【正文】 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(畢業(yè)論文)摘要在化工、煉油、醫(yī)藥、食品及環(huán)境保護(hù)等工業(yè)部門，塔設(shè)備是一種重要的單元操作設(shè)備。塔設(shè)備的性能對(duì)于整個(gè)裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面，都有重大影響。洗滌塔是一種新型的氣體凈化處理設(shè)備。它是在可浮動(dòng)填料層氣體凈化器的基礎(chǔ)上改進(jìn)而產(chǎn)生的，廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢氣凈化、除塵等方面的前處理，凈化效果很好。由于其工作原理類似洗滌過程，故名洗滌塔。洗滌塔與精餾塔類似。本文主要介紹了洗滌塔的設(shè)計(jì)，著重?cái)⑹隽怂O(shè)備結(jié)構(gòu)的確定、材料的選擇、強(qiáng)度的計(jì)算、地震載荷以及風(fēng)載荷的計(jì)算等。本設(shè)備主要分為氣液接觸區(qū)、洗滌區(qū)和氣液分離區(qū)。各工序產(chǎn)生的待處理的尾氣通過管道分別進(jìn)入尾氣洗滌塔內(nèi)與液體接觸，經(jīng)由篩板進(jìn)行洗滌，廢氣中的污染物被水解中和，廢液從塔底排出，處理后的尾氣從塔頂排放。關(guān)鍵詞：塔設(shè)備、尾氣洗滌、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Abstract窗體頂端In the chemical industry, oil refining, pharmaceutical, food and environmental protection and other industrial sectors, tower equipment is an important unit operation equipment. Performance tower equipment for all aspects of the entire device product yield, quality, production capacity and fixed consumption, and waste treatment and environmental protection, which have a significant impact.Washing tower is a new gas purification equipment. It is based on a floating layer of packing can be improved on gas purifier produced, is widely used in pretreatment of industrial waste gas purification, dust, etc., clean with good results. Because it works like a washing process, named scrubber. Similar to the distillation column scrubber. This paper describes the design of the scrubber, focused narrative device for determining the structure of the tower, the choice of materials, calculating the strength of calculating wind loads and seismic loads and so on.The equipment is mainly divided into gasliquid contact area, washing area and a gasliquid separation zone. The exhaust gas to be treated is produced by a step into the exhaust duct, respectively with the washing liquid contacting column, washed through the sieve, the exhaust gas contaminants and hydrolysis, waste liquid discharged from the bottom, from the top of the exhaust gas after treatment emissions.Keywords: tower equipment, washing exhaust, structural design目錄摘要 I第一章 概述 1第二章 塔設(shè)計(jì)內(nèi)容 3 3 塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 3 主體材料及選型 3 基本參數(shù) 5 設(shè)計(jì)計(jì)算 6 筒體和封頭厚度的確定 6 7 設(shè)備自震周期的計(jì)算 10 地震載荷以及地震彎矩的計(jì)算 11 14 15 風(fēng)彎矩的計(jì)算 18 最大彎矩的計(jì)算 19 0—0塔底截面： 20 I—I截面： 20 II—II截面: 20 圓筒應(yīng)力校核 21 裙座殼軸向應(yīng)力校核 22 24 25 裙座與塔體的連接焊縫的驗(yàn)算 27 筋板的設(shè)計(jì)和計(jì)算 28 28 29 29 29 30 30 30 3出氣管的開孔補(bǔ)強(qiáng) 32 34第三章 浮閥塔盤設(shè)計(jì)計(jì)算及輔助裝置選取 38 38 38 39 塔板布置 40 浮閥的數(shù)目與排列 40 除沫器 42 吊柱的選擇 44 44第四章 塔設(shè)備的制造、安裝 45 制造要求 45 焊接及其特點(diǎn) 45 熱處理 46 設(shè)備的安裝 47附錄A 致謝和設(shè)計(jì)總結(jié) 48附錄B 主要符號(hào)說明 49參考文獻(xiàn) 53V 第一章 概述塔設(shè)備是在一定條件下，將能達(dá)到氣液共存狀態(tài)的混合物實(shí)現(xiàn)分離、純化的單元操作設(shè)備，廣泛用于煉油、精細(xì)化工、環(huán)境工程、食品工程、醫(yī)藥工程和輕紡工程等行業(yè)和部門中。