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聚丙烯工艺设计毕业论文目 录1 前言11.1 聚丙烯工艺简介11.2 脱硫技术及设备简介11.3 用zno填料塔脱除硫成份22 设计方案简介32.1 装置流程的确定32.2 脱硫的规格33 工艺计算53.1 吸附剂用量的确定53.1.1 基本工艺参数53.1.2 吸附剂用量计算53.2 膨胀床表观流速73.2.1吸附剂沉降速度计算73.2.2校核雷诺数73.2.3确定表观流速73.3 吸收器的工艺尺寸的计算83.3.1 吸附器塔径计算83.3.2 吸附剂填料层高度计算83.4 填料塔内部零件的选择83.4.1 填料的支承装置及液体分布装置93.4.2 填料的压紧装置93.4.3 除沫器104 塔体上的附件的计算及选型114.1 人孔、手孔114.2 填料塔接管尺寸计算114.2.1 进料管径的计算114.2.2 出料管径的计算124.3 法兰的选取134.4 吊柱的选择134.5 平台、扶梯的选择144.6 开孔补强144.6.1 开孔补强原则144.6.2 底部进料管的开孔补强计算174.6.3 顶部出料管的开孔补强计算194.6.4 人孔的开孔补强计算195 吸附器的机械设计235.1 塔设备的机械设计简介235.2 塔的基本参数245.3 按设计压力计算塔体和封头的壁厚245.4 塔的高度计算255.5 设备质量计算265.5.1 塔体和裙座的质量265.5.2 塔内构件质量275.5.3 人孔、法兰、接管与附属物质量285.5.4 保温材料质量285.5.5 平台、扶梯的质量285.5.6 操作时塔内物料质量295.5.7 充水质量295.5.8 全塔操作质量295.5.9 全塔最小质量305.5.10 全塔最大质量305.6 塔的自振周期计算305.7 地震载荷计算315.7.1 确定危险截面315.7.2 地震影响系数315.7.3 地震弯矩325.8 风载荷计算335.8.1 风力计算335.8.2 风弯矩计算345.9 各项载荷引起的轴向应力355.9.1 计算压力引起的轴向拉应力355.9.2 质量载荷引起的轴向压应力355.9.3 最大弯矩引起的轴向应力375.10 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核385.10.1 筒体的强度校核385.10.2 筒体的稳定性校核385.10.3 裙座的稳定性校核395.11 筒体和裙座水压试验应力校核395.11.1 筒体水压试验应力校核395.11.2 裙座水压试验应力校核405.12 基础环设计415.12.1 基础环的尺寸415.12.2 基础环的应力校核425.12.3 基础环厚度425.13 地脚螺栓435.13.1 地脚螺栓承受的最大拉应力435.13.2 地脚螺栓直径446 总结45符号说明47致谢50参考文献49外文翻译51附件6262北方民族大学过程装备与控制工程专业2009届本科生毕业设计第一章 前 言1.1 轻汽油醚化工艺简介随着人类环境保护意识的增强，对车用汽油的质量提出了更高的要求，无铅、高辛烷值、低蒸气压、低烯烃、低芳烃和含氧量是目前汽油质量的发展趋势。催化裂化汽油(简称FCC汽油) 是我国车用汽油的主要组分，提高催化裂化汽油质量是提高车用汽油质量的关键。采用轻汽油醚化技术可以显著地提高催化裂化汽油的质量，可以使催化汽油中烯烃的含量降低46%，同时可以降低催化汽油的蒸汽压。研究开发FCC汽油醚化技术，为我国炼厂汽油的合理利用提供一条新的途径，同时可生产出品质稳定、性能优良、符合环保法规的清洁汽油。随着FCC汽油醚化技术应用到车用汽油生产，会使汽油中的烯烃含量相应降低，致使汽油排放物达到国家环保法规的要求，逐步缩小发达国家的差距。在我国加快推广和应用FCC轻汽油醚化技术便显得及其重要。目前，国内外较成熟的FCC轻汽油醚化工艺有Nexte公司的Nex TAME工艺、Snamprogetti公司的DET工艺、美国CDTECH公司的催化精馏工艺、Mobil公司的轻汽油醚化工艺、我国兰州石化公司的FCC轻汽油醚化工艺等。