化工設備設計PPT

1、化工設備設計 一一 填料及其相關數(shù)據(jù)的計算填料及其相關數(shù)據(jù)的計算1.填料材料填料材料 該過程處理量不大，所用的塔直徑不會太大，可選用50mm聚丙烯階梯環(huán)塔填料。 2.填料塔工藝尺寸填料塔工藝尺寸塔徑 填料層高度計算設計取填料層高度為：z=15.6m 二填料層是否分層以及每一層的二填料層是否分層以及每一層的高度高度查表：對于階梯環(huán)填料，。將填料層分為兩段設置，每段5.2m，三段間設置一個液體再分布器。填料塔直徑液體分布器的選型：液體在塔頂?shù)某跏季鶆驀娏?，是保證填料塔達到預期分離效果的重要條件。液體分布裝置的安裝位置，須高于填料層表面200mm,以提供足夠的自由空間，讓上升氣流不受約束地穿過分布器

2、。根據(jù)該物系性質(zhì)，可選用目前應用較為廣泛的多孔型布液裝置中的排管式噴淋器。多孔型布液裝置能提供足夠均勻的液體分布和空出足夠大的氣體通道（自由截面一般在70%以上），也便于制成分段可拆結(jié)構(gòu)。液體引入排管噴淋器的方式采用液體由水平主管一側(cè)引入，通過支管上的小孔向填料層噴淋。由于液體的最大負荷低于，按照設計參考數(shù)據(jù)可提供良好的液體分布：主管直徑-50mm,支管排數(shù)-5,排管外緣直徑-760mm，最大體積流量-12.5排管式噴淋器采用塑料制造氣體的入塔分布設計位于塔底的進氣管時，主要考慮兩個要求：壓力降要小和氣體分布要均勻。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

3、裝置由于直徑較小，可采用簡單的進氣分布裝置。由于對排放的凈化氣體中的液相夾帶要求不嚴，可不設除液沫裝置。三吸收塔封頭的選型依據(jù)，材料三吸收塔封頭的選型依據(jù)，材料及尺寸規(guī)格及尺寸規(guī)格封頭的選型依據(jù)：一般情況下選用橢圓型封頭，當制造條件限制時可選用人工敲打的蝶型封頭。根據(jù)分析本填料吸收塔選用Q235-B制作塔體和封頭設計壁厚封頭相關數(shù)據(jù)，DN為800mm,曲面高度為200mm,直邊高度25mm,內(nèi)表面積0.754,容積0.0796持液量h的計算選擇持液量維持在5-8分鐘的持液高度，現(xiàn)取持液時間為8分鐘 mDLhL344. 12 .9987 . 0785. 0601808.2158785. 0608

4、22四四 噴淋裝置噴淋裝置 噴淋裝置的作用是為了能有效的分布液體提高填料表面的有效利用。本設計考慮到填料塔的半徑為700mm較大，則選用的是盤式分布器。溢流盤式分布器是目前最廣泛應用的分布器，特別適用于大型的填料塔，他的優(yōu)點是操作彈性大，不易堵塞，操作可靠，便于分塊安裝，由分布盤和進口管兩部分組成，分布盤上開有的篩孔或的溢流管以避免堵塞管長塔徑塔徑D 分布分布盤直盤直徑徑D2 分布分布盤厚盤厚度度 緩沖緩沖管尺管尺寸寸 700mm 560mm 46 1084mm 800mm 640mm 900mm 740mm w左表格是分布盤結(jié)構(gòu)參考數(shù)據(jù)：五五 液體再分布器液體再分布器w 本設計采用的是分配錐

5、形的再分布器，其最簡單沿壁流下的液體用分配錐再將它導入中央截錐小頭的直徑一般為 ,本設計取8000.8=640mm，為了增加氣體流過是的自由截面積，在分配錐上開設4個管孔，錐體與塔壁夾角取在，取h=80mm。 w 本設計取填料塔D=800mm分布盤的直徑為640mm,分布盤的厚度為5mm 以下分布盤邊緣鋸齒的結(jié)構(gòu)名名稱稱齒齒高高寬寬齒齒齒齒距距板板厚厚數(shù)數(shù)值值10201020102030六 填料的支撐裝置 w填料支承結(jié)構(gòu)是用于支撐塔內(nèi)填料及所有的氣體和液體的重量之裝備。對填料的基本要求是：有足夠的強度以支撐填料的重量；提供足夠的自由截面以使氣液兩相流體順利通過，防止在此生產(chǎn)液泛；有利于液體的再

