【正文】 （ a） （ b） 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 47 （ c） （ d） 圖 常用進(jìn)氣 管結(jié)構(gòu) 人孔 人孔是安裝或檢修人員進(jìn)出塔器的唯一通道。 液體再分布器 液體再分布器選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固可靠、便于安裝、能承受住氣、液流體的沖擊的集液再分配錐。 （ 2）地腳螺栓的螺紋小徑可按下式計(jì)算 式中： 為地腳螺栓螺紋小徑， mm； 2C 為地腳螺栓腐蝕裕量， mm，根據(jù) JB4710 取 3mm； n 為地腳螺栓個(gè)數(shù)，一般取 4 的倍數(shù)， n=32； 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 43 由于地腳螺栓座選 Q345R 為制造材料，故 （ ） 故 M24 6 的螺栓滿(mǎn)足要求。塔的自振周期 。 采用對(duì)接型式接頭時(shí)，裙座筒體外與塔體下封頭外徑相等，焊縫必須采用全熔透的連接續(xù)焊，且與塔釜封頭的外壁圓滑過(guò)渡。 的計(jì)算： （ ） 式中 為塔設(shè)備各計(jì)算段的外徑； 為籠式扶梯當(dāng)量寬度， 本次設(shè)計(jì)為采用平臺(tái)及扶梯 ， 故 取 =0mm； 為操作平臺(tái)當(dāng)量寬度，取 0mm。計(jì)算過(guò)程如下 塔設(shè)備底截面處的垂直地震力 按式計(jì)算： （ ） 式中 —— 垂直地震影響系數(shù)最大值，取 ， 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 28 —— 塔設(shè)備的當(dāng)量質(zhì)量，取 = ， kg 任意質(zhì)量 i 處垂直地震力 ： （ ） 表 為求解處置地震力表 表 塔段號(hào) 1 2 3 垂直地震影響系數(shù) 操作質(zhì)量 ， kg 當(dāng)量質(zhì)量 ， kg = = = 底截面處垂直地震力， N 105 105 107 107 垂直地震力 地震 彎矩 塔設(shè)備任意計(jì)算截面Ⅰ Ⅰ處基本振型地震彎矩 按式計(jì)算： （ ） 式中， h 為計(jì)算截面距地面的高度， mm。由于此次設(shè)計(jì)的填料塔為等厚等直徑填料塔，為了在簡(jiǎn)化的同時(shí)又得到比較準(zhǔn)確的結(jié)果，一般將塔沿高度分為 6~8 段，并將其每段質(zhì)量載荷計(jì)算在設(shè)計(jì)中。 Q345R 的材料密度為 ，所以 （ ） 裙座質(zhì)量：裙座高度取 。筒體計(jì)算厚度為 ，封頭計(jì)算厚度為 ，名義厚度 4mm。 允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大開(kāi)孔直徑 根據(jù) GB1502020 規(guī)定，對(duì)于不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大開(kāi)孔直徑要求如下： 設(shè)計(jì)壓 力小于或等于 ； 兩相鄰開(kāi)孔中心的間距（對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算）應(yīng)不小于兩孔直徑之和；對(duì)于 3 個(gè)或以上相鄰開(kāi)孔，任意兩孔中心的間距（對(duì)曲面間距弧長(zhǎng)計(jì)算）應(yīng)不小于該兩孔直徑之和的 倍； 接管外徑小于或等于 89mm； 接管壁厚滿(mǎn)足表 61 要求，表中接管壁厚的腐蝕裕量為 1mm，需要加大腐蝕裕量時(shí)，應(yīng)相應(yīng)增加壁厚； 開(kāi)孔不得位于 A、 B 類(lèi)焊接街頭上； 鋼材的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值 ≥ 540MPa 時(shí)，接管與殼體的連接宜采用全焊透的結(jié)構(gòu)型式。 則設(shè)計(jì)厚度： 名義厚度： 選取接管尺寸 。 圖 橢圓封頭壁厚為 4mm，塔的公稱(chēng)直徑為 1400mm，直邊高度 h 為 25mm。Q235 因?yàn)槟陀眯院瓦m用場(chǎng)合等多種因素已經(jīng)不太使用 。對(duì)直徑小又細(xì)高的塔（即 DN≤1m， 且 H/DN＞ 25 或 DN＞ 1m， 且 H/DN＞ 30） ， 為了提高設(shè)備的穩(wěn)定性及降低地腳螺栓與基礎(chǔ)環(huán)支承面上的應(yīng)力，可采用圓錐形裙座。 