其中，国内第一套FCC轻汽油醚化工业生产装置于1994年在抚顺石油化工公司投产。1.2 吸附技术及设备简介1吸附器是装有吸附剂实现对气体、液体分子吸着的设备。按吸附器操作时吸附剂的运动状态，吸附器分为固定床吸附器、流化床吸附器、移动床吸附器以及膨胀床吸附器。膨胀床吸附是在流化床的基础上发展起来的，能在床层膨松状态下实现平推流的扩张床吸附技术。膨胀床吸附与固定床吸附和流化床吸附不同。固定床吸附料液是从床层上部的液体分布器流经层析介质层，从床层的下部流出，流体在介质层中基本上呈平推流，返混较小，柱效率高，但固定床无法处理含颗粒的料液，因为它会堵塞床层，造成压力降增大而最终操作无法进行；流化床虽能直接吸附含颗粒的料液，但存在较严重的返混，引起分离效率下降；膨胀床吸附综合了固定床和流化床吸附的优点，使介质颗粒按自身的物理性质相对稳定地处在床层中的一定层次上实现稳定分级，而流体保持平推流的形式流过床层，同时介质颗粒间有较大的空隙，使料液中的固体颗粒能顺利通过床层。膨胀床设备与固定床一样，包括吸附剂和上下两个液体分布器。上端液体分布器应易于调节位置，下端液体分布器要保证床层中实现平推流。液体分布器的结构有两种：有机或无机材料的烧结圆盘，下接一个半球形的入口；叠合形筛网。1.3 用膨胀床吸附器吸附碱性氮化物选题工艺为固定床+催化蒸馏工艺，固定床醚化反应转化率在65%左右，加上催化蒸馏塔醚化反应转化率，达到90%以上。使用的催化剂为丹东化工三厂生产的D005-1型强酸性阳离子交换树脂，催化剂寿命约半年，催化剂不再生。为了延长催化剂的使用寿命，在催化裂化轻汽油进入醚化反应器前必须将碱性氮化物除掉，而吸附法是最简便有效的方法之一。油品中碱性氮化物主要有喹啉、异喹啉、吡啶系等。吸附法脱除碱性氮化物采用离子交换树脂，在膨胀床吸附器中进行，碱性氮化物脱除率在90%以上，残余碱性氮小于。树脂催化剂具有吸附性，在醚化改质过程中能吸收汽油中的部分碱性氮化物。选用膨胀床吸附，无需预先除去料液中的颗粒而可以直接从料液中吸附目标产物。第二章 设计方案简介2.1 装置流程的确定从分馏系统来的初馏点75的轻汽油与从罐区来的甲醇经静态混合器混合后，从吸附器底部进入吸附器，轻汽油在吸附器内除去碱性氮化物后从吸附器顶部出来。当吸附器中的吸附剂活性不能满足反应要求时，吸附器可独立切换出来更换吸附剂。从吸附器顶部出来净化后的轻汽油经反应进料加热器加热至5060后从预反应器底部进入预反应器，自下而上经催化剂床层发生初步预反应，预反应产物从顶部出来。从预反应器顶部出来的预反应产物从底部进入第一反应器，第一反应器反应产物从第一反应器顶部出来后从底部进入第二反应器，第二反应器反应产物从第二反应器顶部出来与重汽油混合后，经醚化混和汽油冷却器冷却至40送出装置。两台反应器可以串联使用也可以并联使用，以提高操作的灵活性。当其中任一台反应器中的催化剂活性不能满足反应要求时，该反应器可独立切换出来更换催化剂。2.2 吸附剂的规格树脂催化剂具有吸附性，在醚化改质过程中能吸收汽油中的部分碱性氮化物。根据本设计要求，采用离子树脂作吸附剂。吸附剂规格见表2-1。表2-1吸附剂规格指标名称指标值全交换容量 mmol/g（干）H+4.70含水量 （%）405堆密度 （g/ml）0.70-0.80强 度 %95粒 度 mm0.315-1.25外 观驼褐色球状颗粒第三章 工艺计算3.1 吸附剂用量的确定3.1.1 基本工艺参数表3-1 吸附器进料的基本参数表物流名称重量流量粘度密度平均摩尔质量反应进料103250.269469063轻 汽 油87500.223667972.8甲 醇15750.451773.232表3-2 吸附器的操作条件表项目温度压力MPa空速svh-1开工时间Th顶部底部床层温升顶部底部床层压降吸附器4040020.90.950.053.280003.1.2 吸附剂用量计算3.1.2.1 湿态离子交换容量2 （3-1） 式中：单位体积湿树脂交换容量，单位质量干树脂交换容量，湿态离子含水量，树脂堆密度，取。