【導(dǎo)讀】在化工、煉油、醫(yī)藥、食品及環(huán)境保護等工業(yè)部門，塔設(shè)備是一種重要的單元操作設(shè)備。塔設(shè)備的性能對于整個裝置的產(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)境保護等各個方面，都有重大影響。它是在可浮動填料層氣體凈化器的基礎(chǔ)上改進而產(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。本文主要介紹了洗滌塔的設(shè)計，著重敘述了塔設(shè)備結(jié)構(gòu)的確定、材料的選擇、強度的計算、地震載荷以及風(fēng)載荷的計算等。各工序產(chǎn)生的待處理的尾氣通過管道分別進入尾氣洗滌塔內(nèi)與液體接觸，經(jīng)由篩板進行洗滌，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。塔設(shè)備的投資費用及鋼材耗量僅次于換熱設(shè)備。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。尾氣進入洗滌塔進行洗滌，洗滌完畢后由塔體上端出口管道排出。

　　

【正文】 率高、壓降小的特點。 圖33 絲網(wǎng)除沫器 絲網(wǎng)除沫器的參數(shù)如下：公稱直徑DN主要外形尺寸mm質(zhì)量（kg）HH1D絲網(wǎng)格柵及定距桿支承件30002900150435182100149 吊柱的選擇對于較高的室外無框架的整體塔，在塔頂設(shè)置吊柱，對于補充和更換填料、安裝和拆卸內(nèi)部件，是既經(jīng)濟又方便的一項設(shè)施，一般取15m以上的塔吊柱，本設(shè)計中塔高度大，因此設(shè)吊柱。吊柱設(shè)置的方位應(yīng)使吊柱中心線與人孔中心線有適當?shù)膴A角，使人能站在平臺上操作手柄，讓經(jīng)過的吊鉤的垂直線可以轉(zhuǎn)到人孔附近，以便從人孔裝入或取出塔內(nèi)的構(gòu)件。吊柱的起吊載荷按填料或零部件的重量決定，根據(jù)塔徑?jīng)Q定其回轉(zhuǎn)半徑，然后選用標準HG/T21639《塔頂?shù)踔?。根?jù)塔徑D=3000選擇吊柱，吊柱的參數(shù)：（mm） SLHφδReli質(zhì)量kg180042501250219121200300120478 人孔是安裝及檢修人員進入塔器的唯一通道。人孔的設(shè)置應(yīng)便于人員進入任何一層塔板。但由于設(shè)置人孔處的塔板間距要增大，且人孔設(shè)置過多會使制造時塔體的彎曲度難以達到要求，所以一般板式塔每隔1020層塔板才設(shè)置一個人孔。本塔共14塊塔板，因此設(shè)置2個人孔，每個人孔孔徑為500mm，裙座上應(yīng)開兩個檢查孔，直徑為500mm，人孔伸入塔內(nèi)壁修平，其邊緣倒棱和磨圓。人孔法蘭的密封形式及墊片的選材一般與塔的接管法蘭相同，本設(shè)計亦如此。第四章 塔設(shè)備的制造、安裝塔設(shè)備由若干筒節(jié)和封頭組成，筒節(jié)和封頭大都用鋼板制成。大型高塔設(shè)備，由于體積大、重量大，加上運輸?shù)南拗?，因此多?shù)是在裝置的工作現(xiàn)場進行組裝和檢驗的。 制造要求塔設(shè)備的制造、檢驗，除了按照我國的有關(guān)技術(shù)條件、標準和規(guī)定外，還可以考慮國外和相應(yīng)的標準和規(guī)范，以及工程圖紙。對于制造工藝要求的嚴格與否，必須根據(jù)設(shè)備的壓力大高低、容積的大小、物料的性質(zhì)、溫度的高低等因素作綜合考慮。通常，制造的難易程度主要取決于材料的加工性能，壁厚，以及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素。1. 材料的檢驗：制造塔設(shè)備的材料，除了應(yīng)符合有關(guān)材料的規(guī)定外，還要符合圖紙上的要求，由于板材內(nèi)部可能存在缺陷，須根據(jù)設(shè)備的容器分類、壓力、溫度、鋼材與厚度等因素，決定是否需逐張進行超聲波檢測，檢測要求按JB/4730《壓力容器無損檢測》規(guī)定中III級。2. 冷熱成型：鋼板的彎曲加工，實際上是鋼板在外力作用下，逐漸發(fā)生塑性變形的過程，變形程度的大小，決定于彎曲半徑和鋼板的厚度。鋼板彎卷的變形程度，一般不超過材料的臨界變形程度（約5%10%），否則在受熱時候，將引起金屬材料的晶粒粗大和脆性增加，降低了材料的機械性能。 焊接及其特點焊接是化工設(shè)備中的主要手段?；どa(chǎn)要求設(shè)備上所有的焊縫不但應(yīng)該嚴格牢固，能承受相當高的壓力和溫度載荷，而且要求能抵抗物料的腐蝕。