封頭厚度計(jì)算 對(duì)受內(nèi)壓封頭的強(qiáng)度計(jì)算，由于封頭和圓 筒相連接，所以不僅需要考慮封頭的薄膜應(yīng)力，還需要考慮與圓筒連接處的不連續(xù)應(yīng)力。 封頭的設(shè)計(jì)與計(jì)算 封頭類(lèi)型的比較 壓力容器封頭 種類(lèi)有凸形封頭（半球形封頭、橢圓形封頭、蝶形封頭、球冠形封頭）、錐殼、平蓋及緊縮口等。多層包扎 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 4 式圓筒制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要大型復(fù)雜的加工設(shè)備；與單層式圓筒相比安全可靠性高，層板間隙具有阻止缺陷和裂紋向厚 度方向擴(kuò)展的能力，減少了脆性破壞的可能，且包扎預(yù)應(yīng)力可有效改善圓筒的應(yīng)力分布；對(duì)介質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，可依據(jù)介質(zhì)的特性選擇合適的材料。填料層較高時(shí)，應(yīng)在塔內(nèi)分幾段設(shè)置，每段填料的高度 與塔徑 之間的關(guān)系，對(duì)于中小型塔而言， 為 5~8m；對(duì)于大直徑塔， 不宜超過(guò) 6m，故取填料高度為 。具體內(nèi)容包括塔器的主 體結(jié)構(gòu)的形式確定，封頭的類(lèi)型，塔體外部人孔手孔等的開(kāi)孔情況，包括開(kāi)孔大小、數(shù)目、位置等，外部吊裝裝置的選擇以及具體工藝接管的安排等。 ③ 液體再分配裝置 液體 沿填料層下流時(shí)，往往有逐漸靠塔壁方向集中的趨勢(shì)。 （ 1） 塔設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定 由于填料塔比板式塔壓降小、真空度高，所以本設(shè)計(jì)采用填料塔作為回流塔的結(jié)構(gòu)。 再生氣從塔下部適當(dāng)位置進(jìn)塔，銅氨液從塔上部適當(dāng)位置進(jìn)塔，氣、液在中段填料層進(jìn)行氣液傳質(zhì)，反應(yīng)后的氣體從塔頂封頭流出，反應(yīng)后的銅液從塔底封頭流出進(jìn)入回流系統(tǒng)。 51 參考文獻(xiàn) 49 結(jié)論 44 填料塔內(nèi)件設(shè)計(jì) 22 平臺(tái)和梯子質(zhì)量 21 內(nèi)件質(zhì)量 15 人孔補(bǔ)強(qiáng) 7 接管厚度 5 封頭類(lèi)型的比較 2 2 材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) fluent 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 目 錄 1 緒論 進(jìn)行了圓筒軸向應(yīng)力校核和裙座軸向應(yīng)力校核。本銅氨液、再生氣回流塔的作用是利用銅氨液對(duì)再生氣中所含的少量一氧化碳和二氧化碳進(jìn)行脫洗。 Cuprammonia。 25 垂直地震力 28 風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩計(jì)算 30 水平風(fēng)力 39 4 零部件設(shè)計(jì)和選用 40 地腳螺栓座和地腳螺栓計(jì)算 40 基礎(chǔ)環(huán)厚度計(jì)算 46 設(shè)備接管 塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)包括塔的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)和塔的強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算。 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 2 ② 裙座：裙座的選材應(yīng)考慮到載荷、塔的操作條件，以及塔釜封頭的材料等因素，對(duì)于在室外操作的塔，還得考慮環(huán)境溫度。形式的選用一般是根據(jù)所分離液滴的直徑、要求的捕沫效率及給定的壓力降來(lái)確定。 