煉油廠中催化裂化裝置生產(chǎn)富氣填料吸收塔設(shè)計(jì)

1、目錄1、概述與設(shè)計(jì)方案簡介41.1概述41.2設(shè)計(jì)方案簡介42、設(shè)計(jì)條件及主要物性參數(shù)62.1設(shè)計(jì)條件及任務(wù)62.2主要物性參數(shù)63、工藝設(shè)計(jì)計(jì)算93.1物料衡算93.1.1物料計(jì)算93.1.2理論級(jí)計(jì)算103.1.3塔頂尾氣計(jì)算103.1.4吸收劑用量計(jì)算113.2能量衡算113.3填料吸收塔的工藝尺寸計(jì)算143.3.1填料塔塔徑的計(jì)算143.3.2填料層高度計(jì)算163.3.3填料壓降計(jì)算173.3.4填料塔塔體的設(shè)計(jì)與計(jì)算183.4.1 塔頂除霧器193.4.2 液體分布器設(shè)計(jì)203.4.3 液體再分布器設(shè)計(jì)223.4.4 填料支承裝置223.4.5 壓板的選取233.4.6 封頭設(shè)計(jì)計(jì)算

2、243.4.7 法蘭和墊片的選取253.5各接管尺寸的設(shè)置253.5.1 進(jìn)出氣管直徑253.5.2吸收劑進(jìn)出料管直徑263.5.3接管長度264、輔助設(shè)備的計(jì)算及選型274.1 吸收劑循環(huán)泵的選擇及功率的計(jì)算274.2 工藝管道的材質(zhì)選用284.3 其他285、設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表296、設(shè)計(jì)評(píng)述3011、概述與設(shè)計(jì)方案簡介1.1概述專業(yè)課程設(shè)計(jì)是學(xué)生學(xué)完專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課之后，進(jìn)一步學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，也是學(xué)生綜合運(yùn)用相關(guān)課程知識(shí)，聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，完成以單元操作為主的一次工程設(shè)計(jì)的實(shí)踐。通過課程設(shè)計(jì)就以下幾個(gè)方面要求學(xué)生加強(qiáng)訓(xùn)練。1) 查閱資料選用公式和搜集

3、數(shù)據(jù)的能力。2) 樹立既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性，又考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性，并注意到操作時(shí)的勞動(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)的正確設(shè)計(jì)思想，在這種設(shè)計(jì)思想的指導(dǎo)下去分析和解決實(shí)際問題的能力。3) 迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行工程計(jì)算（包括電算）的能力。4) 用簡潔文字清晰表達(dá)自己設(shè)計(jì)思想的能力。塔設(shè)備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的氣液傳質(zhì)設(shè)備。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的形式，可以分為填料塔和板式塔。板式塔屬于逐級(jí)接觸逆流操作，填料塔屬于微分接觸操作。工業(yè)上對(duì)塔設(shè)備的主要要求：1）生產(chǎn)能力大；2）分離效率高；3）操作彈性大；4）氣體阻力小結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備取材面廣等。 塔型的合理選擇是做好塔設(shè)備設(shè)計(jì)的首要環(huán)節(jié)，選擇時(shí)應(yīng)考慮

4、物料的性質(zhì)、操作的條件、塔設(shè)備的性能以及塔設(shè)備的制造、安裝、運(yùn)轉(zhuǎn)和維修等方面的因素。板式塔的研究起步較早，具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)較低、適應(yīng)性強(qiáng)、易于放大等特點(diǎn)。填料塔由填料、塔內(nèi)件及筒體構(gòu)成。填料分規(guī)整填料和散裝填料兩大類。塔內(nèi)件有不同形式的液體分布裝置、填料固定裝置或填料壓緊裝置、填料支承裝置、液體收集再分布裝置及氣體分布裝置等。與板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特點(diǎn)：生產(chǎn)能力大、分離效率高、壓力降小、操作彈性大、持液量小等優(yōu)點(diǎn)。1.2設(shè)計(jì)方案簡介穩(wěn)定汽油吸收煉油廠催化裂化產(chǎn)生的富氣，本設(shè)計(jì)任務(wù)是富氣年處理量為10萬噸，關(guān)鍵組分丙烯的吸收分率大于等于97%。此吸收屬于物理吸收法。采用常規(guī)逆流