因此，設(shè)備的質(zhì)量除了鋼材本身的質(zhì)量之外，主要取決于焊接的質(zhì)量，因為它將直接影響到塔設(shè)備的使用壽命和安全運行，為此，焊接前根據(jù)技術(shù)要求制定工藝規(guī)程，并且有考試合格的焊工實施焊接。焊接要求金屬先熔化后凝固，這是一種快速反應(yīng)的冶金過程。引起焊件變形與產(chǎn)生應(yīng)力的因素很多，主要由以下幾方面：1） 焊縫金屬由液態(tài)凝固時候體積減?。?） 焊接時不均勻的受熱和冷卻；3） 母材的顯微組織發(fā)生相變；4） 經(jīng)過塑性變化后的焊件，焊接時候可能發(fā)生再結(jié)晶，使金屬纖維發(fā)生不均勻的變形；5） 兩個焊件厚度相差很大；6） 焊件本身的重量和剛度； 這些因素都可以引起變形，其中因受熱而引起的變形；因再結(jié)晶組織改變引起的變形，稱為結(jié)構(gòu)變形。如果變形受到焊件本身的剛度、重量或外力的阻礙，在焊件內(nèi)部就會產(chǎn)生應(yīng)力。減低應(yīng)力或防止變形的措施有兩類：即從設(shè)計上擬定合理的焊接結(jié)構(gòu)何在制造上實施合理的焊接工藝。 熱處理壓力容器的制造所用的熱處理有兩類：一類為改善機械性能的熱處理；一類為焊后的熱處理。壓力容器在制造過程中，必然帶來下列問題：由于過量的卷冷，冷矯形等冷加工，所引起的冷僵硬化，由于施焊引起的焊縫區(qū)組織、性能的變化；因焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力以及因此而導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展等。對于大型的受壓容器，隨著壁厚的增加，發(fā)生脆性破壞的可能性也隨著增加，焊接之前的熱處理是防止碳鋼，特別是低合金鋼焊接裂紋最有效的方法，在厚壁容器焊接的時候，顯得最為重要，尤其是在剛性較大、散熱較快的情況下，更應(yīng)考慮預(yù)熱。熱處理通常采用火焰加熱、工頻加熱或紅外線加熱器加熱的方法，有關(guān)熱處理的方法和要求，可參考《化工容器設(shè)計》分冊。 設(shè)備的安裝塔設(shè)備在石油、化工生產(chǎn)中應(yīng)用極廣，其特點是外形簡單，高度和重量大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工藝用途多種多樣，因此，安裝時應(yīng)根據(jù)塔設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工藝用途等特點，采用相應(yīng)的安裝方法。對于板式塔，在安裝過程中，應(yīng)保證塔內(nèi)組件相互位置的正確，其中最重要的是保證塔盤安裝的整體水平度。塔盤水平度的偏差取決于塔盤支撐圈與塔體組焊是否正確。塔設(shè)備的安裝方法可以分為分段安裝和整體吊裝方法兩類。本設(shè)備采用整體吊裝法。整體吊裝方法是現(xiàn)在地面上將塔設(shè)備組裝成一個臥式的整體，然后用抱桿將塔設(shè)備一起起吊，并且安裝到基礎(chǔ)上面就位。為了使施工能夠正確、有序的進行，并確保施工過程當中的安全，在大型吊裝工作必須編制起重施工方案，并且嚴格地執(zhí)行方案中的各項規(guī)定。吊裝方法應(yīng)該根據(jù)起重機具有的能力以及施工水平選取，對于所選用的施工機械和設(shè)備都必須是進行強度和穩(wěn)定性核算。然后根據(jù)現(xiàn)場的具體情況具體確定運輸路線和起吊方向，從起吊到就位，吊升工作應(yīng)該在統(tǒng)一指揮下連續(xù)進行，中間不得停頓。板式塔設(shè)備中塔盤的安裝最為重要。塔體就位后找正垂直度后，逐層安裝塔盤，且及時校正塔盤的水平偏差，日照對塔體的拱彎有較大的影響，因此，無論是校正支撐圈或安裝塔盤的水平度，以及對塔體的整體測量，最好都是在無日照的條件下，也就是在陰天或者早晨進行。附錄A 致謝和設(shè)計總結(jié)經(jīng)歷了幾個月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設(shè)計終于落下了帷幕。從最初的茫然到慢慢進入狀態(tài)，再到對思路的逐漸清晰，整個過程難以用語言表達?；叵脒@段日子的經(jīng)歷與感受，我感慨萬千。在本次畢業(yè)設(shè)計中，我對我所學(xué)的專業(yè)有了新的認識與體會。完事開頭難。剛開始時感到好無力，不知道從哪里下手，在查閱了好多資料后，才慢慢對自己的設(shè)計有了一定的認識。開始設(shè)計后，從選材，選零部件等慢慢一步一步開始，最終有了整個輪廓。然后計算，校核，繪圖到整個設(shè)計結(jié)束，一氣呵成。