【正文】 800, K=，腐蝕裕量取1mm。封頭壁厚： ==查文獻(xiàn)[1]知：大多數(shù)橢圓形封頭壁厚取值與筒體相同或比筒體稍厚，封頭壁厚圓整后取25mm查表得：直邊高度h1=50mm, 曲邊高度h2=850mm封頭高度為h=h1+h2=900mm核算風(fēng)頭最大允許工作壓力： [P]= = = MPa符合要求。 塔裙座高度 塔體載荷計算①重量估算1）筒體的質(zhì)量：查表1m高筒節(jié)鋼板質(zhì)量820kg，m1=82012=9840kg封頭的質(zhì)量：查表為m2=970kg塔設(shè)備附件：m3=⑴扶梯質(zhì)量：選擇籠式扶梯，查表單位質(zhì)量為40kg/m, 則：40(12+) 2=⑵鋼制平臺質(zhì)量：查表鋼制平臺單位質(zhì)量為150kg/m2,取平臺面積為4m2 則：150=600kg ⑶取其他附件總質(zhì)量為600kg2）填料質(zhì)量：查表知聚丙烯階梯環(huán)的堆積密度=, 所以 V==()26= m4===3）塔總質(zhì)量為：Q= m1+ m2+ m3+ m4==②自振周期計算 T=I=≈按等截面計算（cm）： I= T=1200=式中 H——塔底高度，cm Q——塔總重，N E——塔材料彈性模量，21106Pa I——塔截面慣性矩，cm4 Dn—塔內(nèi)徑，cm ——不計腐蝕裕度的塔體壁厚，cm g——重力加速度1） 風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩 P=K1——空氣動力系數(shù)，其值取決于計算段中心高度查[5]P338m脈= =1得: 風(fēng)振系數(shù)K2i=1+ m脈=1+1=qo——基本風(fēng)壓，Pafi——風(fēng)壓的高度變化系數(shù)Ai——迎風(fēng)面積，m2查[5]P338知本地區(qū)基本風(fēng)壓qo=300 Pa，查表，fi= Ai=Dei﹒hi式中 Dei——塔設(shè)備計算段有效直徑，m hi——塔設(shè)備計算段的高度，m Ai=（）12=查[5]P340,取K1=則 P= =300 = M=Ph/2=1200/2=9236430N﹒cm2） 地震載荷： =15C= 地震影響系數(shù)按7級算= S= =3/21/ =塔底地震彎矩： 按塔體分二段計算，每段6m M6=S6x= =3/2 =﹒cm M12=S12x =3/2 =﹒cm 接管管徑計算①進(jìn)塔氣管徑，進(jìn)氣量，變換氣的流速范圍為20～40m/s , 取u=。入塔氣管內(nèi)徑：由公式 得：查GB816387，選用的熱軋無縫鋼管。② 出塔氣管徑由公式得：出塔氣管內(nèi)徑：查GB816387，選用的熱軋無縫鋼管。③ 液體進(jìn)料管徑由于用泵進(jìn)料，所以選用由公式得：入塔液管內(nèi)徑：查GB816387，選用的熱軋無縫鋼管。④ 釜液排出管徑此管徑可與貧液入吸收塔管徑相同。 5 解吸塔的工藝設(shè)計 確定解吸塔塔徑及相關(guān)參數(shù)解吸塔的設(shè)計條件：碳酸丙烯酯液（富液）處理量為吸收塔出塔液量L1=4578590kg/h，35℃，出塔液為吸收塔入塔液量閃蒸過程的物料恒算 25℃,（標(biāo)）。故閃蒸后溶解在PC中的為 則解吸出的為 在閃蒸槽中的回收率 流出閃蒸槽溶液的摩爾流量為 設(shè)溶液在閃蒸槽中停留的時間為5s，則閃蒸器的存液容積為 已知條件：入塔液為吸收塔處塔液量：由PC密度公式得在25℃時，CO2在解析塔出口濃度為y1，CO2的解析率為98%。 由得解析塔出塔液為吸收塔入塔液量，密度在35℃為設(shè)出塔氣G2，入塔氣量G1，則由塔內(nèi)CO2物量守恒得：得入塔氣：選擇d=50mm塑料鮑爾環(huán)（米字筋），其填料因子φ=120m1，ε=，比表面積at=，BainHougen關(guān)聯(lián)式常數(shù)A=，K=。泛點氣速u2F=可由Eckert通用關(guān)聯(lián)圖或BainHougen關(guān)聯(lián)式求取，現(xiàn)選用BainHougen關(guān)聯(lián)式求解uF。查化工原理得溫度為100℃。出塔液平均摩爾質(zhì)量出塔氣密度入塔液平均摩爾質(zhì)量=AK則uF=取Vs=119920m3/h= m3/sD==將入塔流量Vs= m3/s分為兩股，分別進(jìn)入兩個塔內(nèi)，則每個塔的入塔流量為Vs=。