5、操作流程，工藝流程圖及填料塔設(shè)備見附錄。設(shè)計(jì)計(jì)算的大致步驟如下： 首先，據(jù)富氣處理量及關(guān)鍵組分的吸收分率，求出塔頂尾氣的量為371.4，吸收劑用量1299.4及塔底吸收液的量1628，因進(jìn)出物料吸收和釋放的能量沒有達(dá)到平衡，所以格外凝聚根據(jù)設(shè)計(jì)需要一個(gè)熱負(fù)荷為換熱器。再據(jù)富氣及吸收劑的特性選擇合適的填料（種類、材質(zhì)、規(guī)格），該設(shè)計(jì)選取了直徑的拉西環(huán)填料（亂堆填料），由此求取塔徑D=1600mm及填料層高度。再由吸收條件富氣進(jìn)料溫度，塔頂出料溫度為，操作壓力為(絕),根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和經(jīng)濟(jì)的合理性，選擇合適的鋼號(hào)筒體和封頭都選用。其次，塔內(nèi)部構(gòu)件及附屬構(gòu)件的設(shè)計(jì)與選取：液體分布器、液體再分布器、塔

6、底支承板、塔頂壓板、人孔、泵。再次，各種接管的求取及法蘭規(guī)格的查取，裙座、封頭的設(shè)計(jì)求算等。即完成設(shè)計(jì)。最后，整體論證該塔的可行性及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。2、設(shè)計(jì)條件及主要物性參數(shù)2.1設(shè)計(jì)條件及任務(wù)設(shè)計(jì)一座穩(wěn)定汽油吸收富氣的填料吸收塔，富氣處理量：10萬噸/年。表2-1 富氣組成摩爾組成CO2+N2H2CH4C2H4C2H6C3H6C3H8C4H10C5H12總和0.090.300.080.060.060.120.080.180.031.00表2-2 吸收劑（汽油）組成摩爾組成C5H12C6以上組分總和0.150.851.00吸收劑在該塔操作溫度下不揮發(fā)。分離要求：C3H6吸收率97%，CO2，N2，H

7、2不吸收工作日：每年280天，24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)操作條件：平均操作壓力：10atm（絕），平均液氣比：，平均溫度：40。2.2主要物性參數(shù)主要物性參數(shù)如下表所示表2-3 主要物性參數(shù)表符號(hào)參數(shù)名稱單位參數(shù)值空隙率%0.81液相粘度0.3004液體密度校正系數(shù)1.5161空塔氣速0.078最小噴淋密度7.44壓降填料因子205填料比表面積93液體噴淋密度108.27最小潤濕速率0.08富氣質(zhì)量流量20832入塔氣體量700塔頂尾氣量371.4吸收劑量1299.4塔底液相質(zhì)量流量1628吸收劑質(zhì)量流量109019.66吸收分率入塔氣體熱焓2957.016出塔氣體熱焓639.686塔頂吸收劑熱焓131

8、59塔底吸收劑熱焓13434.8吸收劑密度654.45富氣密度31.22塔底液相質(zhì)量流量136589.2體積流量摩爾質(zhì)量布液點(diǎn)數(shù)點(diǎn)454H塔高17.44重力加速度9.81壓力吸收塔總壓降2000泛點(diǎn)氣速0.13塔徑1.6303、工藝設(shè)計(jì)計(jì)算3.1物料衡算3.1.1物料計(jì)算據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書計(jì)算富氣處理量為:=10萬噸/年=富氣平均摩爾質(zhì)量：=0.09×+0.30×2+0.08×16+0.06×28+0.06×30+0.12×42+0.08×44+0.18×58+0.03×72=29.76富氣的摩爾流量：因、極易

9、揮發(fā)，它們的吸收量可忽略不計(jì)，其余部分各自的平衡常數(shù)如下表：表3-1 各組分平衡常數(shù)表組分nn185.773.881.541.360.440.155設(shè)關(guān)鍵組分吸收分率為97%在最小液氣比下，理論級(jí)數(shù)最多。此時(shí)關(guān)鍵組分的吸收因數(shù)為：= =0.97由=1.54×0.97=1.4938=1.4=1.4×1.4938=2.091關(guān)鍵組分的吸收因子為：=1.3573.1.2理論級(jí)計(jì)算由 求得 理論級(jí)圓整后取為8。各組分及=2.091，求得，再由及N=8求各組分吸收分率：表3-2 各組分吸收分率表組分185.773.881.541.360.440.1550.116 0.362 0.53

10、9 1.358 1.538 4.752 13.490 0.116 0.362 0.537 0.976 0.989 1.000 1.000 3.1.3塔頂尾氣計(jì)算由上表的吸收分率可知塔頂尾氣中各組分的含量分別為：且CO2和不H2被吸收，則各組分吸收率及尾氣組成見表：表3-3 各組分吸收率及尾氣組成表組成總和000.116 0.362 0.537 0.976 0.989 1.000 1.000 -進(jìn)氣量63210564242845612621700006.505 15.220 22.635 114.0186.1 598.78283.3-6321049.495 26.782 19.44 2.047

