φ800气提塔设计（全套CAD图+说明书+开题报告+翻译）
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共65页)
编号：1670180
类型：共享资源
大小：2.44MB
格式：ZIP
上传时间：2017-09-04
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
30
积分
- 关 键 词：
-
气提塔
设计
全套
cad
说明书
仿单
开题
报告
讲演
呈文
翻译
- 资源描述：
-
- 内容简介：
-
800 气提塔设计 摘要： 填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相 。 强度校核部分是本次汽提塔设计中的重点，也是难点，他分为圆筒厚度校核，封头厚度校核，圆筒轴向力校核和圆筒稳定校核，塔设备压力试验时的应力校核，裙座轴向应力校核，基础环和地脚螺栓设计及校核，筋板设计及校核，盖板设计及校核。设计中个部分校核都必须合格，从而保障设计的科学合理性。 关键词 ： 填料塔；圆筒、封头；试验；校核 800 is on as a of is a a at of to or in of on of is to of by to no in in is in a in is of of in he of of of of be in to of 录 引 言 . 1 第 1 章 填料塔 . 2 装填料 . 2 整填料 . 2 内件 . 3 料吸收塔 . 3 料精馏塔 . 5 填料精馏塔的结构 . 5 填料精馏塔结构设计原则 . 5 料萃取塔 . 6 述 . 6 料萃取塔的特点 . 6 第 2 章 填料塔设计指标 . 7 料尺寸 . 7 料塔直径 . 8 料层高度 . 8 第 3 章 填料塔的附属结构 . 10 填料支承板 . 10 液体分布器 . 11 液体再分布器 . 12 保温层 . 13 沫器 . 13 座 . 14 扶梯、操作平台 . 16 其他 . 16 第 4 章 气提塔的计算及校核 . 17 筒体厚度计算及工作压力校核 . 17 据设计压力和液柱静压力确定计算压力 . 17 筒厚度的计算 . 17 筒工作压力校核 . 18 封头厚度计算及工作压力校核 . 19 头厚度的计算 . 19 头工作压力校核 . 20 荷分析 . 21 设备质量载荷计算 . 21 吊柱尺寸 . 24 座高度设计 . 25 振周期的计算 . 25 地震载荷与地震弯矩的计算 . 26 震弯矩的计算 . 29 载荷与风弯矩的计算 . 30 载荷的计算 . 30 弯矩的计算 . 34 心弯矩 . 35 大弯矩 . 35 度校核 . 36 筒轴向力校核和圆筒稳定校核 . 36 设备水压试验时的应力校核 . 39 裙座轴向应力校核 . 40 裙座轴向应力校核 . 40 础环和地脚螺栓及筋板的设计校核 . 42 板设 计及校核 . 47 座与塔壳的对接焊缝 . 48 他 . 48 文献翻译 . 50 参考文献 . 60 谢辞 . 61 第 1 页 共 65 页 引 言 气提塔 是使 用于气提 的 过程的塔器。气提过程 就 是 使 某一组分蒸汽分压 地 增大 而 破坏了原来蒸汽平衡 的 分压，引发液相中另一组分 得以 从液相中逸入气相 中的过程，也 叫做 蒸汽蒸馏，是一种较简单的蒸馏 的 方法，常用 于 蒸馏在常压下 的沸点较高或 者 在 它 沸点时易于分解物料，也 较 常用于高沸点物料与不 挥发杂质 的分离。为了实现 其 较为理想传质 的 过程， 经常于 管子另一 侧面提 供热量，使 得 气提组分 的 化合物分解所需 要 热量 获得 补充， 算 是一种传热传质类型塔器。 在这次设计中所要求设计气提塔， 其作用是用于分离煤油、轻柴油、重柴油，其于能源分离的方面应用较为广泛。 气 提 的 原理， 即于塔 内 输 入蒸汽， 以 降低油品油气分压， 得以 将较轻组分蒸发 除 去。 