【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 除沫器。本次設(shè)計(jì)采用絲網(wǎng)除沫器。這里采用高效型網(wǎng)固定式絲網(wǎng)除沫器。如下圖所示：圖210 高效型絲網(wǎng)固定式絲網(wǎng)除沫器分上裝式絲網(wǎng)除沫器和下裝式絲網(wǎng)除沫器，根據(jù)塔徑是4000mm可知，設(shè)計(jì)應(yīng)選用上裝式絲網(wǎng)除沫器。 填料壓板填料壓板主要有兩種形式，一種是柵條形壓板，另一種是絲網(wǎng)壓板。絲網(wǎng)壓板是用金屬絲編織的大孔金屬網(wǎng)焊接于金屬支撐圈上，壓板可制成分塊結(jié)構(gòu)，入塔后用螺栓連接。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中塔徑大于1200mm，需要附加壓鐵才能達(dá)到所需壓強(qiáng)。壓板的外徑比塔的內(nèi)徑小25~38mm。 進(jìn)出料接管，設(shè)計(jì)選擇用于大塔的進(jìn)氣管；，設(shè)計(jì)采用設(shè)置在塔頂封頭上的出氣管。 裙座由于裙座于介質(zhì)不直接接觸，也不承受容器內(nèi)的介質(zhì)壓力，因此可不受壓力容器用材所限制，可以選用較經(jīng)濟(jì)的非受壓元件碳素鋼材料，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，如他破壞將直接影響塔器的正常使用。并且裙座所耗費(fèi)材料對(duì)整個(gè)他而言不多，提高他的用材要求，在經(jīng)濟(jì)上不會(huì)造成太多的費(fèi)用。裙座的選材除滿(mǎn)足載荷要求外，還要考慮到塔的操作工況、塔釜頭的材料等因素。對(duì)于在室外操作的塔，還要考慮環(huán)境溫度。常用的裙座材料為Q235B和16MnR。當(dāng)裙座設(shè)計(jì)溫度低于0℃時(shí)，材料的選擇及檢驗(yàn)要求按照GB150《鋼制壓力容器》，至材料應(yīng)具有在相應(yīng)溫度下的沖擊韌性要求。這里選用16MnR。裙座的結(jié)構(gòu)形式有圓筒形和圓錐形兩種，圓筒形裙座制造方便。圓錐形裙座可提高設(shè)備的穩(wěn)定性，降低基礎(chǔ)環(huán)支承面上的應(yīng)力，在此設(shè)計(jì)中采用圓錐形裙座，如下圖所示：圖211 圓錐形裙座裙座與塔體的連接采用焊接。焊接接頭采用對(duì)接型式。如下圖所示：圖212 對(duì)接型式（4）裙座筒體上端面至塔釜橢園封頭切線(xiàn)距離h根據(jù)塔徑是4000mm，查表可得：裙座筒體上端面至塔釜橢園封頭切線(xiàn)距離為100mm。 地腳螺栓座地腳螺栓座的結(jié)構(gòu)有多種型式：外螺栓座結(jié)構(gòu)型式為常用型式，這種結(jié)構(gòu)對(duì)地腳螺栓預(yù)埋或不預(yù)埋均適用。設(shè)計(jì)采用外螺栓座結(jié)構(gòu)，地腳螺栓個(gè)數(shù)為24個(gè)。 開(kāi)孔壓力容器開(kāi)設(shè)手孔和人孔是為了檢查設(shè)備的內(nèi)部空間以及安裝和拆卸設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)件。人孔設(shè)置一般在氣液進(jìn)出口等需經(jīng)常維修清理的部位，應(yīng)設(shè)人孔人孔的選擇應(yīng)考慮設(shè)計(jì)壓力，實(shí)驗(yàn)條件，設(shè)計(jì)溫度，物料特性及安裝環(huán)境等因素。人孔應(yīng)采用HG21514標(biāo)準(zhǔn)。 人孔補(bǔ)強(qiáng)由于本設(shè)計(jì)中，人孔直徑較大，所以，應(yīng)設(shè)計(jì)人孔補(bǔ)強(qiáng)。本設(shè)計(jì)中所選用的人孔筒節(jié)內(nèi)徑為2000mm，壁厚10mm，故補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸為：補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑2030mm，外徑為3000mm，補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度按下式估算：（223）取補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為17mm。 