此時每個塔的塔徑。每個塔的截面積： u===D/d=2500/50=50＞（1015）（鮑爾環(huán)的徑比要求）取最小潤濕速率為：所以L噴，min=（MWR）== m3/（m2/h）L噴 =4578590kg/h=＞ m3/（m2/h）經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用合理。 填料層高度的計算選用填料層高度的計算公式H=采用近似簡化的計算方法，即H=≈ 由于其他氣體的溶解度很小，故將其他氣體看做是惰性氣體并視為恒定不變，那么，入塔氣體的摩爾流率G′G′=又溶劑的蒸汽壓很低，忽略溶劑的蒸發(fā)與夾帶損失，并視作為恒定不變，那么有L′=y2=，x2=吸收塔物量衡算的操作線方程為G′()=L′（(）將上述已知數(shù)據(jù)帶入操作線方程，整理得x=吸收塔內(nèi)相平衡方程將相平衡關(guān)系中的氣相分壓p和液相中的濃度X轉(zhuǎn)化為氣也兩相均以摩爾分率表示的對應(yīng)關(guān)系，即：y=f(x)，其轉(zhuǎn)化過程如下：lgXco2=+x= y=PCO2/Pt因塔內(nèi)的壓力分布和溫度分布未知，現(xiàn)假定總壓降與氣相濃度差成正比（實際上與填料層高度成正比，因填料層高度待求），將氣相濃度變化范圍十等份成10個小區(qū)間，可求得各分點處的壓強(qiáng)。溫度分布可利用各區(qū)間的熱量衡算求出。忽略氣體因溫升引起的焓變、溶劑揮發(fā)帶走的熱量及塔的熱損失，則氣體溶解所釋完全被吸收液所吸收，對第n個小區(qū)間作熱量衡算有：LCPL=(tntn1)=L（xnxn1）△HS得： tn=tn1+（xnxn1）△HS/CPL 式中：L 液相摩爾流率，△HS：第n區(qū)間內(nèi)溶解氣的平均微分摩爾熔解熱，△ HS=14654kJ/kmol；CPL第n區(qū)間液體平均定壓比熱容，其表達(dá)式為：CPL= [+(10)]（kmol℃）；= tn1+（xnxn1）。 傳質(zhì)推動力及其倒數(shù)的計算結(jié)果項目012345678910y102x102y*102Ti，K在y2至y1之間做偶數(shù)等分，對每個y值算出對應(yīng)的f（y）=，然后按Simpson法求積：=（f0+4f1+2f2+4f3+2f4+…+2fn2+4fn1+fn）式中的步長 ＝ = [f0+ f10+ 2 (f2+ f4+ f6+ f8) +4(f1+ f3+ f5+ f7+ f9)]=[（+）+2+4] ==NOG=+=①PC吸CO2傳質(zhì)系數(shù)的計算采用PC吸CO2的專用公式對CO2傳質(zhì)系數(shù)進(jìn)行計算氣相：kG= kmol/（m2hatm）液相：kL= kmol/（m2hatm）② CO2在氣液兩相中的擴(kuò)散系數(shù)（1）CO2在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)塔頂：塔頂：（2）CO2在液相中的擴(kuò)散系數(shù)關(guān)于CO2在液相PC中的擴(kuò)散系數(shù)，有下面的經(jīng)驗公式：=108T/ cm2 /s （的單位為） =108T/ cm2 /s （的單位為） 為提高結(jié)果的準(zhǔn)確性，現(xiàn)取二者的算術(shù)平均值，得：=108 T/ ，塔底、塔頂溫度分別為25℃和30℃。所以108（）=105 cm2/s =106m2/h 108（）=105 cm2/s =106m2/h式中， 和為PC在25℃和30℃時的黏度。③氣液兩相的黏度根據(jù)log=+MPas得====④解析液與填料的表面張力解析液：= mN/m則= mN/m=417532kg/h2= mN/m=528340 kg/h2填料：=33 mN/m=427680 kg/h2（聚乙烯填料）⑤氣體對數(shù)平均分壓塔底壓力Pt1= 塔頂壓力：，（合49044Pa）Pt2=10131049044=52266Pa≈ MPa。