本质 就 是利用含 有 溶质低浓度气体 和 液体 相 接触， 因为 气相溶质分压低， 而 液相溶质向 汽 相传质。 在本次设计过程之中，我们依据所给的设计任务书，根据各类设计的标准，查阅了相关图册与标准文献及参考资料，从强 度计算、结构设计、工艺计算等各方面进行了综合的分析，设计出了合理结构的气提塔。所 设计主要的内容包括：塔设备工艺设计（进出口的接管和裙座、塔内径、封头）等等。并且对它进行了校核及强度计算，绘制其相关图纸等等。技术路线及方案：先进行热量的衡算及物料的衡算，然后开始塔设备尺寸的计算，最后进行校核强度的计算。 本次设计说明书是于邹芝芳老师与段小林老师指导下，于 卿德藩教授、冯晓康教授、李启成教授等 各个学科老师们精心的教育下，由肖方榜同学完成的。因为编者所掌握相关的设计知识确实有限，本说明书中内容多有错误与不足之处，恳 请各位老师们提出宝贵的意见，以便我补充与改正，于今后设计过程中得以不断进步。 第 2 页 共 65 页 第 1 章 填料塔 散装填料 散装填料又可以称之为颗粒填料，常以乱堆的形式装填于设备之内，所以也被称之为乱堆填料。其包括拉西环与其衍生填料，如单头螺旋环、双头螺旋环、三头螺旋环、十字隔环、勒辛环等等。从其形状，主要可以分为球形填料、鞍形填料、环形填料、环鞍形填料和一些其他类型的填料。当中环形填料可以包括鲍尔环、拉西环等等；鞍形填料就包括矩半环填料、鞍形填料也；环鞍形填料包括纳特环、 料与共轭环填料等；球形填料则包括 形填料、多面球填料。 整填料 规整填料就是一种塔内按均匀的几何图形排列、整齐的堆砌填料，其在整个塔的截面上由于几何形状的规则、均匀、对称，而规定了气液的流路，改善沟流与壁流的现象，压降可以变得很小。在相同能量和压降条件下，能比散装填料提供了更多比表面积，于相同容积之中依然可以达到更高传质和转热效果。因为它结构规则、均匀、对称性，其与散装填料拥有同样表面积时，它的空隙率更大，拥有更大通量，其综合处理的能力较散装填料塔与板式塔大得多。通过对其塔内件精心的设计、安装、制造和认真的操作和其规整填料 深入研究等等，就可以达到工业放大的效应较不明显。近几十年以来，规整填料在炼油、石油化工、香料工业、精细化工等领域中的众多塔器内得到了广泛的应用。规整填料主要是包括非金属板波纹填料、网波纹填料与金属板波纹填料等。 第 3 页 共 65 页 内件 塔内件就是填料塔组成的部分，其与塔体及填料一起组成一整个填料塔。它的功能就是发挥填料塔最大限度的生产能力与效率，而不是会限制了填料塔性能。所以塔内件好坏将直接影响到整个塔的性能。填料塔所谓的“放大效应”，也会有很大的影响在于塔内件。 塔内件最主要是包括了这几个部分：气体进料及分布、 液体分布、除沫、填料支撑、填料紧固、液体收集再分布、防壁流及进出料等装置； 料吸收塔 收过程的概述 根据气体混合物之中的各组分与液体溶剂之中的溶解度差异，可以将气体混合物中特定组分而转移于液体过程，称之为吸收，在医药、石油化工、环保等各行业之中应用广泛的化工单元的操作过程，吸收之中所使用溶剂称之为吸收剂，而溶质就是为之吸收的气体组分。 料塔内部的气液流动流体力学 料塔内部的流体流动状况 在传质的设备吸收与精馏等等分离的过程中应用填料塔，气相与液相通常 是以逆流方式进行的气液之间的接触。气液逆流的填料塔在操作的时候，与填料层内部，液体就借重力而沿着填料的表面呈膜状状态流下来，气体则自下而上通过填料层的流动通道的空隙，在填料表面与下降液膜间交互的作用就是影响了填料层的内部气相与液相流体的流动关键的因素，填料塔内部流体力学的主要特性包括了泛点、液降、持液量和载点等等。 第 4 页 共 65 页 料塔的泛点气速 从载点之后，气相与液相交互的作用越发强烈。在气液量所达到特定值的时候，两相之间交互的作用的恶性发展结果就会造成液泛现象出现。这时上升的气流对液流曳力逐渐变大到能 够阻止液体的下流，这时液体充满了填料层的空隙，而气体只能够鼓泡才得以上升。在压降的曲线上，就出现了液泛的现象标志就是压降的曲线近乎于垂直，而压降的曲线较为明显变成垂直的那一个转折点就称为泛点。