封頭根據(jù)吸收塔的公稱(chēng)直徑查得適合的封頭尺寸，如下表：表25 橢圓形封頭的尺寸、內(nèi)表面積和容積（JB/T433795）公稱(chēng)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)4000100040 塔高上下封頭高度各為1m；；；由于分兩個(gè)填料層，因此噴淋器、填料層、布水器、支承、再分布器各兩個(gè)，；塔底空間取2m；裙座高度為5m。整個(gè)塔高為： 第三章 吸收塔的強(qiáng)度校核 選擇材料 筒體與封頭材料選用16MnR，裙座材料選用Q235A[17]。查表可得：表31所選塔體材料規(guī)格參數(shù)：鋼號(hào)鋼板標(biāo)準(zhǔn)使用狀態(tài)厚度（mm）σt（MPa）σs（MPa）20oC下的許用應(yīng)力16MnRGB 6654熱軋，正火6～16510345170Q235AGB 912熱軋，正火3～4113235113 按計(jì)算壓力計(jì)算筒體和封頭的壁厚（31） 筒體 式中：pc——壓力，MPa； Di——塔體內(nèi)徑，mm； ——為設(shè)計(jì)溫度t下筒體材料的許用應(yīng)力，MPa； ——為焊接接頭系數(shù)； C——為壁厚附加量，mm取鋼板厚度為10mm，在鋼板厚度范圍內(nèi)，符合要求。 封頭封頭采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓性封頭：（32）加上壁厚附加量C=2mm，并圓整，還應(yīng)考慮剛度，穩(wěn)定性及多種載荷等因素，取筒體、封頭和裙座的名義厚度Sn均為12mm。 塔的質(zhì)量載荷計(jì)算（33） 圓筒和裙座質(zhì)量 人孔、法蘭、接管和附屬物質(zhì)量（34） 保溫材料質(zhì)量（35） 平臺(tái)、扶梯質(zhì)量（36）式中：qp——平臺(tái)單位質(zhì)量，取150kg/m2；HF——扶梯高度，取40m； qF——籠式扶梯單位質(zhì)量，取50kg/m2； n——平臺(tái)數(shù)量。 操作時(shí)塔內(nèi)物料質(zhì)量（37） 充水質(zhì)量（38） 全塔操作質(zhì)量（39） 全塔最小質(zhì)量（310） 全塔最大質(zhì)量（311） 塔的自振周期計(jì)算（312）式中：T1—— 塔的基本自振周期，s； H —— 塔的總高度，mm； E —— 塔殼體材料在設(shè)計(jì)溫度下的彈性模量，MPa； Se —— 塔殼有效壁厚，mm； Di —— 塔殼內(nèi)徑，mm。結(jié)果取2s 地震載荷計(jì)算由表32查得：（設(shè)計(jì)地震烈度8級(jí)）。由表33查得：（Ⅱ類(lèi)場(chǎng)地土，近震）。表32 地震影響系數(shù)α的最大值設(shè)計(jì)地震烈度789Αmax表33 場(chǎng)地土的特征周期Tg/s場(chǎng)地土近震遠(yuǎn)振場(chǎng)地土近震遠(yuǎn)振ⅠⅢⅡⅣ地震影響系數(shù)：（313）（314）結(jié)構(gòu)綜合影響系數(shù)：不用考慮高振型影響。 風(fēng)載荷計(jì)算 風(fēng)力計(jì)算 安裝在室外的支撐式塔設(shè)備，可視為支撐在地基上的懸臂梁。塔設(shè)備在風(fēng)力作用下，一方面產(chǎn)生順風(fēng)向的彎矩，即風(fēng)彎矩，它在迎風(fēng)面塔壁和裙座體壁上產(chǎn)生拉應(yīng)力，背風(fēng)面一側(cè)產(chǎn)生壓應(yīng)力。另一方面是氣流在塔的背后引起周期性旋渦，產(chǎn)生垂直于風(fēng)向的誘發(fā)振動(dòng)彎矩。誘發(fā)振動(dòng)彎矩只在塔的H/D較大、風(fēng)速較大時(shí)比較明顯，一般可忽略不計(jì)。需要考慮時(shí)，可將誘發(fā)共振彎矩與彎矩按矢量相加。（313）當(dāng)塔高大于20m，按下式計(jì)算：式中：ξ——脈動(dòng)增大系數(shù)， νi——脈動(dòng)影響系數(shù)， Φz(mì)i——振型系數(shù)，表34 脈動(dòng)增大系數(shù)ξ塔體自振周期T(s) 1 2 3 4 ≥5 動(dòng)力系數(shù)ξ 1 2 3 表35 脈動(dòng)影響系數(shù)νi距地面高度m10203040脈動(dòng)影響系數(shù)表36 振型系數(shù)Φz(mì)i相對(duì)高度hit/H振型系數(shù)表37 風(fēng)壓高度變化系數(shù)距地面高度Hit m51015203040風(fēng)壓高度變化系數(shù)危險(xiǎn)截面取為： ① 00截面為裙座底截面； ② 11截面為裙座人孔處截面； ③ 22截面為裙座與塔釜封頭焊接縫面。 