3.1.2.2 进料的体积流量 （3-2）式中：进料的质量流量，进料的密度，3.1.2.3 单台设备离子交换树脂的用量3树脂的总吸附量 （3-3）式中：交换罐中树脂对产品的总吸附量，树脂床总体积, 树脂的交换容量，；进料中的碱性氮化物被树脂吸附量 （3-4）式中：进料中的碱性氮化物被树脂吸附量，体积流量， 操作时间，进口液体中碱性氮化物的浓度，出口液体中碱性氮化物的浓度，由，得单台设备树脂床体积 （3-5）圆整取。两台吸附器切换使用，吸附剂使用寿命半年，不可再生。3.2 膨胀床表观流速3.2.1 吸附剂沉降速度计算按照阿伦区计算吸附剂颗粒沉降速度4 （3-6）式中： 吸附剂沉降速度，m/s吸附剂颗粒直径，m吸附剂堆密度，kg/m3反应进料密度，kg/m3反应进料粘度，3.2.2 校核雷诺数4 （3-7）雷诺数在阿伦区，故沉降速度满足条件。3.2.3 确定表观流速参照流化床表观流速取值范围5 （3-8）取膨胀床表观流速系数为，则膨胀床表观流速为 （3-9）式中：膨胀床表观流速，m/h3.3 吸收器的工艺尺寸的计算3.3.1 吸附器塔径计算5 （3-10）式中：吸附器内径，m体积流量，；取标准塔径。3.3.2 吸附剂填料层高度计算5 （3-11）式中：吸附剂填料层高度，m空速，3.4 填料塔内部零件的选择吸附器内件包括：填料支承装置、液体分布装置、填料压紧装置、液体过滤器。3.4.1 填料的支承装置及液体分布装置填料支承结构必须满足2个条件：（1）应具有足够的强度和刚度，能承受填料的质量，填料层的持液量以及操作中的附加压力；（2）应当防止树脂泄漏并保证料液顺畅流过。对液体分布器的要求：（1）使液体初始分布均匀；（2）使气流有很大的自由流通截面；（3）不易堵塞，不夹带液体，装置部件可通过人孔进行安装拆卸。本设计根据需要，采用叠合形筛网，将填料支承结构与液体分布机构结合，在栅板上依次填充和的开孔瓷球。叠合形筛网是设计的一个创新，直径不同的开孔瓷球通过料液，由于重力的作用可以直接分层，形成一个自然的过滤系统。这既能起到支承填料，防止树脂泄漏，又能起到分布液体的作用，是膨胀床的一种特殊结构7。塔的直径为1400，把栅板分成4块，每块300400 mm8。3.4.2 填料的压紧装置为了给填料一定压力，从而保持均匀一致的空隙结构。使操作正常，稳定，在填料安装后在其上方要安装填料压紧装置。这样可以防止在高压降，瞬时负荷波动等情况下填料床层发生剧烈跳动，形成流化态。填料压紧装置分为填料压板和床层限制板两大类，每类又有不同的形式。填料压板自由放置在填料床层上边，靠自身的重量将填料压紧。它适用于陶瓷，石墨制的散装填料。因其易碎，当填料层发生破碎时，填料层空隙率下降，此时填料压板可随填料层一起下落，紧紧压住填料，而不会形成填料的松动。床层限制板用于金属散装填料，塑料散装填料及所有规整填料。因金属和塑料填料不易破碎，且具有弹性，在装填正确时不会使填料下沉。床层限制板要固定在塔壁上，为不影响液体分布器的安装和使用，不能采用连续的塔圈的固定，对于小塔可用螺钉固定于塔壁上。而大塔则用支耳固定。对于膨胀床，应选用填料压板。本设计选取栅条压板。其结构参照支承栅板，当塔径大于1200mm时，压板的外径比塔的内径小2538mm8。3.4.3 液体过滤器液体过滤器用于捕集夹带在液体中的颗粒，提高分离效率，改善塔器后续设备的操作状况，是非常有必要的。液体过滤器结构类似丝网除沫器。参照丝网除沫器的结构设计液体过滤装置。第四章 塔体上的附件的计算及选型4.1 人孔、手孔人孔和手孔一般是为了安装，检修，检查和安装塔内附件的需要而设置的。由于人孔是人进入塔内的唯一通道，人孔的设置应便于人员进入任何一层塔板。但由于设置人孔处的塔板间距要增大，且人孔设置多会使塔体的强度和刚度下降，所以一般板式塔每隔五到十米才设置一个人孔。对于直径大于八百毫米的填料塔，人孔可设在每段填料的上方，下方，同时兼做填料装卸孔用。在气液进出孔等需要维修清理的地方应该设人孔。塔体上宜采用垂直吊盖人孔，但是个别有障碍操作或有保温层时，可采用回转盖人孔。