液 泛就是填料塔极限操作的状态，准确地估算了泛点气速对填料塔操作与设计都十分的重要，将会直接的影响到精馏塔底的温度计算和该吸收塔填料塔送风机的选取。而最大的操作气速可以认为是 95的泛点气速，但是经济可靠的是70左右的最大操作气速泛点，即就是在载点的左右。 料塔的压降 如果要 反映填料层 的 阻力压降随 着 填 料类型与尺寸 的 不同而 法师 变化， 就 需要 针 对各类尺寸 的 填料 实行 实测 从而获 得压力降曲线。 鞍形填料、拉西环、鲍尔环等 可以 适用于乱堆颗粒型填料， 而在 其上还绘制格栅填料 与 整砌拉西环的泛点曲线。 根据压降填料因子或两相流动参数 与 填料因子， 从 纵坐标 与 横坐标值算出，就 可 以 按 照 等线 而 求出，但 是 在 1 因此可以取设计的压力为 )( p 筒厚度计算 本设计的筒体材料采用 因是 焊性和塑性都比较好，同时价格便宜，通常用于制造低压的容器。 低压容器圆筒厚度的计算式为： Ct iC 2根据过程设备设计钢板的许用应力，可知 厚度 在 6 16造设计的温度为 350的时候， 其许用的应力为 t =92 根据过程设备设计钢制压力容器焊接接头系数 值，采用双面焊从而使焊缝更紧密，容器得以正常工作。 值取 t 、 各值代入上式就得： 第 18 页 共 65 页 Ct iC 20 . 2 2 6 0 02 9 2 0 . 8 5 0 . 2 20 . 8 5 ( ) 按照钢制压力容器（ 规定：对与低合金的钢制容器，最小厚度应不小于 3不包括腐蚀裕量）。所以取 3 。 圆筒的设计厚度 ，而其中 21 当中 2C 是腐蚀裕量，于无特殊腐蚀条件下， 碳素钢，针对低合金钢与碳素钢， 2C 不应小于 1所以取 2C =2 1C 是钢材的厚度负偏差，在使用之中钢板的厚度如果超过 5时候（如 16 16）可以取 1C =0， 因为0 3 2 5d C m m ，其中12 2 0 2C C C m m 。 圆筒设计的厚度为 3 2 5d C m m 查 过程设备设计薄管板厚度 可 知： 当 公称直径为 800，管板厚度为 12以 ， 可以 取圆筒 的 名义厚度 就 为n=12因此圆筒的有效厚度e=n C=10 2 8 筒工作压力的校核 圆筒的应力强度的判别式是： () 2i 而在设计温度条件下圆筒计算的应力为： ()20 . 2 2 ( 6 0 0 8 )288 . 3 6 ( )t c i p a 第 19 页 共 65 页 而 9 2 0 . 8 5 7 8 . 2t M p a M p a 显然有： =圆筒最大允许的工作压力为： 2 2 8 9 2 0 . 8 56 0 0 82 . 0 6p aM p a 友压力计算可得工作压力为 0 0 . 2 2 M p a 因此筒体的设计符合在使用后的强度要求，所以安全。 封头厚度的计算及工作压力的校核 头厚度计算 采用标准的椭圆型封头，形状系数为 K=1 22 又00得50头的厚度公式为： 1 0 . 2 2 6 0 0 0 . 8 52 9 2 0 . 8 5 0 . 5 0 . 2 22 0 . 5t D 对于低合金钢制容器，最小 厚度应不小于 3不包括腐蚀裕量）。 所以，封头的设计厚度h+C =3 +25 封头名的义厚度圆筒是一样的，故取为 12所以，封头的有效厚度为C =1 0 2 8 ( ) 查化工容器及设备简明设计手册可知：公称的直径为 00圆 第 20 页 共 65 页 形的封头， 曲面高度 150ih 直边高度2 50h 容积 头工作压力的校核 封头 1 的校核 封头的有效厚度为 1 0 2 8 ( )h e h n C m m 椭圆形封头最大允许的工作压力为： 2 0 . 52 9 2 0 . 8 5 81 6 0 0 0 . 5 82 . 0 7p aM p a 且111 当中，1 之间距离。 可知110 . 2 20 . 2 2c d c cp p p M p ap p M p ap p p 因此封头 1 的设计可以满足工作的要求，故安全。 