一样。
比如说，我们要把红豆和绿豆分开，这就需要一些巧妙的方法。
在精馏塔中，混合物会沿着塔身往上走，就像人在爬楼梯。
而塔身里有不同的温度区域，这就好比楼梯上有不同的站点。
不同的物质在不同
的温度下会有不同的表现，就像有些人喜欢热的地方，有些人喜欢冷的
地方。
那些容易挥发的物质，就像喜欢热闹的孩子，会比较活跃地往上跑；而不太容易挥发的物质，就像比较安静的孩子，会慢慢留在下面。
通过这样一层一层的分离，最后我们就能得到纯度很高的各种物质啦。
设计一个精馏塔可不简单哦，就像盖房子一样，要考虑好多因素呢。
比如塔身要多高呀，里面的温度要怎么控制呀，这都需要精心计算和设计。
总之，精馏塔设计就是化工世界里的一个奇妙魔法，它能把复杂的混合物变得有序又纯净，是不是很厉害呢？希望我这样的解释能让大家对
这个神秘的化工原理有更清楚的认识呀！。
精馏塔的设计
第一章生产工艺流程的确定本设计的任务为分离正庚烷和正辛烷混合物的精馏塔设计。
对于此二元混合物的分离，采用常压下的连续精馏操作装置。
本设计采用饱和蒸汽进料，将原料以饱和蒸汽状态送人精馏塔内。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液体在泡点下一部分经回流装置回流至塔内，其余的部分经产品冷凝冷却器冷凝冷却后送人储罐。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
该物系属于易分离物系，最小回流比较小，操作回流比为最小回流比的2倍。
本设计带控制点的生产工艺流程图见附图-1。
第二章精馏塔2.1 精馏塔的物料衡算通过查阅资料知，一个大气压下，正庚烷的沸点为98.4℃，正辛烷的沸点125.6℃，所以混合液中，正庚烷是易挥发成分。
2.1.1已知条件:混合液的流量：F=12t/h正庚烷的含量：x F=0.42正庚烷的回收率：φ=0.98釜残夜中正庚烷的含量：x w =0.032.1.2物料衡算过程：混合液的平均相对分子质量：M F=0.42*100+0.58*114=108.12Kg/kmol混合液的流量：F=12*1000/108.12=110.99Kmol/h总物料衡算：110.99=D+W110.99*0.42=D* x D +W* x w0.98=D* x D /F*x F计算结果：D=79.77 W=31.22 x D=0.5732.2 塔板数的确定2.2.1塔板理论数N T的求取正庚烷—正辛烷属于理想物系，采用图解法求理论板层数。
（1）由资料查得正庚烷—正辛烷在101.3KPa的气液平衡数据如下:温度（℃）：98.4 105 110 115 120 125.6X: 1.0 0.656 0.487 0.311 0.157 0.0y: 1.0 0.810 0.673 0.491 0.280 0.0绘出x-y图，见附图2。
（2）求最小回流比及操作回流比采用作图法求最小回流比。
在附图2中对角线上，自点e（0.42,0.42）作垂线ef即为进料线，该线与平衡线的交点坐标y q = 0.42 x q=0.26最小回流比为R min= (x D- y q )/ (y q - x q)=(0.573-0.42) / ( 0.42-0.26) = 0.96取操作回流比为R=2 R min=2*0.96=1.92（3）求精馏塔的气液负荷线L=RD=1.96*79.77=156.35V=(R+1)D=(1+1.96)*79.77=232.93L=L=156.35V=V-F=232.93-110.99=122.0(4) 求操作线方程精馏段操作线方程为y=L x /V + D x D /V =0.658x+0.196提馏段操作线方程为y=L x /V -W x W /V =1.282x-0.008(5)图解法取理论板层数采用图解法取理论板层数，如附图2所示。
精馏塔毕业设计论文.