人孔和手孔的设计通常按标准件选用，选用时应考虑设计压力，试验条件，设计温度，物料特性及工作环境等因素。一般塔体在出厂前需要进行压力试验。所以人孔手孔的压力等级选择，必须考虑卧置状态下的试验压力。人孔和手孔法兰的密封面形式和垫片用材，一般与塔的接管法兰相同。本设计按照HG/T 21520-2005选取，取垂直吊盖带劲平焊法兰平焊法兰人孔，凸面型，1.6MPa，DN5008。4.2 填料塔接管尺寸计算为防止流速过大引起管道冲蚀，磨损，震动和噪音，液体流速一般不超过3m/s，气体流速一般不超过100m/s。4.2.1 进料管径的计算9液相进料，取，则 （4-1）式中：进料管管径，m反应进料体积流量，进料流速，选取的无缝钢管8。当选取的无缝钢管时，进料管中料液的流速： （4-2）式中：进料流速，进料体积流量，进料管管径，m故满足要求，因此进料管选用的无缝钢管，接管外伸长度150mm10。4.2.2 出料管径的计算液相出料，取，则 （4-3）式中：出料管管径，mm反应出料体积流量，出料流速，选取的无缝钢管8。当选取的无缝钢管时，出料管中料液的流速： （4-4）式中：出料流速，出料体积流量，出料管管径，m故满足要求，因此出料管选用的无缝钢管，接管外伸长度150mm10。4.3 法兰的选取8由于常压操作，所有法兰均采用标准管法兰，带颈对焊钢法兰，由不同的公称直径选用相应的法兰。选取法兰如下表：表4-1 法兰的基本尺寸管 口公称直径法兰外径法兰厚度法兰高度重量进料管8020020504.22出料管8020020504.22安全阀门4015018452.37温度计口2010516401.054.4 吊柱的选择7吊杆选用正火状态的10号无缝钢管，支座的垫板选用同塔体材料20R。查吊柱的标准系列HG/T21639得各个主要结构参数如图4-1所示：图 4-1 塔吊柱4.5 平台、扶梯的选择7在人孔处相应安装操作平台，选用A型标准平台，宽B=900mm，单位重量150kg/m，包角180。梯子采用标准的多层平台连用型，材料为Q235-AF。4.6 开孔补强4.6.1 开孔补强原则8补强原则：等面积法补强元件：补强圈4.6.1.1 允许开孔范围：由于，而最大开孔为，故可以满足要求。4.6.1.2 所需最小补强面积： (4-5)式中：开孔直径或接管内径加上壁厚附加量以后的直径，；壳体按内压计算所需的计算厚度，mm；接管有效厚度，mm；材料强度削弱系数；，即设计温度下接管材料与壳体材料的许用应力 (4-6)4.6.1.3 有效补强范围及有效补强宽度： (4-7)式中：补强有效宽度，mm开孔直径，mm；取壳体开孔处的名义厚度，mm接管名义厚度，mm有效高度 补强区外侧有效高度： (4-8)补强区内侧有效高度： (4-9)4.6.1.4 有效补强范围内补强金属范围 壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 (4-10) 接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 (4-11)式中：壳体开孔处的有效厚度，mm接管计算厚度，mm 有效补强区内焊缝金属的面积按等腰直角三角形计算，且只有一条焊缝。 (4-12) 有效补强区内另外再增加的补强金属截面面积若 (4-13)式中：有效补强范围内另加的补强面积，则开孔后不需要另行补强。若 (4-14)则开孔后需要另行补强，所增加的补强金属截面积应满足 (4-15)4.6.1.5 补强圈设计11补强圈厚度 (4-16)式中：补强圈外径，mm补强圈内径，mm；=接管外径+(35mm)最后选取标准补强圈。4.6.2 底部进料管的开孔补强计算管壁厚度附加量C4.6.2.1 允许开孔范围：开孔直径：由于，而开孔直径，故可以采用等面积开孔补强来计算。4.6.2.2 所需最小补强面积：由于，将数据代入式(4-5)得：4.6.2.3 有效补强范围及有效补强宽度：有效补强宽度将数据代入式(4-7)得：所以。有效补强高度将数据分别代入式(4-8)和(4-9)得：补强区外侧有效高度：所以。补强区内侧有效高度：所以。