PB1= Pt1 (1)=(10)= MPaPB2= Pt2 (1)=()= MPa⑥氣體的摩爾流率M1=M2=⑦填料的當(dāng)量直徑dp=⑧氣相傳質(zhì)系數(shù) ⑨液相傳質(zhì)系數(shù)噴淋密度的計算（物料衡算中已經(jīng)給出入塔液流量）由得 ⑩總傳質(zhì)系數(shù)溶解度系數(shù)H在吸收后的溶液為稀溶液，故滿足亨利定律：， 得得：在常壓下有：有： = = =m塔頂、塔底的氣相質(zhì)量流率：塔底： 塔頂：全塔： HOG=填料層的有效傳質(zhì)高度設(shè)計取填料層高度為16m。 （），（），塔底液停留時間按2min考慮，則塔釜也所占的空間高度H1為：H1=＝，所以塔的附屬高度H為①氣體進(jìn)出口壓力降取氣體進(jìn)口接管管徑為400mm，出口管徑為374mm，經(jīng)校核在允許氣體流速范圍之內(nèi)。由公式得則氣體進(jìn)塔口壓力將為：入塔口壓力降為：②填料層壓力降氣體通過填料層的壓力降采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計算橫坐標(biāo)為：查表得：縱坐標(biāo)為：查圖得，填料層壓降為：③其它塔內(nèi)件的壓力降其它塔內(nèi)件的壓力降比較小，在此可以忽略。于是得吸收塔的總壓力降為：①液體分布器的選型一個主管和若干個分管組成。在主管及分管的底部分別開一些孔徑不同的管式液體分布器。當(dāng)分布器工作時，液體從主管底部的小孔分流到各分管，最后通過各分管底部的小孔均勻地分布在填料上。1）計算噴淋點數(shù)N參照上述兩種文獻(xiàn)及該塔液相負(fù)荷較大、氣相負(fù)荷較小等特點，最終設(shè)計取噴淋點密度SP=200點/m2 。則總布液點數(shù)為N=200=≈2344點。按分布點幾何均勻與流量均勻的原則，進(jìn)行布點設(shè)計。2）水平和垂直主管內(nèi)徑計算：水平和垂直主管內(nèi)徑為入塔液管的內(nèi)徑， d=dL1==575mm3）直列排管直徑d1的計算：，共設(shè)計布置30排，得4）確定孔間距t設(shè)定分布器與塔內(nèi)徑距離為20mm，則t每根直列排管下部排2排布液孔，孔徑為5mm。直列排管式液體分布器的安裝位置高于填料層表面150mm。②液體再分布器實踐表明，當(dāng)噴淋液體沿填料層向下流動時，不能保持噴淋裝置所提供的原始均勻分布狀態(tài)，液體有向塔壁流動的趨勢。因而導(dǎo)致壁流增加、填料主體的流量減小，影響了流體沿塔橫截面分布的均勻性，降低傳質(zhì)效率。所以，設(shè)置再分布裝置是十分重要的?？蛇x用多孔盤式再分布器。③防渦流擋板的選取釜液從塔底出口管流出時在出口管中心形成一個向下的漩渦流，使塔釜液面不穩(wěn)定，且?guī)С鰵怏w，再有泵的情況下，氣體進(jìn)入泵內(nèi)，影響泵的正常運轉(zhuǎn)，故需在釜液出口應(yīng)安裝渦流擋板。根據(jù)出塔液管徑為400mm，選取擋板寬度A=800mm，支架高度B=400mm，寬度t=10mm，重M1=。④填料支撐裝置填料支撐裝置對于保證填料塔的操作性能具有重大作用。采用結(jié)構(gòu)簡單、自由截面較大、金屬耗用量較小的柵板作為支撐板。1）柵板外徑=，當(dāng)塔內(nèi)徑較大時，應(yīng)減大值。故。由于本塔的直徑大于800mm，所以采用分塊式柵板。由于每塊柵板寬度應(yīng)小于400mm（便于通過450mm的人孔），設(shè)計柵板由6塊組成，每塊寬度為，且需要將其擱置在焊接于塔壁的支持圈或支持塊上。2），t=。柵板條厚度S一般取4mm，高度根據(jù)設(shè)計位于塔底的進(jìn)氣管時，主要考慮兩個要求：壓力降要小和氣體分布要均勻。本設(shè)計由于填料層壓力降較大，減弱了壓力波動的影響，從而建立了較好的氣體分布；同時，本裝置由于直徑較小，可采用簡單的進(jìn)氣分布裝置。由于為了對碳丙液的合理回收利用，所以對排放的凈化氣體中的液相夾帶要求較嚴(yán)格，故可采用塑料絲編結(jié)而成的絲網(wǎng)除沫器除液沫裝置。根據(jù)出塔氣的流速和管徑選取絲網(wǎng)除沫器的規(guī)格：H=150mm，H1=410mm，D=2000mm，G=242kg。6 車間布置車間布置是設(shè)計工作中很重要的一環(huán)，車間布置的好壞直接關(guān)系到車間建成后是否符合工藝要求，能否有良好的操作條件，使生產(chǎn)正常安全地進(jìn)行，設(shè)備的維修檢