【導(dǎo)讀】導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致。含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。明并表示了謝意。以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)。的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法。律后果由本人承擔(dān)。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。論文正文字?jǐn)?shù)不少于萬字。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫。產(chǎn)量、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益等方面。近年來使用的原油中硫化物含量的升高，對(duì)塔器設(shè)備的。腐蝕也變得嚴(yán)重。本設(shè)計(jì)主要闡述了常壓塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括主要部件材料、結(jié)構(gòu)的選。擇與論證，強(qiáng)度、穩(wěn)定性的校核。在專題論文中，對(duì)蒸餾裝置中常減壓塔的腐蝕原因及。文討論了這三種腐蝕的機(jī)理，并從加工工藝、材料選擇方面提出了相應(yīng)的防腐措施。

　　

【正文】 數(shù)少的場合 S 形泡 罩塔板 稍簡單 簡化了泡罩的形式，因此性能相似 第三章 常壓塔主要元件結(jié)構(gòu)型式的選擇及論證 浮閥塔 條形浮閥 重盤式浮閥 廠型浮閥 簡單 有簡單和復(fù)雜的 在寬的負(fù)荷范圍內(nèi)效率不降低 最高負(fù)荷的效率也比泡罩塔高 費(fèi)用較低 霧沫夾帶少 液面落差 小 沒有特別的缺點(diǎn) 適用于一切場合 穿流型 篩板 （溢流式） 簡單 最高負(fù)荷的效率高 費(fèi)用小 壓力降小 穩(wěn)定操作范圍窄 2 、 要么擴(kuò)大孔徑，否則易堵塞 容易發(fā)生液體泄漏 適用于處理變動(dòng)小且不折出固件物料的系統(tǒng) 波紋篩板 簡單 比篩板壓力稍高，但具有同樣優(yōu)點(diǎn)，氣液分布好 柵板 簡單 處理能力大 壓力降小 費(fèi)用小 效率低 處理量少，效率劇烈下降 適用于粗蒸餾 表 34 幾種塔盤的單板壓力降 塔盤 壓力降 Pa 篩板 520 浮閥 630 泡罩 720 綜合考慮后，本設(shè)計(jì)選用浮閥塔盤。而浮閥又可分為兩類：分別是盤狀浮閥和條狀浮閥?？紤]到盤狀浮閥在操作過程中有時(shí)閥片會(huì)旋轉(zhuǎn)或卡死等現(xiàn)象，故采用條狀浮閥，如 圖 所示 ： 圖 條狀浮閥 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： 15000t/d 常壓塔設(shè)計(jì)和材料腐蝕的探討 塔盤、封頭、裙座、法蘭、進(jìn)出口結(jié)構(gòu)型式的選擇 塔盤結(jié)構(gòu)形式的選擇 1．塔盤的形式 (1)板式塔塔盤可分為溢流式和穿流式兩類。因?yàn)橐缌魇剿P有降液管，塔盤上的液層高度可通過溢流堰高度來控制，因此溢流式塔盤操作彈性大，且可保證一定的效率，而穿流式塔盤的操作彈性小，效率較差，因此使用溢流式塔盤 。 圖 板式塔盤 （ 2）塔盤結(jié)構(gòu)分為整塊式與分塊式塔盤 一般塔徑在 800mm～ 900mm 以下時(shí)，為了便于安裝與檢修，建議采用整塊式 塔盤；當(dāng)塔徑在 800mm～ 900mm 以上時(shí)，人可以在塔內(nèi)進(jìn) 行裝拆，可采用分塊式塔盤。分塊式塔盤是把若干塊塔盤板通過緊固件連接在一起，組成一個(gè)完整的塔板。而本設(shè)計(jì)塔徑為 Φ6200/Φ5200/Φ4000mm，因而本塔全采用分塊式塔盤。 2．液體在塔板上的流型 當(dāng)液體在塔板上流動(dòng)時(shí)，除要克服與上升氣流接觸而產(chǎn)生的阻力外還要克服流經(jīng)塔板上的構(gòu)件而產(chǎn)生的阻力。經(jīng)過的距離越長，阻力也越大。因而在塔板上形成液面落差，使上升的氣流不能均勻分布，導(dǎo)致塔板效率降低。因此，正確選擇液體在塔板上的流型予以重視，特別是在液量與塔徑很大的場合。 液體的流型主要有以下幾種： （ 1）單流（或單 溢流）型 是最簡單也是最常用的一種。液體橫流過整塊塔板，行程長，塔板效率好。但在液量與塔徑過大時(shí)，液面落差大，塔板效率差。 （ 2）雙流（或雙溢流）型 第三章 常壓塔主要元件結(jié)構(gòu)型式的選擇及論證 液量較大或塔徑較大時(shí)采用。因縮短了液流的行程，有利于減少液面落差，同時(shí)也降低溢流堰上液流強(qiáng)度與降液管負(fù)荷。 （ 3） U 形流型 液氣比小時(shí)采用，其液流行程雖長，液面落差不會(huì)太大。 （ 4）其他流型 液量與塔徑都很大時(shí)，用四 程 流型或階梯 流 型更為合適?？蓽p少液流行程，降低液面落差，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。 液體的流型選用單溢流型。單溢流分塊式塔板如圖 所示： 圖 單溢流塔板 3．降液管與受液盤 (1)降液管可分為 圓形降液管和弓形降液管。降液管是塔板間液體流動(dòng)的通道，也是溢流液中夾帶的氣體得以分離的場所。圓形降液管的流通面積小，沒有足夠的空間分離溢流液中的氣泡，氣相夾帶嚴(yán)重，塔板效率較低。由于泡沫分離不好，容易產(chǎn)生攔液，影響塔板的操作彈性，塔板面積的利用率也較低，因此除液體負(fù)荷很小的小塔以外，一般均推薦采用弓形降液管。弓形降液管適用于大液量及大直徑的塔，塔盤面積的利用率高，降液能力大，氣液分離效果好。本設(shè)計(jì)采用弓形降液管。如下圖 (a、 b、 c)所示 ： 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： 15000t/d 常壓塔設(shè)計(jì)和材料腐蝕的探討 （ a）垂直式 （ b）傾斜式 （ c）階梯式 圖 弓形降液管 (2) 受液盤 為了保證降液管出口處液封，在塔盤上設(shè)置受液盤，受液盤可分為凹形受液盤和平形受液盤。受液盤的型式對(duì)側(cè)線取出、降液管的液封和液體流入塔盤的均勻性都有影響，考慮到以上因素，對(duì)于 Φ800mm 以上的大塔，一般采用凹形受液盤。因?yàn)檫@種型式便于液體的側(cè)線抽出，在液流量較低仍可形成良好的液封， 對(duì)改變液體的流向具有緩沖作用。 本設(shè)計(jì)采用凹形受液盤。 圖 凹形受液盤上液體 圖 凹形受液盤結(jié)構(gòu) 4．溢流堰 溢流堰有保持塔盤板上一定液層高度和促使液流均勻分布的作用。常見的溢流堰長度為：單溢流型 的長度 為 Lw =(～ )Di，雙溢流型 的長度 為 Lw=(～ )Di（其中Di 為塔的內(nèi)徑） 。堰上液流強(qiáng)度不宜超過 100～ 130 3 /m m h? ，國內(nèi)推薦最好小于60 3 /m m h? 。溢流堰的高度根據(jù)物料性質(zhì)、塔型，液相流量及塔板壓力降 確定。 由于本塔設(shè)備采用凹形受液盤，故不設(shè)入口堰。 5．折流擋板 塔盤上容易發(fā)生流體短路的地方，如主梁上方，靠近塔壁處等，應(yīng)設(shè)置折流擋板。折流擋板的高度為溢流堰高度的兩倍，如無溢流堰時(shí)，可取為塔盤上液層高度的兩倍。第三章 常壓塔主要元件結(jié)構(gòu)型式的選擇及論證 折流擋板的厚度，不小于塔盤板的厚度。折流擋板可制成可折結(jié)構(gòu)或焊于塔盤上的固定結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用可拆式折流擋板。 6．浮閥的數(shù)目與排列 浮閥塔的操作性能以板上所有浮閥處于剛剛?cè)_時(shí)的情況為最好，這時(shí)塔板的壓強(qiáng)降及板上液體的泄漏都比較小而操作彈性大。浮閥的開度與閥孔處氣相的動(dòng)壓有關(guān)，而動(dòng)壓又取決與氣體的 速度與密度。 閥孔氣速與每層板上的閥孔數(shù) N 的關(guān)系如下： 02s /4VN ud?? ? （ ） 式中： Vs—上升氣體的流量， sm/3 ； d—閥孔的直徑， d=。 浮閥在塔板鼓泡區(qū)內(nèi)的排列有正三角形與等腰三角形兩種方式，按照閥孔中心聯(lián)線與液流方向的關(guān)系，又有順排與叉排 之分，如圖 所示。 叉排對(duì)氣、液接觸較好 ,故一般都 采用叉排。一層板上的閥孔總面積與塔截面積之比稱為開孔率 ,開孔率也是重塔氣速和閥孔氣速之比。塔板的工藝尺寸計(jì)算完畢 ,應(yīng)該算塔板開孔率 ,對(duì)常壓塔或減壓塔開孔率在 10%～ 14%之間。 (a) 順排 （ b）叉排 圖 浮閥在塔板鼓泡區(qū)內(nèi)的排列方式 7．塔盤的緊固件 塔盤的緊固件是組裝分塊式塔盤的連接構(gòu)件 。 用于塔盤板的分塊及其與支持圈 ， 支持板 ，受液盤或主梁間的連接。 有螺 紋緊固件，螺紋卡板緊固件，楔卡緊固件。為保證拆裝的迅速、方便，避免因腐蝕而卡死，緊固件通常采用不銹鋼材料。 8．