4.6.2.4 有效补强范围内补强金属范围 壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积将数据代入式(4-10)得： 接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积接管的计算厚度：将数据代入式(4-11)得： 有效补强区内焊缝金属的面积假设焊缝高度为4mm，代入式（4-12）得：有效补强面积因为，故不需要另行补强，即可满足强度要求。4.6.3 顶部出料管的开孔补强计算顶部出料管开孔与底部进料管开孔相同，不需要另行补强，即可满足强度要求。4.6.4 人孔的开孔补强计算管壁厚度附加量C4.6.2.1 允许开孔范围：开孔直径：。由于，而开孔直径，且，故可以采用等面积开孔补强来计算。4.6.2.2 所需最小补强面积：由于，将数据代入式(4-5)得：式中：（人孔筒节材料为20R）4.6.2.3 有效补强范围及有效补强宽度：有效补强宽度将数据代入式(4-7)得：所以。有效补强高度将数据分别代入式(4-8)和(4-9)得：补强区外侧有效高度：所以。补强区内侧有效高度：所以。4.6.2.4 有效补强范围内补强金属范围 壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积将数据代入式(4-10)得： 接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积接管的计算厚度：将数据代入式(4-11)得： 有效补强区内焊缝金属的面积假设焊缝高度为8mm，代入式（4-12）得：有效补强面积因为，故需要另行补强。4.6.2.5 所有补强面积将数据代入式（4-15）得：4.6.2.6 补强圈设计11补强圈外径，将数据带入式（4-16）得：补强圈规格为：外径840mm，内径535mm，厚度为18mm，质量为46.7kg。第五章 吸附器的机械设计5.1 塔设备的机械设计简介吸附器是一种直立设备，是特殊的塔设备，其校核应按照它设备校核。塔设备在工作过中除受内部压力载荷外还受到设备重量，风和地震载荷的作用，必须保证设备具有承受这些载荷的能力，以保证设备的强度与稳定性。为此，在塔设备的强度和稳定性设计的计算时，通常先根据设备的承受的内压或外压初步确定名义厚度，然后根据各种可能出现的载荷进行强度校核，判断设备的强度与稳定性。塔设备大多安装在室外，靠裙座底部的地脚螺栓固定在混凝土基础上。除了承受介质压力外，塔设备还承受各种压力，管道推力，偏心载荷，风载荷，及地震载荷的联合作用由于在正常操作，停工检修，压力试验等三种工况下。塔所受的载荷并不相同，为了保证塔设备的安全运行，必须对其在这三种情况下进行轴向强度及稳定性校核。图4-1 吸附器受力简图5.2 塔的基本参数1.塔体的内径。2.计算压力：计算压力有两部分组成，等于设计压力加上液体的静液压力， 。3.设计温度50。4.银川地区的基本风压值650Pa；地震设防裂度为8度；场地的土地类型为类，第一组12。5.填料高度3.3m，在填料上下方各设一个人孔，人孔数为2个，相应的人孔处安装工作平台。6.塔体与封头的材料选用20R，,材料的密度7850kg/m3， ， 9。7.裙座的材料选用20R，塔体与裙座对接双面焊，100%无损检测，塔体的焊缝系数。8.塔体与封头的腐蚀余量取C=3mm。5.3 按设计压力计算塔体和封头的壁厚9筒体壁厚的计算 （5-1） 式中：筒体壁厚，mm计算压力，MPa筒体内径，mm设计温度下筒体材料的许用应力，MPa焊缝系数，封头壁厚的计算（采用标准椭圆形封头） （5-2） 式中：封头壁厚，mm形状系数；标准椭圆形封头，计算压力，MPa筒体内径，mm设计温度下封头材料的许用应力，MPa焊缝系数，加上腐蚀余量，并圆整，还应考虑多种载荷作用，以及制造、运输、安装等因素，取筒体的名义厚度，有效厚度封头的名义厚度，有效厚度 ，没有变化，故取筒体的名义厚度合适。，没有变化，故取封头的名义厚度合适。