第一章概论1.1塔设备在化工生产中的作用和地位塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的的设备之一。
它可使气（或汽）液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。
可在塔设备中完成的常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。
此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。
在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有重大的影响。
据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例；它所耗用的钢材重量在各类工艺设备中也属较多。
因此，塔设备的设计和研究，受到化工、炼油等行业的极大重视。
1.2塔设备的分类及一般构造塔设备经过长期发展，形成了型式繁多的结构，以满足各方面的特殊需要。
为了便于研究和比较，人们从不同的角度对塔设备进行分类。
例如：按操作压力分为加压塔、常压塔和减压塔；按单元操作分为精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔和干燥塔；按形成相际接触界面的方式分为具有固定相界面的塔和流动过程中形成相界面的塔；也有按塔釜型式分类的。
但是长期以来，最常用的分类是按塔的内件结构分为板式塔和填料塔两大类，还有几种装有机械运动构件的塔。
在板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体以鼓泡或喷射的形式穿过塔盘上的液层使两相密切接触，进行传质。
两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。
在填料塔中，塔内装填一定段数和一定高度的填料层，液体沿填料表面呈膜状向下流动，作为连续相的气体自下而上流动，与液体逆流传质。
两相的组分浓度沿塔高呈连续变化。
人们又按板式塔的塔盘结构和填料塔所用的填料，细分为多种塔型。
装有机械运动构件的塔，也就是有补充能量的塔，常被用来进行萃取操作，液有用于吸收、除尘等操作的，其中以脉动塔和转盘塔用得较多。
塔设备的构件，除了种类繁多的各种内件外，其余构件则是大致相同的。
空分精馏塔设计及运转
PPU COMPRESSOR
MAI N EXCHANGER
Photo Gallery
N2
HP COLUMN
Good vapour-liquid contact but relatively high pressure drop.
Trayed Columns 板式塔
蒸气穿过流经筛盘的液体，从而产生泡沫。 蒸气和液体能够进行有效的接触，但是压降相对较高。
Photo Gallery
Types of Sieve Trays 筛板的种类
Example: remove heat to condense 50% of air at 1 bar
例：对热量进行清除从而在 1 bar 的压 力条件下对 50% 的空气进行冷凝
Vapor 蒸气 79% N2 氮气
Q
Photo Gallery
蒸气 90% N2 氮气
Liquid 液体 68% N2 氮气
RL
Air Distillation - HP Column 空气蒸馏 － 高压塔
处于露点条件下或者接近露点条 件的空气进入高压塔；在高压塔 中，空气被分离成氮气和富含氧 气的液体。
空气分离器（ASU）中的级数从
20～50 级不等。
空气
超高纯度氮气发生器中的级数从 75～100 级不等。
Partial vaporisation of a liquid yields a vapour richer in the more volatile component.
分离乙醇水的精馏塔设计
分离乙醇水的精馏塔设计简介在化学工业中，乙醇是一种常见的有机溶剂，广泛应用于药品、肥料和燃料等领域。
然而，乙醇在自然界中通常以水溶液的形式存在。
因此，在乙醇的生产过程中，需要对乙醇水溶液进行分离，以获得高纯度的乙醇。
