旋風(fēng)分離器設(shè)計 馬風(fēng)云

分離器設(shè)計PAGEPAGE17新疆工程學(xué)院課程設(shè)計說明書題目名稱：化工機械設(shè)備課程設(shè)計系部：化學(xué)與環(huán)境工程系專業(yè)班級：應(yīng)化11-6（3）班學(xué)生姓名：吳浩指導(dǎo)教師：趙寶平完成日期：2014年1月3日新疆工程學(xué)院課程設(shè)計評定意見設(shè)計題目：旋風(fēng)分離器學(xué)生姓名：吳浩評定意見：評定成績：指導(dǎo)教師（簽名）：年月日新疆工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書2013學(xué)年2學(xué)期2013年12月26日專業(yè)應(yīng)用化工班級3班課程名稱化工機械設(shè)備設(shè)計題目旋風(fēng)分離器指導(dǎo)教師趙寶平起止時間2013.12.23-2014.1.6周數(shù)兩周設(shè)計地點南昌路校區(qū)設(shè)計目的：1學(xué)會從資料、手冊中查找相關(guān)的計算公式和數(shù)據(jù)；2；進行一系列的精餾單元過程的計算，并通過準確、嚴密的分析、論證，表達出自己的設(shè)計思想；3能根據(jù)工藝計算結(jié)果確定精餾塔的結(jié)構(gòu)尺寸；4能根據(jù)自己對設(shè)備的安排和計算結(jié)果，對設(shè)備內(nèi)所進行的過程進行流體力學(xué)條件的校核；5能從理論上的正確性、技術(shù)上的可能性和經(jīng)濟上的合理性等方面對設(shè)計結(jié)果進行可行性和先進性的評價；6學(xué)習(xí)繪制設(shè)備的工藝條件圖及簡單設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；7學(xué)習(xí)編制設(shè)計說明書。設(shè)計任務(wù)或主要技術(shù)指標：內(nèi)筒：設(shè)計壓力為-0.1Mpa，最高工作壓力為-0.1Mpa，設(shè)計溫度為185℃

，設(shè)備主要材質(zhì)為SUS316L，設(shè)備容積為0.3m3，介質(zhì)名稱為GS.夾套：設(shè)計壓力1.0，設(shè)計溫度185，介質(zhì)名稱蒸汽，設(shè)備主要材質(zhì)20R設(shè)計進度與要求：1、12月23~24日搜集有關(guān)精餾塔設(shè)計的資料；2、12月24~29日完成精餾塔的設(shè)計以及相關(guān)計算；3、1月3日完成設(shè)計說明書的編制、打印、排版；4、1月5~6日完成繪圖等全過程，上交說明書，答辯。主要參考書及參考資料：1.

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常用化工單元設(shè)備的設(shè)計.