取裙座的厚度与筒体相同，则裙座的名义厚度，有效厚度5.4 塔的高度计算以外侧为基准，计算塔体总高度外伸接管高度封头高度填料层高度釜液高度考虑填料层下部安装支承板、液体分布器及塔上部空间高度，取筒体高度封头焊缝到裙座顶端的距离裙座的设计高度基础环厚度塔的总高度5.5 设备质量计算85.5.1 塔体和裙座的质量5.5.1.1 筒体的质量 （5-3） 式中：筒体的质量，kg筒体外径，m筒体内径，m筒体高度，m筒体材料密度，kg/m3；碳素钢板密度为7850 kg/m35.5.1.2 封头的质量椭圆形封头的质量是 9，则 （5-4）式中：封头的质量，kg5.5.1.3 裙座的质量 （5-5） 式中：裙座的质量，kg裙座外径，m裙座内径，m裙座筒体高度，m；裙座材料密度，kg/m3；碳素钢板密度为7850 kg/m35.5.1.4 塔体和裙座的质量为 （5-6） 式中：塔壳体和裙座的质量，kg5.5.2 塔内构件质量吸附剂的密度是，取平均密度，则填料的质量 （5-7）式中：塔内件质量，kg吸附剂密度kg/m3吸附剂填料体积，m35.5.3 人孔、法兰、接管与附属物质量 （5-8）式中：附属物质量，kg5.5.4 保温材料质量无需保温，。5.5.5 平台、扶梯的质量 （5-9）式中：平台、扶梯质量，kg平台单位质量，kg；开式扶梯单位质量，kg；扶梯高度，m；平台数；5.5.6 操作时塔内物料质量 （5-10）式中：操作时塔内物料质量，kg填料层高度，m床层空隙率，%；封头容积，m3；塔釜深度，m；塔顶高度，m；5.5.7 充水质量 （5-11） 式中：液压试验时，塔内充水质量，kg筒体高度，m；水的密度，；5.5.8 全塔操作质量 （5-12） 式中：塔的操作质量，kg5.5.9 全塔最小质量 （5-13） 式中：塔在安装状态时的最小质量，kg5.5.10 全塔最大质量 （5-14） 式中：塔在液压试验状态时的最大质量，kg5.6 塔的自振周期计算8因为，属于矮塔，不必考虑高震型的影响。等直径、等厚度塔的基本自振周期 （5-15）式中：塔的基本自振周期，塔的总高度，塔壳体材料在设计温度下的弹性模量，塔壳有效壁厚，塔体内径，塔操作质量，5.7 地震载荷计算85.7.1 确定危险截面将全塔有三个危险截面，0-0截面为裙座基地截面，1-1截面为裙座人孔处截面，2-2截面为裙座与塔体的焊接处。见图4.1 吸附器受力简图。5.7.2 地震影响系数地震影响系数的最大值 （银川地区防烈度8度，设计基本地震加速度0.2g）场土的特征周期 （银川地区为类场土，第一组）12取一阶振型阻尼比 阻尼调整系数 （5-16）式中：阻尼调整系数一阶振型阻尼比；地震影响系数 （5-17）式中：地震影响系数地震影响系数的最大值；塔的基本自振周期，5.7.3 地震弯矩0-0截面： （5-18） 式中：截面处第一振型的地震弯矩，计算截面距地面的高度，mm1-1截面： （5-19） 式中：截面处第一振型的地震弯矩，计算截面距地面的高度，mm2-2截面： （5-20） 式中：截面处第一振型的地震弯矩，计算截面距地面的高度，mm5.8 风载荷计算由于塔高在10m以下，按一段计算，以设备顶端的风压作为整个塔设备的均布风压。5.8.1 风力计算a.风振系数由于塔高H20m，取风振系数 9b.有效直径根据吸附器的设计知，设备共两层平台。取平台投影面积F=0.5m2，扶梯与进口管布置成908。 （5-21） 式中：各段塔的外径，m各段塔保温层的厚度，m管线保温层厚度，m； 管线外径，m；扶梯的当量宽度，m；取操作平台的附加宽度，m；单个操作平台受风构件的投影面积的总和，m2操作平台所在计算塔段的高度，mc.