精馏是一种常用的分离技术，通过利用混合液中组分的不同沸点，将其分离出来。
本文将介绍一种用于分离乙醇水的精馏塔设计方案。
原理精馏塔是精馏过程中的关键设备，它通过将混合液引入塔内，在塔内的驱动下，乙醇和水分别以不同的沸点汽化，然后经过凝结再回流到塔中，最终分离乙醇和水两种组分。
精馏塔的设计考虑了以下几个方面：1.塔内结构：塔内通常设有塔板或填料来增加表面积，从而增加传热和传质效率。
常见的填料包括泡沫塞、环形填料等。
2.塔底结构：塔底设有汽液分离器，用于将汽相和液相分离，并通过不同的出口引出。
3.冷凝器：冷凝器用于冷却出塔顶的汽相，并将其转化为液相，以便于回流到塔内。
4.塔顶结构：塔顶设有乙醇和水的分出口，分别将高纯度的乙醇和水引出。
设计方案在分离乙醇水的精馏塔设计中，应考虑以下几个关键因素：1. 乙醇和水的沸点差异乙醇和水的沸点差异较小，约为7-9℃。
因此，在设计中应选择合适的操作条件，使得乙醇和水能够有效分离。
一种常见的方式是增加塔板或填料层数，以增加传热和传质效率，从而提高分离效果。
2. 塔板或填料的选择塔板和填料是精馏塔中常用的结构。
塔板通常采用筛板或穿孔板，其目的是将混合液均匀分布到塔板上，并提供足够的接触面积。
而填料则是通过增加表面积来增加传质效率，常用的填料包括泡沫塞、环形填料等。
在乙醇水分离的精馏过程中，应选择适合的塔板或填料，以提高分离效率。
3. 回流比的选择回流比是指回流到精馏塔的液相与塔顶产品的比例。
回流比的选择直接影响到塔的分离效果。
一般来说，较高的回流比能够提高精馏塔的分离效率，但同时也增加了能耗。
因此，需要根据实际情况选择合适的回流比。
结论乙醇水的精馏塔设计是分离乙醇的重要工艺步骤。
精馏塔设计
最小回流比Rmin
随着回流比R的减小，则精馏过 程的能耗下降，塔径D也回随之 减小。但因R减小，使操作线交 点向平衡移动，导致过程传质推 动力减小，使得完成相同的分离 要求所需理论板数N随之增加， 使塔增高。 当回流比继续减小，使两操作线 交点落在平衡曲线上，如图中E 点所示。此时完成规定分离要求 所需理论板数为∞。此工况下的 回流比为该设计条件下的最小回 流比Rmin。
当回流比增大时精馏段操作线斜率R/(R+1)增大，则精馏段操作线远离平
衡线。使得精馏塔内各板传质推动力
及
增大，使各板分离能力
提高。 （绿线）
为此，完成相同分离要求，所需理论板数将会减少，由13块减为10块理论 板。然而由于R的增加导致塔内气、液两相流量增加，从而引起再沸器热 流提高。从而使精馏
V=(R+1)D
进料线方程
在进料板上，同时满足精馏段和提馏段的物料衡算，故两操作 线的交点落在进料板上。当q为定值，改变塔操作为回流比时， 两操作线交点轨迹即q线。联立两操作线方程式 和 解得交点q 的坐标为
x 联立以上两式消去 D 得q线方程
xf
当塔顶蒸气全部被冷凝时，则
有：
由于冷凝器全凝，无分离能力， 不计为理论板，则以塔顶计第 一块理论板。因 由工艺所 规定，故 为已知。
成
时结束。此时梯级数N
（含再沸器）为所求的理论塔板数N，
跨过两操作线交点的板为最佳进料
板
。
进料位置的选择 在适宜位置进料，完成规定分离要求所需塔板数会减少。对给定理论板时，
精馏塔的设计与选型
精馏塔的设计及选型目录精馏塔的设计及选型 (1)目录 (1)1设计概述 01.1工艺条件 01.2设计方案的确定 02塔体设计计算 (1)2.1有关物性数据 (1)2.2物料衡算 (3)2.3塔板数的确定 (4)2.4精馏塔的工艺条件及相关物性数据 (8)2.5塔体工艺尺寸的设计计算 (11)2.6塔板工艺尺寸的设计计算 (14)2.7塔板流体力学验算 (18)2.8负荷性能图 (21)2.9精馏塔接管尺寸计算 (27)3精馏塔辅助设备的设计和选型 (31)3.1原料预热器的设计 (31)3.2回流冷凝器的设计和选型 (34)3.3釜塔再沸器的设计和选型 (37)3.4泵的选择 (40)3.5筒体与封头 (40)1设计概述1.1工艺条件（1）生产能力：2836.1kg/d（料液）（2）工作日：250天，每天4小时连续运行（3）原料组成：35.12%丙酮,64.52%水,杂质0.35%，由于杂质含量较小且不会和丙酮一起蒸馏出去，所以可以忽略。