各塔段高度為： 圖31 塔體及裙座機(jī)械計(jì)算簡(jiǎn)圖第一段h1=；第二段h2=；第三段h3=2m；第四段h4=；第五段h5=；第六段h6=。各塔段的風(fēng)振系數(shù)計(jì)算如下：表38 各塔段的風(fēng)振系數(shù)塔段號(hào)123456計(jì)算截面距地面高度hit/m68脈動(dòng)增大系數(shù)（B類(lèi)）脈動(dòng)影響系數(shù)（B類(lèi)）振型系數(shù)0..01風(fēng)壓高度變化系數(shù)fi（B類(lèi)）（314）設(shè)籠式扶梯與塔頂管線(xiàn)成90176。角，取平臺(tái)構(gòu)件的投影面積Σ=，則Dei取下式計(jì)算值中的較大者。式中，Doi——塔設(shè)備各計(jì)算段的外徑。塔和管線(xiàn)的保溫層厚度：塔頂管線(xiàn)外徑：d0=225mm；；。式中：K3——籠式扶梯當(dāng)量寬度，mm； K4——操作平臺(tái)當(dāng)量寬度，mm。各塔段Dei計(jì)算結(jié)果列于表39.表39 各塔段的有效直徑/mm塔段號(hào)123456塔段長(zhǎng)度li16004400200012250122502300K3400K4625227500Dei527048745145（315）由下式計(jì)算各塔段的水平風(fēng)力：式中：K1 ——體型系數(shù)，； K2i ——塔設(shè)備各計(jì)算段的風(fēng)振系數(shù)； q0 ——基本風(fēng)壓值，N/m2； fi ——風(fēng)壓高度變化系數(shù)。各段有關(guān)參數(shù)及計(jì)算結(jié)果列于下表：表310 各塔段水平風(fēng)力計(jì)算結(jié)果塔段號(hào)123456K1K2iq0/(N/m2)350fili/mm16004400200012250122502300Dei/mm527048745145Pi/N 風(fēng)彎矩計(jì)算根據(jù)下式計(jì)算風(fēng)彎矩：（316）式中：Pi——塔第i段的水平風(fēng)力，N。00截面：11截面：22截面： 地腳螺栓計(jì)算 地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力（316）式中：Zb——基礎(chǔ)環(huán)的抗彎截面系數(shù)，mm3；Ab——基礎(chǔ)環(huán)的面積，mm2（317）（318）式中：Dob——基礎(chǔ)環(huán)外直徑，mm；Dib——基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)直徑，mm。將已知數(shù)據(jù)帶入公式得： 地腳螺栓直徑因?yàn)棣褺0，故此塔設(shè)備必須安裝地腳螺栓。 取地腳螺栓個(gè)數(shù)n=24，地腳螺栓材料的許用應(yīng)力（319）表311 螺栓根徑與公稱(chēng)尺寸對(duì)照表螺栓公稱(chēng)尺寸M24M27M30M36M42M48M56螺栓根徑d1/mm查表311，取地腳螺栓為M24。以上各項(xiàng)計(jì)算均滿(mǎn)足強(qiáng)度條件及穩(wěn)定性條件。第四章 解吸塔的設(shè)計(jì)計(jì)算解吸塔操作溫度：120oC 操作壓力：1 atm以下計(jì)算假定加熱到120oC的MEA溶液的濃度仍為15% 平衡線(xiàn)%MEA溶液、120oC時(shí)CO2的溶解度數(shù)據(jù)。表41 不同壓力下CO2氣相、液相摩爾分?jǐn)?shù)的變化p，mmHg1510305070100200YX，100oC時(shí)X，120oC時(shí)————— 解吸所需蒸汽量，式中：y1——進(jìn)口氣相溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)； y2——出口氣相溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)；x1——出口液相溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)；x2——進(jìn)口液相溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)。液氣比：（4