螺紋緊固件 紋緊固件可用于塔盤板之間的連接，有上可拆，下可拆與上下均可拆三種型式。 （ 1）下圖 (a、 b)，圖 ，圖 為各種可拆連接圖。 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： 15000t/d 常壓塔設(shè)計(jì)和材料腐蝕的探討 圖 （ a） 塔板與支持圈的上可拆連接 圖 （ b） 下可拆連接 圖 上下均可拆的螺紋連 圖 螺紋卡板緊固件 （ 2）螺紋卡板緊固件 主要適用于板式塔盤與支持板或支持圈的上可拆連接。由卡板，橢圓墊板，圓頭螺栓和螺母組成。結(jié)構(gòu)如 圖 所示。 （ 3）楔卡緊固件 因楔卡以楔緊代替連接，用作塔盤堅(jiān)固件時(shí)，不怕銹蝕，也不會(huì)咬死，裝拆方便，不易脫落。結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 X1 型楔卡 第三章 常壓塔主要元件結(jié)構(gòu)型式的選擇及論證 塔板的布置 整個(gè)塔板可分為四個(gè)區(qū)域 ，如圖 所示： （ 1） 鼓泡區(qū) 圖中虛線以內(nèi)的區(qū)域?yàn)楣呐輩^(qū)。塔板上氣、液接觸構(gòu)件（浮閥）設(shè)置在此區(qū)域內(nèi)，故此區(qū)為氣、液傳質(zhì)的有效區(qū)域。 （ 2） 溢流區(qū) 降液管及受液盤所占的區(qū)域?yàn)橐缌鲄^(qū)。 （ 3） 破沫區(qū) 鼓泡區(qū)與溢流區(qū)之間的區(qū)域?yàn)槠颇瓍^(qū)， 也稱安定區(qū)。此區(qū)域內(nèi)不裝浮閥，在液體進(jìn)入經(jīng)液管之前， 設(shè)置這段不鼓泡的安定地帶，以免液體大量夾帶泡沫進(jìn)入 經(jīng)液管。 圖 塔板的布置 （ 4）無效區(qū) 無效區(qū)也稱邊緣區(qū)，因靠近塔壁的部分需要留出一圈邊緣區(qū)域，以供支承塔板的邊梁之用。 封頭結(jié)構(gòu)型式的選擇與 論證 封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要充分考慮其幾何特性，承載能力和制造技術(shù)，作出全面的評(píng)論。封頭的型式主要有圖 所示幾種： （ a）半球形封頭 （ b）碟形封頭 （ c）橢圓形封頭 （ d）無折邊球形封頭 （ e）無折邊錐形封頭 （ f）折邊錐形封頭 （ g）平板封頭 圖 常見容器封頭型式 1．半球形封頭 這種封頭的幾何形狀實(shí)際是半個(gè)球殼，由薄膜應(yīng)力分析可知，其最大應(yīng)力僅為同樣直徑圓筒 筒體的一半，是各種封頭中受力最好的一種；在相同容積中球形封頭的表面積最小，因此最節(jié)省材料并廣為應(yīng)用。但從制造性能方面來看，其缺點(diǎn)是深度大，當(dāng)直徑較小時(shí)，整體沖壓成型較難；當(dāng)直徑較大時(shí)，雖可采用分瓣沖壓技術(shù)，廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： 15000t/d 常壓塔設(shè)計(jì)和材料腐蝕的探討 但拼焊工作量較大。常用在高壓容器上。 2．碟形封頭 這種封頭由三部分組成：球面、過渡段、圓筒直邊段。在三部分的連接處造成了經(jīng)線曲率發(fā)生突變，在過渡區(qū)邊界上的不連續(xù)應(yīng)力比內(nèi)壓薄膜應(yīng)力大得多，故其受力狀況不佳。但由于過渡段的存在降低了封頭的深度，其成型加工還是比較方便的。 3．橢圓形封頭 這種封頭是由 半個(gè)橢球面和一圓筒直邊段組成，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分吸取了半球形封頭受力好和碟形封頭深度淺的優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用最廣泛。由于橢圓形封頭幾何特性造成的經(jīng)線曲率平滑連續(xù)，故封頭中的應(yīng)力分布比較均勻。 4． 無折 邊 球形封頭 這種封頭是部分球面封頭與圓筒直接連接，其結(jié)構(gòu)造型簡單，由于球面與圓筒連接處曲率半徑發(fā)生突變，而且兩殼體因沒有公切線而存在橫向推力，所以產(chǎn)生相當(dāng)大的不連續(xù)應(yīng)力，所以這種封頭只能用在壓力不高的場合。 5．錐形封頭 錐形結(jié)構(gòu)的封頭強(qiáng)度并不理想，但在生產(chǎn)工藝應(yīng)用中，錐形封頭有利于氣體的均勻進(jìn)出，也有利于懸浮或固 體顆粒等的排放，并常作為不同直徑圓筒的過渡段，因此也是壓力容器最常用的受壓元件之一。 6．平板封頭 這是各種封頭結(jié)構(gòu)最簡單、