6、分布；耐腐蝕，易制造。w 常用的填料支承板主要有柵板式和氣體噴射式結(jié)構(gòu)。本設計采用的是柵板式w因為填料塔的直徑為800mm，故可以將柵板分為兩塊，柵條間距為填料直徑的0.60.8倍。w塔徑D=800mm，可以采用整體柵板，柵板直徑D=780mm,柵板間距t=45mm，需要將其擱置在焊接于塔壁的支持圈或支持塊上。支持圈采用碳鋼，厚度為8mm,重量為63.5kg 公稱公稱直徑直徑 D L0 R L hS 800mm 780mm 389mm 390mm 779mm 508mm 七 塔頂除霧沫器 w 穿過填料層的氣體有的時候夾帶液體和霧滴，因此有時候需要塔頂氣體排出口設置除霧沫器，以盡量除去氣體中被夾

7、帶的液體霧沫，常用有填料除霧器，折流板式除霧器，絲網(wǎng)除霧器。w 本設計采用絲網(wǎng)除霧器，絲網(wǎng)除霧器是一種分離效率較高阻力較小，重量較輕，所占空間不大的除霧器，可除去含有大于5um的霧滴，效率可達到98%99%，壓力降不超過250Pa。w 設計氣速的計算 9 9 8 . 21 . 1 8 3 50 . 12 . 9/1 . 1 8 3 5LGGukms絲網(wǎng)的直徑140 .6 8 940 .5 53 .1 42 .9SVDmu絲網(wǎng)層高度H一般取300400mm八 管結(jié)構(gòu) 氣體和液體的進出的裝置氣體和液體的進出的裝置w 流體的進出口結(jié)構(gòu)設計，首先要確定的是管道口徑，根據(jù)管口所輸氣體或液體的流量大小，由

8、下式計算管口的直徑 4SVduw 氣體進出口裝置w 氣體進口裝置的設計，應能防止淋下的液體進入管內(nèi)，同時要使氣體分散均勻。因此，不宜使氣體直接由接管口或水平管沖入塔內(nèi)，而應使氣體的出口朝向下方，使氣流折轉(zhuǎn)向上。工業(yè)上，一般氣體進料流速為10-20m/s mmuVDSi30936001514. 3400044厚度為8mm，所以取外徑為0.325mw 液體進出口裝置 工業(yè)上，一般液體進料流速為0.5-1.5m/sw ，厚度為4mm,所以取外徑45mmw 液體出口裝置的設計應便于塔內(nèi)液體的排放，防止破碎的環(huán)塞住出口，并且要保證塔內(nèi)有一定的液封高度，防止氣體斷路。本設計選用的是彎管式液體的出口裝置。m

9、muVDSi0 .3736000 .114.3878.344 填料卸出口填料卸出口w 根據(jù)填料塔的特點，需要有填料卸出口，以便于檢修時將填料卸出，填料卸出口的結(jié)構(gòu)與人孔或手孔類似塔的高度系由主體高度Hz（塔板或填料所在空間的高度）、頂部空間高度Ha（填料以上部分，包括筒節(jié)、封頭及上面的引出管）、底部空間高度Hb（填料下部的筒節(jié)，但不包括下封頭及引出管高度，因為該高度和裙座高度重合），以及裙座高度Hs等部分所組成，所以塔高H為： HHzHaHbHs w 在具體繪制過程中，需要注意底部筒節(jié)和裙座之間兩者之間并不是剛好對接，如塔的實際總高和按式（6-1）的計算會有一些差別，有時是多幾毫米，有時是少幾

10、毫米。填料塔的高度則包括填料層高度，噴林裝置、再分器、氣液進出口所需的高度，底部及頂部高度以及裙座高度等部分 Ha的計算的計算w 由表得 DN=700mm時，封頭曲面高度h1=175mm,直邊的高度為25mm。分布器離塔頂?shù)母叨葹?00mm,塔頂?shù)某F沫器高度為200mm, 引出管的高度200mm故w Ha=175+25+900+200+200=1500mmHb的計算 w 由上面求持液量高度h=mm,彎管式液體進口裝置的高度H=120+120+200=440mm故 Hb =1029.2+440+225=1694.2mmw 整塔高度的計算（除去支座）H=1500+1694.2+7000+80=1