當然，再設(shè)計過程中也遇到了許多困難，選擇零部件，編輯公式等等對自己都是一個挑戰(zhàn)，通過與導(dǎo)師的溝通，最終解決了問題。雖然我的論文作品不是很成熟，還有很多不足之處，但我可以自豪的說，這里面的每一個零件，都有我的勞動。當看著自己的設(shè)計，真是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最終都會化為甜美的甘泉。相信這次畢業(yè)設(shè)計對我今后的工作和生活都有很大的幫助。當然，能順利完成這次設(shè)計是離不開老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助，特別感謝賈慧靈老師在關(guān)鍵部分的指導(dǎo)和孔令偉同學(xué)的熱心幫助。附錄B 主要符號說明B系數(shù)，按標準計算出來的值 ，MPa參考文獻1) GB150—1998，《鋼制壓力容器》2) 《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)定》，19993) JB/T4700～4707—2000，《壓力容器法蘭》4) HG20592～20635—97《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》5) JB/T4736—2002，《補強圈》6) JB/T4746—2002，《鋼制壓力容器用封頭》7) HG20580—1998《鋼制化工容器設(shè)計基礎(chǔ)規(guī)定》8) HG20581—1998《鋼制化工容器材料選用規(guī)定》9) HG20583—1998《鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定》10) HG20584—1998《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》11) CDI30A20—86《化工設(shè)備設(shè)計文件編制規(guī)定》12) TCED41002—2000《化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求》13) JB4726—94《壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件》14) 《塔設(shè)備設(shè)計》 上?？萍汲霭嫔? 198915) JB/T4710 《鋼制塔式容器》—199216) 《化工工程制圖》 化學(xué)工業(yè)出版社 199217) 《過程設(shè)備設(shè)計》 化學(xué)工業(yè)出版社 200118) 《化工設(shè)備結(jié)構(gòu)圖集》 化學(xué)工業(yè)部設(shè)備技術(shù)中心站19) 《壓力容器工程師設(shè)計指南》 化學(xué)工業(yè)出版社 199420) 《化工單元操作及設(shè)備課程設(shè)計》科學(xué)出版社 201321) Fitz C W, King D W, Kunesh J G. Controlled liquid maldistribution studies on structured packing [ J ]. TransInst Chem Eng , Pt A, 1999, 77 (6) : 482～486.22) Bllingham J F, LockettM J. A simp le method to assessthe sensitivity of packed distillation columns to maldistribution [ J ]. Trans Inst Chem Eng , Pt A, 2002, 80(4) : 373～382.23) Petre C F, Larachi F, Liuta I, et al. Pressure drop through structured packings: Breakdown into the contributing mechanisms by CFD modeling [ J ]. Chem Eng Sci,2003, 58 (1) : 163～177.24) Brierley R J P. Higlrp ressure distillation is different [ J ].Chem Eng Prog, 1994, 90 (7) : 68～77.25) Sherwood T K, Pigford. Absorp tion and extraction [ J ].McGraw Hill, NY, 1995, 23 (12) : 248～250.