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北京：化學(xué)工業(yè)出版社，

2009.：教研室主任（簽名）系（部）主任（簽名）年月日前言旋風(fēng)分離器設(shè)備的主要功能是盡可能除去輸送介質(zhì)氣體中攜帶的固體顆粒雜質(zhì)和液滴，達到氣固液分離，以保證管道及設(shè)備的正常運行。旋風(fēng)分離器采用立式圓筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)部沿軸向分為集液區(qū)、旋風(fēng)分離區(qū)、凈化室區(qū)等。內(nèi)裝旋風(fēng)子構(gòu)件，按圓周方向均勻排布亦通過上下管板固定；設(shè)備采用裙座支撐，封頭采用耐高壓橢圓型封頭。設(shè)備管口提供配對的法蘭、螺栓、墊片等。通常，氣體入口設(shè)計分三種形式：a)上部進氣b)中部進氣c)下部進氣對于濕氣來說，我們常采用下部進氣方案，因為下部進氣可以利用設(shè)備下部空間，對直徑大于300μm或500μm的液滴進行預(yù)分離以減輕旋風(fēng)部分的負荷。而對于干氣常采用中部進氣或上部進氣。上部進氣配氣均勻，但設(shè)備直徑和設(shè)備高度都將增大，投資較高；而中部進氣可以降低設(shè)備高度和降低造價。編輯本段應(yīng)用范圍及特點。旋風(fēng)除塵器適用于凈化大于1-3微米的非粘性、非纖維的干燥粉塵。它是一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、耐高溫、設(shè)備費用和阻力較高（80～160毫米水柱）的凈化設(shè)備，旋風(fēng)除塵器在凈化設(shè)備中應(yīng)用得最為廣泛。改進型的旋風(fēng)分離器在部分裝置中可以取代尾氣過濾設(shè)備。分離原理有兩種：一、利用組分質(zhì)量（重量）不同對混合物進行分離（如分離方法1、2、3、6）。二、利用分散系粒子大小不同對混合物進行分離（如分離方法4、5）。分離方法有：1、重力沉降：由于氣體與液體的密度不同，液體在與氣體一起流動時，液體會受到重力的作用，產(chǎn)生一個向下的速度，而氣體仍然朝著原來的方向流動，也就是說液體與氣體在重力場中有分離的傾向，向下的液體附著在壁面上匯集在一起通過排放管排出。2、折流分離：由于氣體與液體的密度不同，液體與氣體混合一起流動時，如果遇到阻擋，氣體會折流而走，而液體由于慣性，繼續(xù)有一個向前的速度，向前的液體附著在阻擋壁面上由于重力的作用向下匯集到一起，通過排放管排出。3、離心力分離：由于氣體與液體的密度不同，液體與氣體混合一起旋轉(zhuǎn)流動時，液體受到的離心力大于氣體，所以液體有離心分離的傾向，液體附著在分離壁面上由于重力的作用向下匯集到一起，通過排放管排出。4、絲網(wǎng)分離：由于氣體與液體的微粒大小不同，液體與氣體混合一起流動時，如果必須通過絲網(wǎng)，就象過篩一樣，氣體通過了，而液體被攔截而留在絲網(wǎng)上，并在重力的作用下下流至分離器底部排出。5、超濾分離：由于氣體與液體的微粒大小不同，液體與氣體混合一起流動時，如果必須通過微孔過濾，就象過篩一樣，氣體通過了，而液體被攔截而留在微孔過濾器上，并在重力的作用下下流至分離器底部排出。6、填料分離：由于氣體與液體的密度不同，液體與氣體混合一起流動時，如果遇到阻擋，氣體會折流而走，而液體由于慣性，繼續(xù)有一個向前的速度，向前的液體附著在阻擋填料表面上由于重力的作用向下匯集到一起，通過排放管排出。目錄1、 罐體壁厚設(shè)計 61.1夾套壁厚 61.2內(nèi)筒壁厚 72、 封頭厚度設(shè)計 72.1下部封頭厚度計算 72.1.1夾套封頭厚度 72.1.2內(nèi)筒封頭厚度 82.2上封頭厚度計算 92.3平板封頭厚度 93、 接管 93.1管 93.1.1管徑計算 103.1.2接管補強 103.2蒸汽進口和蒸汽出口管、 114、 法蘭 115、 吊耳 125.1吊耳的作用是為了承受上面平板封頭和錐形封頭的重量 125.2確定吊耳的圓孔半徑和長度 126、 耳座 126.1設(shè)備總質(zhì)量 126.2確定耳座的型號 147、 總結(jié) 148、 附表 16致謝信 17摘要:壓力容器是一種能夠承受壓力負載的密閉容器，一般說來，承受氣態(tài)或液態(tài)介質(zhì)壓力的密閉容器都屬于壓力容器，壓力容器的用途極為廣泛，它在工業(yè)，民用，軍工及科研等諸領(lǐng)域中具有重要的地位和作用。其中在化工與石油化工中應(yīng)用最多，僅在石油化工中應(yīng)用的壓力容器就占全部壓力容器總數(shù)的50%左右。壓力容器在化工與石油化工領(lǐng)域主要用于傳熱，傳質(zhì)，反應(yīng)等工藝流程，以及貯存，運輸由壓力的氣體，在其他工業(yè)和民用領(lǐng)域亦有廣泛應(yīng)用，如空氣壓縮機，各類專用壓縮機，冷卻器，緩沖器，油水分離器，貯氣罐，蒸發(fā)器，液體冷凍劑貯罐等。