11、0.64 00 371.40.170 0.565 0.133 0.072 0.052 0.006 0.002 001由吸收分率計(jì)算可知，由于、的=1.0。故這兩組分幾乎全部被吸收，不進(jìn)塔頂尾氣中，尾氣主要組成及含量見表3-3。3.1.4吸收劑用量計(jì)算操作液氣比： =2.091入塔氣體量：=700塔頂尾氣量：=371.4吸收劑用量：塔底吸收液量：塔底液相質(zhì)量流量為3.2能量衡算理想焓用熱焓表示熱平衡：無中間冷卻器時(shí)Q冷 =0， 則上式變?yōu)槿胨怏w熱焓因?yàn)镃O2、N2、H2吸收量可忽略不計(jì)，所以它們的熱焓可看為沒有變。查熱焓圖，入塔氣體熱焓HF（KJ/Kmol）在T=40，P=10atm時(shí)，列表如

12、下：表3-4 入塔氣體熱焓表組分分子質(zhì)量16960.08122.8828980.06164.64301680.06302.44299.90.12503.496441590.08559.68581040.181085.76721010.03218.162957.016即HF=2957.016KJ/Kmol出塔氣體氣體熱焓（KJ/Kmol）T=120，P=10atm時(shí)，列表如下：表3-5 出塔氣體熱焓表組分分子質(zhì)量16940.133200.03228960.072193.536301330.052207.484298.50.00624.822441570.00213.816581030072990

13、0639.686即=639.686KJ/Kmol吸收劑入塔溫度T=30P=10atm時(shí)，列表如下：表3-5 吸收劑入塔熱焓表組分分子質(zhì)量72860.150.851.001491581609.211549.813159即塔底吸收劑（KJ/Kmol），在T=120，P=10atm時(shí)列表如下：表3-5 吸收劑出塔熱焓表組分分子質(zhì)量72860.150.851.001611601738.81169613434.8即hN=代入 得所以選要一個(gè)熱負(fù)荷為1671923.743KJ/Kmol的中間冷卻器。3.3填料吸收塔的工藝尺寸計(jì)算3.3.1填料塔塔徑的計(jì)算（1）填料選擇直徑的瓷質(zhì)拉西環(huán)如圖3-1(亂堆)圖3

14、-1 拉西環(huán)（2）塔徑計(jì)算由公式： 首先求出操作氣速塔底混合氣質(zhì)量流量：吸收劑平均摩爾質(zhì)量：吸收劑質(zhì)量流量：吸收劑密度：查得，質(zhì)量分率：吸收劑密度：，富氣密度：（3）采用Eckeret通用關(guān)聯(lián)圖法橫坐標(biāo)為：（4）由圖查知縱坐標(biāo)為0.02圖3-2 Eckert通用壓降關(guān)聯(lián)圖查化工原理教材附錄可得，其填料因子=205吸收劑粘度：查得，查得：即解得：，取塔徑：圓整后取塔徑：（5）核算操作氣速把=1.4m代入塔徑計(jì)算公式，解得：空塔氣速（在允許范圍內(nèi)）（6）填料規(guī)格校核（合理）（7）噴淋密度校核填料表面充分潤濕，應(yīng)保證噴淋密度高于最小噴淋密度。據(jù)Morris等推薦，的環(huán)形及其填料的最小潤濕速率為查填料

15、手冊(cè)得:經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用合理。3.3.2填料層高度計(jì)算（1）填料層計(jì)算采用等板高度法查得：填料外徑，關(guān)鍵組分的值由前面理論級(jí)的計(jì)算可知，理論級(jí)數(shù)所以填料層高度為：而填料層設(shè)計(jì)厚度：取安全系數(shù)為1.25，則=1.25×10=12.5拉西環(huán)分段高度取因，故填料層分為3段。則（2）塔高塔頂上部空間取為1，液體再分布器每個(gè)取為1，塔底液相停留時(shí)間1，塔釜液所占空間高度為：塔底下部空間取為0.8故塔高3.3.3填料壓降計(jì)算采用Eckeret通用關(guān)聯(lián)圖法：由計(jì)算得，橫坐標(biāo)：縱坐標(biāo)：查圖3-1Eckeret通用關(guān)聯(lián)圖法得：填料層壓降：3.3.4填料塔塔體的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）塔體厚度的設(shè)

