【正文】 ,設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)設(shè)備的公稱壓力，工作溫度及選用材料等按標(biāo)準(zhǔn)選用。①求取筒體壁厚，查文獻(xiàn)[9]所用材料的許用應(yīng)力=163MPa焊接接頭形式采用單面焊接對(duì)接接頭，局部無損探傷，查得焊接接頭系數(shù)=鋼板負(fù)偏差查文獻(xiàn)[1]，選用C1= 腐蝕裕量：碳素鋼和低合金鋼單面腐蝕裕量取C2=1mm, 所以，C=+1=查文獻(xiàn)[1]P159得： =圓整后取25mm②水壓試驗(yàn)強(qiáng)度校核16MnR屈服極限為=345MPa=345=248 MPa最大組合軸向拉應(yīng)力為：（查文獻(xiàn)[8]P93） PT=== == =159 MPa248 MPa水壓試驗(yàn)時(shí)滿足強(qiáng)度要求③氣壓試驗(yàn)強(qiáng)度校核 =345= MPa PT=== = MPa所以氣壓試驗(yàn)滿足強(qiáng)度要求求取筒體應(yīng)力：平均直徑：D=Di+25=3400.+25=3425mm徑向應(yīng)力：= MPa環(huán)向應(yīng)力： = 封頭設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭DN3800, 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(jì)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(tái)質(zhì)量：查表鋼制平臺(tái)單位質(zhì)量為150kg/m2,取平臺(tái)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(jì)算 T=I=≈按等截面計(jì)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(jì)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(dòng)力系數(shù)，其值取決于計(jì)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(jì)算段有效直徑，m hi——塔設(shè)備計(jì)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(jí)算= S= =3/21/ =塔底地震彎矩： 按塔體分二段計(jì)算，每段6m M6=S6x= =3/2 =﹒cm M12=S12x =3/2 =﹒cm 接管管徑計(jì)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。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 解吸塔的工藝設(shè)計(jì) 5 解吸塔的工藝設(shè)計(jì) 確定解吸塔塔徑及相關(guān)參數(shù)解吸塔的設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)，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(diǎn)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(gè)塔內(nèi)，則每個(gè)塔的入塔流量為Vs=。此時(shí)每個(gè)塔的塔徑。每個(gè)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(rùn)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(jì)算選用填料層高度的計(jì)算公式H=采用近似簡(jiǎn)化的計(jì)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(duì)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(shí)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(gè)小區(qū)間，可求得各分點(diǎn)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(duì)第n個(gè)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(dòng)力及其倒數(shù)的計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目012345678910y102x102y*102Ti，K在y2至y1之間做偶數(shù)等分，對(duì)每個(gè)y值算出對(duì)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(zhǎng) ＝ = [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(jì)算采用PC吸CO2的專用公式對(duì)CO2傳質(zhì)系數(shù)進(jìn)行計(jì)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(yàn)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(shí)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(duì)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(jì)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(jì)取填料層高度為16m。 （），（），塔底液停留時(shí)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(jì)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(gè)主管和若干個(gè)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(shí)，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(jì)算噴淋點(diǎn)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(diǎn)，最終設(shè)計(jì)取噴淋點(diǎn)密度SP=200點(diǎn)/m2 。則總布液點(diǎn)數(shù)為N=200=≈2344點(diǎn)。按分布點(diǎn)幾何均勻與流量均勻的原則，進(jìn)行布點(diǎn)設(shè)計(jì)。2）水平和垂直主管內(nèi)徑計(jì)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(jì)算：，共設(shè)計(jì)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(shí)踐表明，當(dāng)噴淋液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)，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(dòng)的趨勢(shì)。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(shí)在出口管中心形成一個(gè)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(yùn)轉(zhuǎn)，故需在釜液出口應(yīng)安裝渦流擋板。根