化工機(jī)械課程設(shè)計填料塔設(shè)計(參考版)
2025-01-21 14:24本頁面
【正文】 此次塔設(shè)備的設(shè)計有我們小組負(fù)責(zé)，讓我們感受到了設(shè)計方面工作的所存在的難度。（3）按照規(guī)定依次對各個方面進(jìn)行校核計算并滿足相應(yīng)的要求。我們的設(shè)計計算步驟大致分為三部分：(1)根據(jù)GB150規(guī)定，通過已知條件，按計算壓力確定塔體圓筒及封頭的有效厚度。查表得 ，滿足要求 假設(shè)螺栓直徑為M42，由表811查得L=160mm,當(dāng)b/l=，由表810查得： 取其中最大值：故按有筋板時假設(shè)基礎(chǔ)環(huán)厚度： 圓整后取 其中， （1）.（2） . 取以上兩數(shù)中的較大值， 查表得M42螺栓的螺紋小徑 ，選取地腳螺栓個數(shù)。截面11塔體11截面上的最大組合軸向壓應(yīng)力滿足要求其中，查圖得（℃）。截面22 其中， 塔體和裙座危險截面的強(qiáng)度與穩(wěn)定校核（1）塔體的最大組合軸向拉應(yīng)力校核截面22塔體的最大組合拉應(yīng)力軸向發(fā)生在正常操作的22截面上。截面11 式中，為人孔截面的截面積，查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)得：截面22 其中。 塔設(shè)備質(zhì)量載荷計算筒體圓筒、封頭、裙座質(zhì)量圓筒質(zhì)量： 封頭質(zhì)量： 裙座質(zhì)量： 說明：(1）塔體圓筒的總高度為 （2）查得，厚度的圓筒質(zhì)量為 （3）查得，厚度的橢圓形封頭質(zhì)量為 （4）裙座高度為塔內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量 （由表81查得浮閥塔盤質(zhì)量為75kg/m2）保溫層質(zhì)量 其中，為保溫層的質(zhì)量，kg 操作時物料質(zhì)量說明：物料密度,塔釜圓筒部分深度h0=，塔板層數(shù)N=42.，塔板上液層高度，由表421查得，封頭容積。橢圓人孔的尺寸為400mm*250,380mm*280mm.符號說明 計算壓力， ； 圓筒或球殼內(nèi)徑，；[]圓筒或球殼的最大允許工作壓力，； 圓筒或球殼的計算厚度，；n 圓筒或球殼的名義厚度，；e 圓筒或球殼的有效厚度，； 圓筒或球殼材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力，； 圓筒或球殼材料在設(shè)計溫度下的計算應(yīng)力，； 焊接接頭系數(shù)；C 厚度附加量，； 按計算壓力計算塔體和封頭厚度(1) 塔體厚度計算 取=4mm，考慮厚度附加量C=2mm，經(jīng)圓整，取， 。手孔的結(jié)構(gòu)一般是在容器上接一短管，并在其上蓋一盲板。 （5）人孔及手孔設(shè)置人孔及手孔是為了檢查設(shè)備和便于安裝于拆卸設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件。常用的液體收集器為斜板式液體收集器。 在通常情況下，一般將液體收集器及液體分布器同時使用，構(gòu)成液體收集及再分布裝置。 最簡單的液體再分布裝置為截錐式再分布器。近年來應(yīng)用非常廣泛，在設(shè)計中建議優(yōu)先選用。槽式液體分布器具有較大的操作彈性和極好的抗污堵性，特別適合于大氣液負(fù)荷及含有固體懸浮物、粘度大的液體的分離場合，應(yīng)用范圍非常廣泛。 一級槽通過槽底開孔將液體初分成若干流股，分別加人其下方的液體分布槽。在減壓精餾及絲網(wǎng)波紋填料塔中，由于液體負(fù)荷較小，設(shè)計中通常用管式液體分布器。