介質(zhì)特性、操作特性 、材料焊接性能知滿(mǎn)足要求的材料有 Q245R、 Q345R、 Q370R 等，結(jié)合容器的制造工藝以及經(jīng)濟(jì)上的合理性，考慮到介質(zhì)銅氨液為輕微腐蝕溶液，故筒體、封頭、裙座均采用 Q345R。目前，多層包扎式圓筒是世界上應(yīng)用最廣泛、制造和使用經(jīng)驗(yàn)最為豐富的組合式圓筒結(jié)構(gòu)。 進(jìn)行計(jì)算： 計(jì)算工作壓力： （ ） （ ） 取 （ ） 確定筒體壁厚： 假設(shè)厚度為 3~16mm， Q345R 在 100℃時(shí)的許用應(yīng)力 ， 焊接接頭形式 采用 雙面全焊透， 局部 無(wú)損檢測(cè)，因此 216。 平蓋：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、封頭厚度大、材料耗費(fèi)多、多用于直徑小高壓容器。 計(jì)算封頭厚度： （ ） 低 合金鋼 ，故 取 3mm，由于鋼材的厚度負(fù)偏差不大于 ，且不超過(guò)名義厚度的 6%，故取 =0mm， 。但由于裙座對(duì)整個(gè)塔器而言是個(gè)至關(guān)重要的元件，支撐整個(gè)塔器，如它破壞將直接影響塔器的正常使用。 焊接形式設(shè)計(jì) 裙座與塔體的連接采用焊接。 （ 3） 再生氣出口接管厚度 殼體接管采用 Q345R 低合金鋼，外徑 計(jì)算厚度： 由于鋼材的厚度負(fù)偏差不大于 ，且不超過(guò)名義厚度的 6%，故取 =0mm，本次設(shè)計(jì)的原料液有輕微腐蝕性，故腐蝕裕量取 。目前常用的壓力容器接管局部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)分為三種形式： 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)和整鍛件補(bǔ)強(qiáng)。 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 17 人孔補(bǔ)強(qiáng) A 開(kāi)孔位于 筒體下段 ，筒體的計(jì)算厚度 B 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)面積 A 計(jì)算強(qiáng)度消弱系數(shù)： 接管有效厚度： 開(kāi)孔直徑： 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)面積 A： C 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效補(bǔ)強(qiáng)寬度： 取其中較大值 ，故 B= mm 有效高度： 取其中較小值，故 取其中較小值，故 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 18 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 封頭有效厚度 封頭多余金屬面積 ： 接管多余金屬面積 接管計(jì)算厚度 焊縫金屬截面積 (焊腳取 ) 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積 故無(wú)需補(bǔ)強(qiáng)。 水壓試驗(yàn)： 本次設(shè)計(jì)的筒體為內(nèi)壓容器，按下列公式計(jì)算： （ ） 在常溫 20℃時(shí)， Q345R 在耐壓溫度下的許用應(yīng)力 所以， 試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力 ： （ ） 應(yīng)滿(mǎn)足下列條件： （ ） 所以，筒體厚度滿(mǎn)足水壓試驗(yàn)的強(qiáng)度要求。 填料物料重量 下封頭承液體體積 = （ ） 筒體承液體體積 （ ） 故填料塔內(nèi)物料重量 = （ ） 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 23 液體再分布器上存留液體重量 液體體積 故 = + =+= （ ） 人孔、接管及法蘭等附件質(zhì)量 （ ） 水壓試驗(yàn)時(shí)質(zhì)量 液壓試驗(yàn)時(shí)充水質(zhì)量： （ ） 為筒體高度， m； 為水的密度， 1000kg/m3； 為封頭的容積，查 JB47462020《鋼質(zhì)壓力 容器用封頭》附錄。 計(jì)算垂直地震力的方法主要有以下三種： 靜力法； 反應(yīng)譜法； 利用水平地震反應(yīng)譜采用等效重力載荷進(jìn)