關(guān)鍵詞：壓力容器、強度校核、補強罐體壁厚設(shè)計1.1夾套壁厚壁厚δ根據(jù)式根據(jù)條件，設(shè)計壓力查表根據(jù)內(nèi)差法求的（雙面焊對接接頭，100%無損檢測表12-8）介質(zhì)為蒸汽，無腐蝕。取根據(jù)，由圖4查表得又該值大于名義厚度6%，所以鋼板厚度負偏差圓整后取確定選用厚的20R鋼制作夾套壁。1.2內(nèi)筒壁厚（1）假設(shè)筒體名義壁厚為筒體有效壁厚則，，＞20（2）在圖1的左方找出的點，將其水平右移，與的線交于一點，再將點垂直下移，在圖的一方得到。（3）在圖2的下方找到系數(shù)所對應(yīng)的點，此點落在材料溫度線的左方。用式顯然＞，故符合要求。確定選用的鋼制作內(nèi)筒壁封頭厚度設(shè)計2.1下部封頭厚度計算2.1.1夾套封頭厚度（1）計算封頭厚度厚度按式計算由圖可計算取，，于是同前故圓整后取確定選用厚的鋼制作夾套封頭（2）校核罐體與封頭氣壓試驗強度根據(jù)式因為＜，所以氣壓試驗強度足夠。2.1.2內(nèi)筒封頭厚度（1）假設(shè)封頭名義厚度筒體有效壁厚則，，＞20（2）在圖1查表得系數(shù)（3）在圖2查表得系數(shù)（4）計算顯然＞，故符合要求。確定用的鋼制作內(nèi)筒的錐形封頭，查表3不需要加強。2.2上封頭厚度計算（1）假設(shè)封頭有效壁厚則，（2）在圖1查表得出系數(shù)（3）在圖2查表得出系數(shù)（4）顯然＞，故符合要求。確定用的鋼制作上錐形封頭，查表3需要加強。（5）加強段計算厚度式中Q為系數(shù)，其值由圖4查表得則即加強圈厚度為2.3平板封頭厚度由于采用周邊簡支，取。計算圓整后取確定平板封頭采用的鋼板接管3.1管3.1.1管徑計算（1）；假設(shè)；，（2）在圖1查得（3）在圖2查得（4）根據(jù)下式計算許用外壓力:（5）即進氣口管采用，L為440mm鋼管，伸入筒體300mm，需要補強。3.1.2接管補強（1）確定殼體和接管的計算厚度及開孔直徑。由已知條件知，殼體計算厚度，接管計算厚度為開孔直徑為（2）確定殼體和接管實際厚度開孔有效補強寬度及外側(cè)有效補強高度，已知殼體名義厚度，補強部分厚度，接管有效補強寬度為接管外側(cè)有效補強高度為計算需要的金屬面積和可以作為補強的金屬面積，需要補強的金屬面積為可作為補強的金屬面積為（4）（5）比較與,，同時考慮，接管與殼體焊縫面積之后，該開孔接管補強足夠。3.2蒸汽進口和蒸汽出口管、(1)，，假設(shè)，，,（2）在圖1查得（3）在圖2查出（4）安下士計算許用外壓力:（5），即蒸汽進口管和蒸汽出口管，采用，為鋼管，伸入筒體少許。（6）因為，eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)兩相鄰開孔距離大于兩孔直徑之和的兩倍eq\o\ac(○,3)接管外徑eq\o\ac(○,4)所以不需補強。法蘭法蘭型號:80-1.6法蘭型號:100-1.6法蘭型號:120-1.6法蘭型號:30-1.6法蘭型號:30-1.6吊耳5.1吊耳的作用是為了承受上面平板封頭和錐形封頭的重量-平板封頭質(zhì)量-錐形封頭質(zhì)量吊耳則需滿足條件，即，則5.2確定吊耳的圓孔半徑和長度，則。需。即確定吊耳選用長為，圓孔半徑為，厚度為材料為鋼。耳座6.1設(shè)備總質(zhì)量式中-內(nèi)筒質(zhì)量-夾套質(zhì)量-的質(zhì)量-附件質(zhì)量（1）內(nèi)筒質(zhì)量，，，則(2)夾套質(zhì)量，，，則(3)質(zhì)量其中。裝置系數(shù)，取則(4)附件質(zhì)量主要為接管質(zhì)量，法蘭質(zhì)量和吊耳承受的質(zhì)量（5）設(shè)備總質(zhì)量6.2確定耳座的型號耳式支座實際承受載荷安下式計算式中-支座實際承受的載荷，-設(shè)備質(zhì)量，-支座數(shù)量-不均勻系數(shù)，安裝3個以上支座是，取則標記為4725-92,耳座選用鋼確定支座的材料選用鋼總結(jié)1、選用厚的鋼制作夾套壁2、選用的鋼制作內(nèi)筒壁3、選用厚的鋼制作夾套封頭4、選用的鋼制作內(nèi)筒的錐形封頭5、選用的鋼制作上錐形封頭，加強圈厚度為6、進氣口管N3采用，L為440mm鋼管，伸入筒體300mm，需要補強，有效補強高度為，補強的金屬面積為7、，采用，為鋼管，伸入筒體少許。8、法蘭型號:80-1.69、法蘭型號:100-1.610、法蘭型號:120-1.611、法蘭型號:30-1.612、法蘭型號:30-1.613、吊耳選用長為，圓孔半徑為，厚度為材料為鋼。14、標記為4725-92,耳座，材料：鋼15、支座選用鋼附表致謝信首先我要感謝趙寶平老師在課程設(shè)計上給予我的指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次報告的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術(shù)上的難題，讓我能把系統(tǒng)做得更加完善。在此期間，我