但小孔易堵塞，操作彈性一般較小。管式分布器由不同結(jié)構(gòu)形式的開孔管制成。工業(yè)應(yīng)用以管式。 為了便于安裝和檢修，填料壓緊裝置不能與塔壁采用連續(xù)固定方式，對于小塔可用螺釘固定于塔壁，而大塔則用支耳固定。對于散裝填料，可選用壓緊網(wǎng)板，也可選用壓緊柵板，在其下方，根據(jù)填料的規(guī)格敷設(shè)一層金屬網(wǎng)，并將其與壓緊柵板固定；對于規(guī)整填料，通常選用壓緊柵板。 (2) 填料壓緊裝置 為防止在上升氣流的作用下填料床層發(fā)生松動或跳動，需在填料層上方設(shè)置填料壓緊裝置。對于散裝填料，通常選用孔管型、駝峰型支承裝置；對于規(guī)整填料，通常選用柵板型支承裝置。 (1) 填料支承裝置 填料支承裝置的作用是支承塔內(nèi)的填料。 填料塔內(nèi)件的類型與設(shè)計 塔內(nèi)件的類型 填料塔的內(nèi)件主要有填料支承裝置、填料壓緊裝置、液體分布裝置、液體收集再分布裝置、人孔及手孔等。 規(guī)整填料的壓降計算 (1) 由填料的壓降關(guān)聯(lián)式計算 規(guī)整填料的壓降通常關(guān)聯(lián)成以下形式 (418)式中 △P/Z——每米填料層高度的壓力降，Pa/m； u——空塔氣速，m/s； ρv——氣體密度，kg/m3； α、β——關(guān)聯(lián)式常數(shù)，可從有關(guān)填料手冊中查得。表410列出了部分散裝填料的壓降填料因子平均值，可供設(shè)計中參考。 應(yīng)予指出，用?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖計算壓降時，所需的填料因子為操作狀態(tài)下的濕填料因子，稱為壓降填料因子，以φp表示。計算時，先根據(jù)氣液負(fù)荷及有關(guān)物性數(shù)據(jù)，求出橫坐標(biāo)值，再根據(jù)操作空塔氣速u及有關(guān)物性數(shù)據(jù)，求出縱坐標(biāo)值。設(shè)計時，根據(jù)有關(guān)參數(shù)，由通用關(guān)聯(lián)圖(或壓降曲線)先求得每米填料層的壓降值，然后再乘以填料層高度，即得出填料層的壓力降。K) ； T——系統(tǒng)溫度，K； at——填料的總比表面積，m2/m3； aw——填料的潤濕比表面積，m2/m3； g——重力加速度，108m/h； σL——液體的表面張力 σc——填料材質(zhì)的臨界表面張力，kg/h2 (1dyn/cm=12960kg/h2) ； ψ——填料形狀系數(shù)。h)]； ρV、ρL——氣體、液體的密度，kg/m3； DV、DL——溶質(zhì)在氣體、液體中的擴(kuò)散系數(shù)，m2/s； R——通用氣體常數(shù)， (m3h) [1Pa 修正的恩田公式為 (48)(49)(410)(4 11)其中 (412)式中 UV、UL——氣體、液體的質(zhì)量通量，kg/(m2 傳質(zhì)過程的影響因素十分復(fù)雜，對于不同的物系、不同的填料以及不同的流動狀況與操作條件，傳質(zhì)單元高度各不相同，迄今為止，尚無通用的計算方法和計算公式。在工程設(shè)計中，對于吸收、解吸及萃取等過程中的填料塔的設(shè)計，多采用傳質(zhì)單元數(shù)法；而對于精餾過程中的填料塔的設(shè)計，則習(xí)慣用等板高度法。若液體噴淋密度小于最小噴淋密度，則需進(jìn)行調(diào)整，重新計算塔徑。 對于規(guī)整填料，其最小噴淋密度可從有關(guān)填料手冊中
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