所以此母液可以视为仅含丙酮和水两种成分，其质量组成为：35.12%丙酮，水64.88%（下同）（4）产品组成：馏出液99%丙酮溶液，回收率为90%，由此可知塔釜残液中丙酮含量不得高于5.16%即每天生产99%的丙酮905.54kg。
（5）进料温度：泡点（6）加热方式：间接蒸汽加热（7）塔顶压力：常压（8）进料热状态：泡点（9）回流比：自选（10）加热蒸气压力：0.5MPa（表压）（11）单板压降≤0.7kPa1.2设计方案的确定（1）、精馏方式及流程：在本设计中所涉及的浓度围，丙酮和水的挥发度相差比较大，容易分离，且丙酮和水在操作条件下均为非热敏性物质，因此选用常压精馏，并采取连续精馏方式。
母液经过换热器由塔底采出液预热到泡点，在连续进入精馏塔，塔顶蒸汽经过塔顶冷凝器冷凝后，大部分连续采出，采出部分经冷却器后进入储罐备用，少部分进行回流；塔底液一部分经过塔釜再沸器气化后回到塔底，一部分连续采出，采出部分可用于给原料液预热。
空分精馏塔工作原理
空分精馏塔工作原理
空分精馏塔工作原理是一种通过蒸馏过程将混合物中的不同成分分离的方法。
该方法基于混合物中不同组分的沸点差异，利用升温和降温的方式使成分逐步分离。
空分精馏塔由多个层次的托盘和塔壳组成。
混合物首先进入塔底，然后从底部加热。
当混合物在加热的过程中达到某个组分的沸点时，该组分会蒸发，并随着蒸汽进入塔体上部。
塔体上部设置冷凝器，用来冷却蒸汽和将其转化为液体。
由于不同组分的沸点差异，冷凝器能够将蒸汽中的特定组分冷凝成液体，在塔体上部的液体收集器中收集。
随着过程的进行，不同组分逐渐分离并收集在不同的托盘上。
较重的组分会逐渐下降，而较轻的组分则会向上升至更高的托盘。
这是因为在塔体的整个高度上存在温度梯度，不同组分在不同温度下会产生不同的汽化和冷凝速率，从而导致分离。
在塔体底部，未蒸发的残余液体会被收集并排出系统。
最终，通过连续的蒸发和冷凝过程，混合物中的不同成分可以被有效地分离和纯化。
空分精馏塔工作原理的关键是利用了不同组分的沸点差异，并通过适当的温度和压力条件下的蒸发和冷凝过程将其分离。
这种方法在石油化工、化学工艺和空气分离等领域广泛应用，为各种物质的提纯和分离提供了一种有效的手段。
空分精馏塔工作原理
空分精馏塔工作原理空分精馏塔工作原理1. 空分精馏塔的定义空分精馏塔是一种在化工工艺中常用的设备，主要用于将混合气体中的组分进行分离和纯化的过程。
它常被应用于制氧、分离空气中的氮气和氧气等工业过程中。
2. 塔内分离原理在空分精馏塔内，利用物质的汽化、凝结等特性，将混合气体中的组分分离开来。
这是基于组分之间的分子量差异、沸点差异或吸附特性等原理实现的。
组分分子量差异分离空分精馏塔中，通过调节塔内的温度和压力，使得分子量较小的组分较易汽化，而分子量较大的组分相对较难汽化。
然后，将汽化的组分在塔内上升时进行分离，在不同的高度采集所需的组分。
组分沸点差异分离根据物质的沸点差异，分别设置塔内的高温区和低温区，使得容易沸点较低的组分在高温区汽化，随后在低温区凝结，实现组分的分离和收集。
吸附特性分离某些气体在特定的吸附材料上具有吸附特性，利用该特性可以实现对混合气体中的组分进行吸附分离。
通过在塔内设置特定的吸附剂，使得各个组分在吸附剂上的停留时间不同，从而实现组分的分离。
3. 空分精馏塔的工作过程空分精馏塔的工作过程通常分为精馏部分和回流部分两个阶段。
精馏部分的工作在塔的上部，混合气体进入塔内，由进料口进入精馏部分。
在精馏部分中，混合气体通过塔底的加热器加热，产生汽化，然后向上升。
在上升过程中，混合气体会与塔内冷凝器中来自下部的回流液相接触，发生传质和传热，从而实现部分组分的分离。
回流部分的工作在塔的底部，从冷凝器中回流的液体经过精馏部分后，会产生多个液相平衡。
其中，塔底部的位于温度较高区域的液相称为中间回流液，而塔的顶部位于温度较低区域的液相称为顶回流液。
这两个回流液通过相应的管道返回塔内，以保持塔的稳定运行并提高分离效率。
4. 空分精馏塔的应用空分精馏塔广泛应用于各个化工行业，例如制氧设备中的主要设备就是空分精馏塔。
此外，在液化空气、天然气液化、烟煤制气等工艺中，也离不开空分精馏塔的应用。
5. 空分精馏塔的优缺点优点•空分精馏塔可以实现组分的高效分离和纯化。
精馏塔毕业设计论文讲解