封头 2 的校核 同 1 的校核， 2 p a 21=w c cp p p因此封头 2 的设计可以满足工作的要求，故也安全。 同理可知，封头 3 与封头 4 可以用同样的方法进行校核后，都满足工作的要求，故都安全。 第 21 页 共 65 页 荷的分析 设备的质量载荷计算 塔设备在正常操作时的质量 )(0 ea 05040302010于水压试验的时候的最大质量 )( 04030201m a x 于检修的时候的最小质量 )(ea 04030201m i n 塔体、座的质量； 02m 塔内件如填料或塔盘的质量； 03m 保温的材料质量； 04m 扶梯及操作平台的质量； 05m 操作时物 料的质量； 其他附件质量； 在水压试验时充水质量； 偏心载荷。 （ 1）、塔体的总质量 塔体的总高度 H=化工容器及设备简明设计手册可知：直径 000圆形封头， 曲面高度为 150ih 直边高度为2 50h 容积为 查筒体的容积、面积和质量表格，可知筒体的公称直径为 每米高碳素钢板的理论质量是 240 根据化工容器及设备简明设计手册可知公称直径为 厚度 第 22 页 共 65 页 所以，塔体总质量为： 01 3 0 . 6 4 3 7 . 7 1 7 . 6 3 2 ( 0 . 1 5 0 . 0 5 0 . 0 1 ) 2 1 7 . 2 1 2 3 0 . 6 2 3 7 . 7 6 0 2 . 1 ( ) k g （ 2）、 塔内件的质量02m： 塔内件的质量主要系填料的质量，其它质量均可以忽略不计，因此塔内件得不质量为填02根据第二章中 表 238 3m ，本次设计中填料可以分为两段，每段的高度 塔段内件质量为02m： 02221245 3 8 0 . 6 3 . 5 241 0 6 4 . 3m 填（ 3）、 保温材料的质量为03m： 故可以取保温层的厚度S=100据化工设备基础设计指导书其中塔设备的部分零件的质量载荷的估算表 可知：保温层的质量载荷是 300 3/ 查化工容器及设备简明设计手册可知：公称直径 00圆形的封头， 曲面高度 150ih 直边高度2 50h 容积 ，以保温层的外径作为内径 椭圆形的封头容积 m 。 故 22 ,0 3 2 0 3222 2 2 ( ) 240 . 6 2 0 . 0 1 2 0 . 1 0 . 6 2 0 . 0 1 1 7 . 2 1 2 3 0 0 2 ( 0 . 0 8 7 1 0 . 0 4 2 5 ) 3 0 041 1 9 4 . 2i n s i n t D H H 第 23 页 共 65 页 上式中的 ,03（ 4）、 平台、扶梯的质量04m： 查塔设备的部分零件的质量载荷的估算表，可知：钢制平台的质量为2/150 p ，笼式扶梯的质量 /40 塔总高 笼式扶梯的总高取 7m 本次设计所设置的本平台数 n 为 8 个 所以扶梯、平台质量为04m： 220 4 3 42 2 2 2 2 2 0 . 54 i n i n P F K K D n q q H 220 . 6 2 0 . 0 1 2 0 . 1 2 0 . 9 0 . 6 2 0 . 0 1 2 0 . 1 0 . 5 8 1 5 0 4 0 1 74 3596 （ 5）、在操作时塔内不物料的质量为05一个部分的筒体部分长为0 根据前面设计的说明可知：封头的容积为 ，陶瓷所制的矩鞍形填料空隙率为 ，且每段的填料层的高度为1 以在 操作时的塔内的物料最大得质量为05 20 5 0 1 0 12 2 24 0 . 6 5 . 5 3 . 5 3 . 5 0 . 7 8 2 0 . 0 4 2 5 2 9 4 0 242 6 7 6 . 5 H H H （ 6）、法兰、接管、人孔等附件的质量为( . 2 5 6 0 2 . 1 1 5 0 . 5 ( ) （ 7）、充液的质量为 24 页 共 65 页 20 1 02 2 24 0 . 6 5 . 5 3 . 5 3 . 5 0 . 7 8 2 0 . 