水平风力计算 （5-22）式中：为体型系数，取 8 为风压高度变化系数，取 9为基本风压5.8.2 风弯矩计算9任意截面处的风弯矩为：（5-23）式中：截面处的风弯矩，塔第计算段的水平风力，N塔第计算段长度，mm0-0截面： （5-24） 1-1截面： （5-25） 2-2截面： （5-26） 5.9 各项载荷引起的轴向应力85.9.1 计算压力引起的轴向拉应力 （5-27）5.9.2 质量载荷引起的轴向压应力0-0截面： （5-28）式中：计算截面以上塔的操作质量引起的轴向压应力，MPa计算截面以上塔的操作质量，kg裙座底部截面的抗弯截面系数，1-1截面： （5-29）式中：计算截面以上塔的操作质量引起的轴向压应力，MPa计算截面以上塔的操作质量，kg裙座人孔处截面的截面积，裙座人孔处截面的截面积为7： （5-30） 式中：人孔截面的筒体内径，mm裙座壁厚，mm非圆形人孔加强板水平方向的最大内侧宽度，mm；人孔加强圈宽度，mm；2-2截面： （5-31） 式中：计算截面以上塔的操作质量引起的轴向压应力，MPa计算截面以上塔的操作质量，kg计算截面的截面积，5.9.3 最大弯矩引起的轴向应力最大弯矩取值为: （5-32）式中：最大弯矩，偏向载荷引起的偏向弯矩，；最大弯矩引起的轴向应力： （5-33）式中：最大弯矩引起的轴向应力，MPa0-0截面： 1-1截面： 式中：裙座人孔处截面的抗弯截面系数7 （5-34）2-2截面： 5.10 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核85.10.1 筒体的强度校核筒体的危险截面2-2处的最大组合轴向拉应力 ： （5-35）轴向许用应力：，因为，故满足强度要求。5.10.2 筒体的稳定性校核筒体的危险截面2-2处的最大组合轴向压应力： （5-36）许用轴向压应力： 取其中较小值 （5-37）式中：B图算系数系数A为9： （5-38）查得 9，则取。因为，故满足稳定性条件。5.10.3 裙座的稳定性校核裙座危险截面0-0及1-1处的最大组合轴向压应力 （5-39） （5-40）系数A为9：查得 9，则取。因为，故满足稳定性条件。5.11 筒体和裙座水压试验应力校核85.11.1 筒体水压试验应力校核5.11.1.1 由试验压力引起的环向应力试验压力 （5-41）液柱静压力 （5-42）试验压力和静液柱引起的环向拉应力 （5-43） （5-44）因为，故满足要求。5.11.1.2 由试验压力引起的轴向应力 （5-45）5.11.1.3 水压试验时，重力引起的轴向应力 （5-46）5.11.1.4 由弯矩引起的轴向应力 （5-47）5.11.1.5 最大组合轴向拉应力校核 （5-48）许用应力：因为，故满足要求。5.11.1.6 最大组合轴向压应力校核 （5-49）轴向许用压应力 取其中较小值 （5-50） 取因为，故满足要求。5.11.2 裙座水压试验应力校核5.11.2.1 水压试验时，重力引起的轴相应力 （5-51） （5-52）5.11.2.2 由弯矩引起的轴相应力 （5-53） （5-54）5.11.2.3 最大组合轴相压应力校核 （5-55） （5-56）轴向许用压应力 取其中较小值 （5-57） 取。因为，故满足要求。5.12 基础环设计85.12.1 基础环的尺寸取： 外径 （5-58）内径 （5-59）式中：基础环外直径，mm基础环内直径，mm5.12.2 基础环的应力校核 取其中较大者 （5-60）式中：混凝土基础上的最大应力，MPa基础环的抗弯截面系数，mm3 ；基础环的面积，mm2 ； （5-61） （5-62）取。选用75号混凝土，其许用应力。因为，故满足要求。5.12.3 基础环厚度8按有筋板时，计算基础环的厚度 （5-63）假设螺栓的直径为M36，则，查表9-31得， 。矩形板计算力矩按下式计算： （5-64）式中：矩形板计算力矩，矩形板轴向计算力矩，；，系数矩形板轴向计算力矩，；，系数 （5-65） （5-66）取基础环材料的许用应力基础环厚度 （5-67）考虑设备的稳定性，取基础环厚度20 mm。5.13 地脚螺栓85.13.1 地脚螺栓承受的最大拉应力 取其中较大值 （5-68）式中：地脚螺栓承受的最大拉应力，MPa取。5.13.2 地脚螺栓直径 因为，故此设备必须安装地脚螺栓。取地脚螺栓个数，地脚螺栓材料的许用应力地脚螺栓螺纹小径为 （5-69）式中：地脚螺栓的螺纹小径，mm地脚螺栓个数，一般取4的倍数腐蚀余量，取不小于3mm地脚螺栓材料的许用应力，MPa；地脚螺栓材料宜选用或对，对，查的螺栓直径为31.670 mm8，大于地脚螺栓螺纹小径，故选用8个的地脚螺栓，满足要求。