第一章概论1.1 塔设备在化工生产中的作用和地位塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的的设备之一。
它可使气（或汽）液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。
可在塔设备中完成的常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。
此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。
在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有重大的影响。
据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例；它所耗用的钢材重量在各类工艺设备中也属较多。
因此，塔设备的设计和研究，受到化工、炼油等行业的极大重视。
1.2 塔设备的分类及一般构造塔设备经过长期发展，形成了型式繁多的结构，以满足各方面的特殊需要。
为了便于研究和比较，人们从不同的角度对塔设备进行分类。
例如：按操作压力分为加压塔、常压塔和减压塔；按单元操作分为精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔和干燥塔；按形成相际接触界面的方式分为具有固定相界面的塔和流动过程中形成相界面的塔；也有按塔釜型式分类的。
但是长期以来，最常用的分类是按塔的内件结构分为板式塔和填料塔两大类，还有几种装有机械运动构件的塔。
在板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体以鼓泡或喷射的形式穿过塔盘上的液层使两相密切接触，进行传质。
两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。
在填料塔中，塔内装填一定段数和一定高度的填料层，液体沿填料表面呈膜状向下流动，作为连续相的气体自下而上流动，与液体逆流传质。
两相的组分浓度沿塔高呈连续变化。
人们又按板式塔的塔盘结构和填料塔所用的填料，细分为多种塔型。
装有机械运动构件的塔，也就是有补充能量的塔，常被用来进行萃取操作，液有用于吸收、除尘等操作的，其中以脉动塔和转盘塔用得较多。
塔设备的构件，除了种类繁多的各种内件外，其余构件则是大致相同的。
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空分精馏塔的设计与研究 杨修玲 （杭州杭氧股份公司， 浙江, 杭州, 310004）
摘要： 本文介绍了精馏塔的设计与工艺制造，着重介绍了精馏塔设计与校核方法；旨在探讨精馏技术…… 关键词：精馏、精馏塔、塔内件、安装、应力分析
Research and discussion about rectification column Abstract: Design and manufacture method about rectification column have been introduced in the article, design and check method have been emphass analyzed. The article aims at studying rectification technology …… Keyword: Rectification column；Rectification；Tower internals；Install；Echanics analyse
杭氧空分在中国空分的舞台上稳占龙头位置，在世界空分的行列里也不啻为一颗闪亮的巨星，究其原因，是与其心脏部机精馏塔的先进与可靠分不开的。 随着现代化工业的发展，空分日趋大型化，空分设备中的精馏塔也不断向大型化挺进。杭氧的大型化空分，从两万到三万、从三万到四万、再到五万……稳妥扎实地一个接一个相继一次开车成功的实例表明：杭氧空分设备之精馏塔性能良好，运行稳定。 那么，杭氧精馏塔的良好性能是如何保障的呢？精馏塔成功的“秘诀”又在哪里呢？──无疑，可靠的设计、先进的工艺和制造水平才能造就成功的设备！笔者作为杭氧精馏塔的设计人员，从设计的角度看问题，在此向大家略做介绍，希望能对大家有所启发。