0 4 2 5 2 1 0 0 0 242 8 4 7 . 4w i H H H 水故： 塔的自重： 0 0 1 0 2 0 46 0 2 . 1 1 0 6 4 . 3 3 5 9 6 1 5 0 . 55413m m m m 塔正常操作的操作的质量： 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 56 0 2 . 1 1 0 6 4 . 3 1 1 9 4 . 2 3 5 9 6 1 5 0 . 56 6 0 7 ( )m m m m m m 塔于停工检修的时候的最小质量： m i n 0 1 0 2 0 3 0 40 . 26 0 2 . 1 0 . 2 1 0 6 4 . 3 1 1 9 4 . 2 3 5 9 6 1 5 0 . 55 7 5 5 6 . 6 ( )m m m m m 塔于水压试验的时候最大的质量： m a x 0 1 0 2 0 3 0 46 0 2 . 1 1 0 6 4 . 3 1 1 9 4 . 2 3 3 6 1 . 6 2 8 4 7 . 4 1 5 0 . 59 2 2 0 ( )w a em m m m m m m 柱的尺寸 室外 整体塔，如果高度超过 15m 是，一般应设置吊柱于塔顶。查塔设备吊柱的结构图，由表 柱主要的结构参数的选取： 表 柱的主要参数 S L H R e 1l 800 3150 1000 168 10 750 250 110 第 25 页 共 65 页 按照吊柱的结构图与它的参数，可以计算得出除吊柱外塔高度 121( 2 )213 4 0 0 ( 2 1 9 2 1 0 ) 1 0 0 0 1 2 0 4 0 1 5 022 2 1 0 ( ) H l h 因为通常要求塔顶与吊柱吊钩间的距离要在 1000上，因此吊柱的尺寸选择是合理的。 1 7 . 6 3 2 2 . 2 1 1 5 . 4 2 2 ( ) h m 座高度设计 由之前可知裙座选用材料为 3) 根据任务要求的总塔高，确定裙座的高度。因为封头厚为 边高为 边的高为 设计分配的计划之中，塔之中的两段反应部分的高度都是 间的连接的筒体高为 1m。 故，裙座的高度就为： 0 . 0 1 0 . 1 5 0 . 0 5 2 5 . 5 1 3 . 2 1 2 ( )tH q H m 振周期计算 我们一般在不考虑外部的接管限制作用以及平台和地基的变形影响情况之下来剖析塔震动的时候，由此我们把塔看做是一个固定底部刚性并且顶端自由，沿着高度而连续质量分布地悬臂梁，它的关于基本的振型自震周期为 30139 0 . 3 3 1 0c 公式之中， H 塔总高， 0m 塔于操作的时候总质量， 第 26 页 共 65 页 E 塔壁材料弹性模量， 筒壁厚， 内径， 从上面计算我们可以知到： =10 从 们可以查到得： 性模量在位于 350的时候为31 7 3 1 0E M p a ， 3331 336 6 0 7 1 7 . 6 3 2 1 09 0 . 3 3 1 7 . 6 3 2 1 0 1 01 7 3 1 0 1 0 6 0 00 . 8 9 地震弯矩与地震载荷计算 塔做为 悬臂梁而在发生了地震的时候，由于地震的载荷而发生了弯曲变形。我们必须要考虑塔设备的的抗振能力当我们将其安装与 7或以上的地震烈度的地区并且要将其震载荷计算出来。 图 震载荷 因为塔设备的高为 ,所以我们可以把他分成分 3 段， 将作用于这一段高度的二分之一处集中质量当做每一段高度间的质量， 所以 2500第 27 页 共 65 页 25002632别为每一段的高度。所以最开始，我们需要选取包括危险截面在内的计算截面。 012别为它的计算截面，且 012 查 过程设备设计我们可以知道水平的震力公式是： pF m g 集中于单质点质量， g 重力的加速度， 2/ 地震影响系数，根据过程设备设计图 7知， 不应该小于0
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号