其投資在工程設(shè)備投資總額中占很大的比重，一般約占20% —50%。塔設(shè)備與化工工藝密不可分，不管多好的工藝路線，沒有良好的與之匹配的化工設(shè)備，就不會(huì)達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果，也就實(shí)現(xiàn)不了預(yù)期的設(shè)計(jì)指標(biāo)。因此，塔設(shè)備是工藝過程得以實(shí)現(xiàn)的載體，直接影響著生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和效益。塔設(shè)備能夠?yàn)闅狻⒁夯蛞骸⒁簝上噙M(jìn)行充分接觸提供適宜的條件，即充分的接觸時(shí)間、分離空間和傳質(zhì)傳熱的面積，從而達(dá)到相際間質(zhì)量和熱 量交換的目的，實(shí)現(xiàn)工藝所要求的生產(chǎn)過程，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。所以塔設(shè)備的性能對(duì)整個(gè)裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)等方面部有著重大的影響。塔設(shè)備的投資費(fèi)用及鋼材耗量?jī)H次于換熱設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在化工和石油化工生產(chǎn)裝置中，％，％；其所消耗的鋼材重量在各類工藝設(shè)備中所占比例也是比較高的，如年產(chǎn)250萬(wàn)噸常減壓蒸餾裝置中，％，％，年產(chǎn)30萬(wàn)噸乙烯裝置中占25~％。可見塔設(shè)備是煉油、化工生產(chǎn)中最重要的工藝設(shè)備之一，它的設(shè)計(jì)、研究、使用對(duì)化工、煉油等工藝的發(fā)展起著重大的作用。 塔設(shè)備按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為板式塔、填料塔和復(fù)合塔3類。本洗滌塔采用了塔設(shè)備中的篩板塔，主要結(jié)構(gòu)有吊柱、除沫裝置、扶梯平臺(tái)、人孔、殼體、氣體入口孔、裙座、塔盤、氣體出口孔、液體進(jìn)口孔、液體出口空等組成。洗滌塔是一種新型的氣體凈化處理設(shè)備。它是在可浮動(dòng)填料層氣體凈化器的基礎(chǔ)上改進(jìn)而產(chǎn)生的，廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢氣凈化、除除塵等方面的前處理，凈化效果很好。本設(shè)備用于尾氣處理階段，據(jù)其工藝作用，該洗滌塔由下段的氣液接觸區(qū)、中段的洗滌區(qū)和上端的氣液分離區(qū)組成。尾氣進(jìn)入洗滌塔進(jìn)行洗滌，洗滌完畢后由塔體上端出口管道排出。綜合考慮了強(qiáng)度，剛度以及經(jīng)濟(jì)性，對(duì)該洗滌塔做出了如下設(shè)計(jì)。由于作者水平有限，有不足之處望讀者提出寶貴意見，在此深表感謝。 董啟明 2014年6月10日 54第二章 塔設(shè)計(jì)內(nèi)容 塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖2—1 主體材料及選型壓力容器材料費(fèi)用占總成本的比例很大，一般超過30%。材料的性能對(duì)壓力容器運(yùn)行的安全性有顯著的影響。選材不當(dāng)，不僅會(huì)增加成本，而且有可能導(dǎo)致壓力容器破壞事故。過程生產(chǎn)的復(fù)雜性和過程設(shè)備的多功能性，給選材帶來(lái)一定的復(fù)雜性；材料科學(xué)所具有的半科學(xué)辦經(jīng)驗(yàn)（工藝）性質(zhì)給選材增加了難度；材料在過程設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)各環(huán)節(jié)中相對(duì)處于比較落后的狀態(tài)。因此，合理選材是壓力容器設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一。選材要綜合考慮板材、管材、鍛材、棒材等不同類型鋼材之間的匹配，而不僅僅是確定鋼材牌號(hào)及其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。必要時(shí)，還要根據(jù)實(shí)際需要，確定鋼材采購(gòu)的附加保證要求，如：敏感元素的控制、較高性能要求、由供需雙方商議的檢測(cè)檢驗(yàn)項(xiàng)目的確定等。 （1）塔體 根據(jù)設(shè)計(jì)溫度（10/60℃）、設(shè)計(jì)壓力()、介質(zhì)特性和操作特點(diǎn)等綜合因素，塔體材料用0Gr18Ni9，塔體直徑較大 D=3000，屬于大塔徑設(shè)備，本洗滌塔選用篩板塔（2）塔盤 本設(shè)備采用分塊式溢流塔盤（圓浮閥塔盤），它由塔板、降液管、受液槽、溢流堰和氣液解除元件組成。 圖2—2（3）封頭 壓力容器封頭的總類較多，分為凸形封頭、錐殼、變徑段、平蓋及緊縮口等，其中凸形封頭包括半球型封頭、橢圓形封頭、碟形封頭和球冠型封頭。采用什么樣的封頭要根據(jù)工藝條件的要求、制造的難易程度和材料的消耗等情況來(lái)決定。 根據(jù)設(shè)備的工藝條件和工作壓力等選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓型封頭，材料用0Gr18Ni9按JB/T47462002《鋼制壓力容器用封頭》 圖2—3 以內(nèi)徑為公稱直徑的橢圓形封頭的尺寸、內(nèi)表面積和（JB/T433795）公稱直徑DN（mm）曲面高度h1（mm）直邊高度h2（mm）內(nèi)表面積Fh（mm2）容積VH(mm3)300075040（4） 裙座 裙座是最常見的塔設(shè)備支撐結(jié)構(gòu)，按所支撐設(shè)備的高度與直徑比，裙座可分為圓筒形和圓錐形兩種，本設(shè)備采用圓筒式裙式支座，材料用Q235A和0G