第六章 总 结毕业设计是大学教学计划的一个重要组成部分，是各教学环节的继续深化和检验，其实践性和综合性是其他教学环节所不能替代的，通过毕业设计使学生获得综合训练，对培养学生的实际工作能力具有十分重要意义。通过这次设计让我们加深了对大学期间所学的专业知识有了系统的了解，对大学的学习进行了总结，使我们学到的知识得到了综合性的利用，为我们走上社会打下坚实地基础，并且对我们所学的专业有了更加深刻的理解，使我们更好的了解了本专业的实际的用途，和在生产生活中的作用。并且使我们的设计能力有了大幅度的提高，培养了我们综合运用所学的基础理论，基本知识和基本技能，提高分析解决实际问题的能力。锻炼了我们独立思考的能力，还有我们的自学能力，为我以后从事各种设计工作打下了良好的开端，是我们走上社会的基石。通过这次设计我可以总结出：1.吸附剂的正确选用会对吸附器的吸收效率至关重要。不同的吸附剂能够吸附的物质不同，全面了解吸附剂的规格才能正确选择。2.吸附器的形式多样，包括固定床、流化床、膨胀床等。固定床无法处理含颗粒的料液，而流化床虽能直接吸附含颗粒的料液。不同的操作形式适用于不同的物料状态，正确选用操作形式十分重要。3.吸附器作为一种特殊的传质设备，其类型与塔设备类似。其校核应按照塔设备校核。设计的创新之处：采用叠合形筛网，将填料支承结构与液体分布机构结合，在栅板上依次填充和的开孔瓷球。直径不同的开孔瓷球通过料液，由于重力的作用可以直接分层，形成一个自然的过滤系统。这既能起到支承填料，防止树脂泄漏，又能起到分布液体的作用，是膨胀床的一种特殊结构。需要进一步改善的地方：有部分数据是由经验公式得到的，如果有条件进行相应的试验，将会得到更好的结果。例如计算阿伦区吸附剂的沉降速度，可以进行试验的地方。另外在计算时候，由于资料和时间的限制，有些数据可能不够精确。希望在以后的学习和实践中能加以改进。需要进一步开展的工作：（1）多进行现场的实习，在实际的工程中有些实践的数据要比书本上的更具有实际意义，和更合理的经济价值。（2）对吸附器内的各种附件的结构进行针对的研究，每个附件的改进将会大大提高吸附器的吸附效率，和综合使用的性能。（3）改进设计的方法，利用现代的软件进行更科学，和更精确的设计。（4）进一步验证这次设计的准确性，使设计达到更合理，最好能和生产实际关联上。符号说明单位体积湿树脂交换容量，单位质量干树脂交换容量，树脂的交换容量，吸附器操作时间，h吸附剂沉降速度，m/s吸附剂堆密度，kg/m3反应进料密度，kg/m3反应进料粘度，膨胀床表观流速，m/h吸附器内径，m吸附剂填料层高度，m空速，反应进料体积流量，壳体按内压计算所需的计算厚度，mm接管有效厚度，mm材料强度削弱系数补强有效宽度，mm补强圈外径，mm补强圈内径，mm筒体壁厚，mm设计压力，MPa封头壁厚，mm计算压力，MPa焊缝系数一阶振型阻尼比地震影响系数的最大值 截面处第一振型的地震弯矩，计算截面距地面的高度，mm各段塔的外径，m各段塔保温层的厚度，m管线保温层厚度，m管线外径，m扶梯的当量宽度，m操作平台的附加宽度，m单个操作平台受风构件的投影面积的总和，m2操作平台所在计算塔段的高度，m为体型系数为风压高度变化系数为基本风压，N/m2截面处的风弯矩，塔第计算段的水平风力，N塔第计算段长度，mm筒体外径，m设计温度下筒体材料的许用应力，MPa设计温度下封头材料的许用应力，MPa筒体的质量，kg筒体高度，m裙座的质量，kg裙座外径，m裙座内径，m裙座筒体高度，m 塔壳体和裙座的质量，kg塔内件质量，kg附属物质量，kg平台、扶梯质量，kg操作时塔内物料质量，kg床层空隙率，%封头容积，m3塔釜深度，m； 塔顶高度，m； 液压试验时塔内充水质量，kg塔的操作质量，kg塔壳有效壁厚，阻尼调整系数计算截面以上塔的操作质量，kg计算截面以上塔的操作质量引起的轴向压应力，MPa裙座底部截面的抗弯截面系数，裙座人孔处截面的截面积，非圆形人孔加强板水平方向的最大内侧宽度，mm 人孔截面的筒体内径，mm计算截面处的最大弯矩，