·可靠的设计是精馏成功的首要前提· 1. 精馏塔塔盘结构形式的确定 精馏塔塔盘结构形式的确定是整个设计的关键所在，它对整个精馏塔的设计起一个前导性的作用。不同塔盘结构形式的精馏塔所选用的设计方法是不相同的；而且，精馏塔塔盘结构形式的确定还会影响到塔的生产成本和周期，影响到整个空分流程的运行阻力等重要开车参数。 一般来说，空分精馏塔塔盘结构形式有筛板和规整填料两种，两种结构形式的精馏塔相比而言，性能都是一样的可靠。采用规整填料塔与采用筛板塔相比，填料塔的开车阻力更小，操作弹性更大（主要更利于下限操作）；但是规整填料塔造价高，适用于低压的环境下运行。所以，通常我们结合客户的自身投资意愿，精馏下塔一般采用筛板塔（但也可采用规整填料塔）。 2. 精馏塔的水力学计算 精馏塔的水力学计算很复杂，不同结构塔盘的计算也有很大的不同；在不同的计算资料里，计算的具体方法也不尽相同。下面我们从计算原理方面对筛板塔和填料塔的计算分别介绍。 2.1 筛板下塔的水力学计算 对流型筛板下塔的水力学计算方法最初引进国外技术；空分发展到今天，塔设备的大型化，使得塔的放大效应越来越明显，原来的计算方法已经不再适用。精馏塔设计人员经过不断地研究与探求，在实习总结的基础上针对大型化空分摸索出了一套自己的计算方法，这种计算方法经多次实践证明，是可行而可靠的。 2.1.1塔径的确定 塔的设计工艺参数确定以后，塔径基本上就可以确定了。确定塔径Di，首先必须确定空塔速度Wa。空塔速度的选取必须恰当，既不能使下限操作时引起不均匀鼓泡，又不能出现上限操作时的雾沫夹带和液泛现象，还要考虑合适的汽液接触时间。 空塔速度Wa确定以后，根据公式Fa = V / Wa =π * Di 2/4，我们可以计算出塔板的
面积Fa和塔径Di（公式中V代表气体流量, Fa代表塔板的面积，）。 2.1.2塔板通道数的确定 在塔板的水力学计算中，溢流强度是一个很重要的参数，它贯穿整个的水力学计算过程；合理的塔板结构，应该把溢流强度控制在一个合理的范围内，这样整塔设计的性价比才会高。在液体量一定，塔径确定的情况下，只能通过改变流通道数来改变溢流强度了。所以常规流程30000 Nm3/h以上的空分中，筛板下塔就要采用四溢流的塔板结构了。
2.1.3塔板各区域的比例分配 塔板各区域的比例分配是筛板塔设计是否成功的关键。合理的比例分配，首先保证各区域的气液处理量和气液接触的停留时间与本区域的处理能力相一致；它能够很好地控制气液平衡，使各区域上的物流经过传质后得到不存在组分差异的物流。 要想得到合理的区域比例，必须先确定好溢流斗和接液槽的大小。溢流斗在塔板中既是引导液体下流的降液管，更是实现气液分离的分离器；溢流斗的大小设置必须合理，既不能太大，又不能太小：既要考虑把尽可能多的面积让给气液传质区域（即孔板部分），又要考虑实现气液分离，避免气液返混；接液槽又称受液盘，塔板溢流斗确定好后，只要不阻挡液体流向塔板进行传质就可以了。 2.1.4孔板开孔率的确定 孔板是塔板上进行气液接触的传质区域，开孔率的大小直接影响塔的传质效果；开孔率的大小要综合考虑，把下限操作时不漏液，上限操作时不会产生雾沫夹带和液泛现象作为开孔率选择的依据，同时考虑控制合适的阻力范围。 2.1.5塔板间距的确定 塔板间距是影响塔高度的主要参数，它关系到塔的制造成本和性能指标；利用尽量小的空间、选择尽量少的塔板实现尽可能充分的精馏目标，是塔板间距确定的主要原则。 为了整塔设计具有较高的性价比，塔板间距必须控制在合理的范围内；凡塔板上影响塔板间距的设计参数（比如各进出口的堰高、溢流斗的结构形式等），都应该尽可能做到优化设计。 2.2 填料塔的水力学计算 空分精馏塔除下塔外还包括上塔、粗氩塔和精氩塔，杭氧设计的上塔、粗氩塔和精氩塔采用规整填料塔。 规整填料塔的水力学计算没有现成的经验可寻，在国内外的资料中可利用的也是寥寥无几；经过多年的摸索、总结与回归，杭氧有了自己的计算方法，这种计算方法经多次使用证明是安全、正确、可行、可靠的。 不同项目中的氩塔工艺参数中除了量和纯度的差别以外，其它的操作参数（温度、压力等）都相差不大，所以我们常常采用对比经验的方法进行设计；加之它的设计计算方法与上塔是相通的，所以我们此处介绍以填料上塔的水力学计算为主。 