11、0274.2mm10.3m(1)0.101pMPa當在操作壓力下12 113,1,0.18,2tMPaCmmCmm0.101 8002 0.22.55772 2 113 1 0.101idtpDCmmp （2）當出現(xiàn)液泛時，塔體內(nèi)將充滿液體水，此時w 11.3 0.110653MPaw w 圓整后取3mm81. 92 .998maxgh61012 113,1,0.18,2tMPaCmm CmmmmCppDtid592. 222 . 0110653. 011132800110653. 0 2筒體厚度w 故取 厚的Q235-B的鋼板制作筒體。w 同理可知， 厚度Q235-B的鋼板制作封頭。w 水壓

12、實驗的校核： 而 11.3 MPaw 因為Q235-B的屈服極限 將其帶入上式：w 水壓實驗滿足強度要求。23534()dnQBmmmm由 上 計 算 可 知 ， 根 據(jù) 此 值 ， 在材 料 中 允 許 的 最 小 厚 度所 以 ，與 封 頭 的 厚 度 一 樣4nmm4nmm()0.92TeTsePD 由81. 92 .998ghT110653. 0106420.181.82enCmm235sMPaMPaDPeeTT5 .2112359 . 037.2482. 12)82. 1800(110653. 02)(九九 法蘭的選取法蘭的選取w 法蘭具有較好的強度和緊密性，適度的尺寸范圍，在設備和

13、管道上都能應用，比較普遍，本設計主要采用的法蘭有：w HG20593 法蘭法蘭 PL40(B)-0.6RF Q235Aw 法蘭法蘭 T 800-0.25 GB4707-92 Q235Aw 法蘭 A 800-0.25 GB4707-92 Q235A十十 手孔手孔w 壓力容器開設手孔是為了檢查設備的內(nèi)部空間以及安裝和折卸設備的內(nèi)部構(gòu)件。w 手孔一般是250mm。本設計個在支撐板的上部開了一個，共三個，大小為150mm。w 旋柄快開手孔（JB590-64,P 2.5和2.6kg/）w 此處選用公稱壓力為2.5kg/,總重為38.1kg的I類材料（JB590-64-1）w 填料塔各接管的設計（接管的選

14、型，尺寸，接管形式，是否補強）1 氣體加入口的接管氣體加入口的接管w 接管外徑是325mm，查表得矢高h為32mm, 連接方式為焊接。此處需要補強，因為圓筒內(nèi)徑,開孔最大直徑d,故采用局部補強，采用補強圈補強.2.液體入口接管液體入口接管w 接管外徑45mm,查得矢高為0.5mm,連接方式為焊接。此處不需要補強 十一十一 封頭壁厚設計封頭壁厚設計w 本設計采用的是標準橢圓形封頭w 設計壁厚：w 同理可知， 厚度Q235-B的鋼板制作封頭w 水壓實驗的校核： w 而 11.3 MPaw w 因為Q235-B的屈服極限將其帶入上式：w w 水壓實驗滿足強度要求。mmCppDtid592.222.0

15、110653.011132800110653.024nmm()0.92TeTseP D 由81. 92 .998ghT110653. 0106420.181.82enCmmMPaDPeeTT5 .2112359 . 037.2482. 12)82. 1800(110653. 02)(十二十二 總質(zhì)量的計算和裙座的選取總質(zhì)量的計算和裙座的選取1.填料吸收塔塔體總質(zhì)量填料吸收塔塔體總質(zhì)量 w 1.填料吸收塔塔體總質(zhì)量：填料吸收塔塔體總質(zhì)量：w 塔的質(zhì)量塔的質(zhì)量.（不含封頭）（不含封頭）w DN=800mm, w 所以， w 3.封頭的質(zhì)量封頭的質(zhì)量w DN=800mm,w 即 54321mmmmmm附加質(zhì)量水壓試驗時水的質(zhì)量，填料質(zhì)量，為封頭質(zhì)量，為塔體質(zhì)量54321,mmmmm)(8,/6041不包括封頭的筒節(jié)，每米質(zhì)量為mLmkgqmmnkgqLm480860124,2523.9nmmhmmqkg直邊高度的橢圓形封頭，其質(zhì)量2222 23.947.8mqkg填料及附件質(zhì)量填料及附件質(zhì)量w 手孔約重25.3kg，（兩個），其他接口管和填料的質(zhì)量總和按913.09kg計算：w 水壓實驗的質(zhì)量 w 裙座