2.2.1塔径的确定 上塔一般有5或6个分离段，每个分离段都对应不同的工艺参数，设计起来比较复杂；为了简化制造与计算，提高塔的性价比，我们选择统一塔径进行设计。 2.2.2填料高度的确定 填料是填料塔设计的关键，它直接关系到塔的分离效果；填料型号一旦确定，在空分操作的条件与气液负荷一定的前提下，该填料的效率也就是一定的。填料的效率一般用每米填料相当的理论板数来表示，相当的理论板数越多，填料的效率越高；填料的效率与填料的结构型式、几何特性、操作负荷和介质的物性有关，理论上是可以计算得出来的。 空分精馏塔的填料高度除了利用计算出来的填料效率进行选取以外，还必须结合实际的经验，根据具体项目所要求的侧重点来确定。 2.2.3填料压降的计算 在进行填料压降的计算时，常用关联式和冷模实验所得的压降曲线计算得来；在上塔的整塔设计中，两种方法计算得来的结果是一致的，与实际开车的结果也相吻合，一般都控制在∽6Kpa。 2.2.4液体分布器的设计 为了充分发挥填料的传质效果，也为了实现塔内外物料的传承，填料塔内常常设置多只液体分布器。液体分布器的设置必须注意做到以下四点： 第一，保持足够的液位以保证物料的混合均匀和分布器的稳定分布； 第二，分布器的分布点数必须足够多，分布器的分布效果才会好； 第三，分布器分布点数的布置，必须在整塔的圆截面上尽可能均匀分布，在塔的近筒壁处通常设置支承圈； 第四，分布器上的液体小孔不能太小，以防止小孔堵塞，影响分布性能。 2.2.5塔其余内件的设计 塔的其余内件包括填料的支承装置、压紧装置、液体收集器等。填料的支承与压紧装置必须足够牢固，所占的面积尽量小，以便于尽可能增加塔的有效利用面积；液体收集器必须注意保持良好的收集效果，同时起到气体均布的作用。 3．精馏塔的强度计算与稳定性校核 3.1 整塔的稳定性计算 在国内的标准中，JB4710《钢制塔式容器》是关于塔器稳定性设计的主要设计准则，它建立在地震反应谱理论的基础上；JB4734《铝制焊接容器》则是铝制产品的设计规范，但它里面并没有塔式容器的计算方法。杭氧所设计的空分精馏塔，多属铝制（而非钢制）产品，而它又是通过螺栓与钢制基础架连接在一起（远离地面的反应谱曲线与地面加速度的反应谱曲线肯定不能吻合在一起）,所以整塔的稳定性计算既没有现成的经验可寻，更没有与之相适应的标准来依靠。 所以，我们所设计的精馏塔，稳定性计算方面结合利用了JB4710《钢制塔式容器》和JB4734《铝制焊接容器》的双重理论，采用JB4732《分析设计》的方法进行的；对于地震烈度较大区域的一些塔设计，我们还采用了PVELITE的软件进行双重的校核。 3.2 塔内件的强度设计与校核 3.2.1 塔内支承件的设计与校核 塔内承重的内件常见结构有格栅式、圆板式、梁式和环式，这几种结构的支承件进行设计与校核我们一般采用应力分析的方法。 我们对这几种不同结构的支承件用应力分析的方法进行分析对比，结果如下： 格栅式支承件的应力最大处分布在近塔壁、各支承板的两端处，而最大挠度出现在塔中心、各支承板的中心位置处。增加格栅的高度和各支承板的厚度是减小应力和挠度的有效方法；圆板式支承件结构简单，当承重和塔径固定时，它的应力分析结果只取决于板的材质和厚度；梁式支承的梁有的用型材（例角铝或角钢、槽铝或槽钢、工字铝或工字钢等）制作、有的用支承板制作、还有的用板折弯成一定的形状来制作而成。支承板制作的梁受力情况与格栅式支承的类似，同等高度、承重相同、同一塔径、使用相同材质的情况下所需要的支承板厚度更大；型材结构的梁当中受力最好的为工字铝或工字钢的结构，它受力的承载能力大，不易变形；环式支承的环有板做的，还有型材做的，同样厚度和同样材料的情况下，型材做的比环板做的受力情况要好很多；就是对于板做的环，它所需要的厚度也远小于圆板结构的支承。并且环式支承最简单，材料最省，所以被广为使用。 当然，对于不同条件的设计，要选用不同结构的支承：梁式支承有一定的方向性、环式支承只能用于自支承良好的内件支承（或是与其它支承配合使用）等等方面，大家在设计选用时要谨慎考虑。 3.2.2 塔板挠度的计算 筛板塔的塔板我们一般采用上下固定圈进行固定，相邻的两块塔板中间有多个螺栓来进行定位和支承，其挠度的计算我们采用的也是应力分析的方法。下面就是φ4800直径的塔板挠度计算图和应力分析图：
挠度计算图