16、計(jì)計(jì)算a、根據(jù)化工機(jī)械基礎(chǔ)中有關(guān)容器材料設(shè)計(jì)公式顯示，可選用16。筒體的設(shè)計(jì)厚度：式中：16單面腐蝕裕度， ，=0.85（采用雙面焊局部無損探傷）得：考慮鋼板負(fù)偏差，取，圓整后塔體的有效厚度：圓整后的塔體厚度為9mmb、水壓測試：水壓試驗(yàn)取設(shè)計(jì)壓力的1.25倍。取。代入查表知16的為345（教材化工機(jī)械基礎(chǔ)），水壓試驗(yàn)滿足強(qiáng)度要求。（2）塔體的質(zhì)量載荷a、塔體和裙座的質(zhì)量查表可知，對(duì)于1.6m的塔徑，壁厚10mm，1m高的筒節(jié)鋼板的質(zhì)量為980kg；經(jīng)塔估算可得塔高為17.44m，故塔體和裙座的質(zhì)量為 b、內(nèi)件的質(zhì)量查表可知，塔內(nèi)件的質(zhì)量為，塔體截面積則內(nèi)件的質(zhì)量c、平臺(tái)扶梯的質(zhì)量查表可知，平

17、臺(tái)的質(zhì)量為，按算平臺(tái)的質(zhì)量 查表可知，扶梯的質(zhì)量為，則扶梯的質(zhì)量d、填料的質(zhì)量查表可知，拉西環(huán)堆積密度為，填料的體積：則填料的質(zhì)量： 操作過程的溶液質(zhì)量：其它構(gòu)件的質(zhì)量按5000kg算所以，設(shè)備操作時(shí)的總質(zhì)量3.4填料塔附件的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.4.1 塔頂除霧器 由于氣體在塔頂離開填料塔時(shí)，帶有大量的液沫和霧滴，為回收這部分液相，經(jīng)常需要在頂設(shè)置除沫器。常用的除沫器有以下幾種：折流板式除沫器，它是一種利用慣性使液滴得以分離的裝置，一般在小塔中使用。旋流板式除沫器，由幾塊固定的旋流板片組成，氣體通過時(shí)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，造成一個(gè)離心力場，液滴在離心力作用下，向塔壁運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了氣液分離。適用于大塔徑凈化要求

18、高的場合。絲網(wǎng)除沫器。絲網(wǎng)除霧沫器：一般取絲網(wǎng)厚度，氣體通過除沫器的壓降約為。通過絲網(wǎng)除沫器的最大氣速 實(shí)際氣速為最大氣速的0.750.8倍所以實(shí)際氣速所以絲網(wǎng)除沫器直徑 3.4.2 液體分布器設(shè)計(jì)液體分布器可分為初始分布器和再分布器，初始分布器置于填料塔內(nèi)，用于將塔頂液體均勻分布在填料表面上，初始分布器的好壞對(duì)填料塔效率影響很大，分布器的設(shè)計(jì)不當(dāng)，液體預(yù)分部不均，填料層的有效面積減小而偏流現(xiàn)象增加，即使填料性能再好也很難得到免疫的分離效果。因而液體分布器的設(shè)計(jì)十分重要。液體分布器的性能主要由分布器的布液點(diǎn)密度（即單位面積上的布液點(diǎn)數(shù)），各布液點(diǎn)均勻性，各布液點(diǎn)上液相組成的均勻性決定，對(duì)液體分

19、布器的選型和設(shè)計(jì)，一般要求：液體分布要均勻；自由截面率要大；操作彈性要大；不易阻塞，不易引起霧沫夾帶及起泡等；可用多種材料制作，且操作安裝方便，容易調(diào)整水平。（1）液體分布器的選型液體分布器的結(jié)構(gòu)形式很多，目前常用的有以下幾種。a、管式噴淋器這是結(jié)構(gòu)最簡單的種裝置。有多種形式，這里僅介紹其中的彎管式和缺口式兩種，分別如圖5-3(a)利(b)所示。噴口下面有圓形擋板，既可濺射起分散的液體，也可減輕液流對(duì)填料的直接沖擊。這種噴淋器一船只用于塔徑在300以下的塔。b、蓮蓬式噴淋器這是應(yīng)用最普遍的一種噴淋裝置，如圖5-3(c)所示。它的結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，噴淋較均勻，但小孔容易堵塞，且液體的噴淋面積和

20、分布受液體壓頭影響較大，所以適用于料液較清潔且壓頭變化不大的情況一般用于直徑600以下的塔中。c、盤式噴淋器其結(jié)構(gòu)如圖5-3(d)所示。液體通過進(jìn)液管流到液體分布盤內(nèi)，再由盤圍板上邊緣的齒隙式盤上的小篩孔流出，淋灑到填料上。盤式噴淋器的結(jié)構(gòu)簡單，液體通過時(shí)的阻力較小但加工較復(fù)雜。一般分布盤直徑為塔徑的0.650.8倍。這種裝置一般適用于直徑800以上的塔。d、多孔管式噴淋器這種裝置有多孔直管式和多孔盤管式兩種，分別如圖5-3(e)和(f)所示。前者多用于直徑600以下的塔，后者適用于直徑為6001200的塔。噴液孔均勻地開在管底部，直徑為36。圖5-3 各種形式液體噴淋器（a）彎管式；（b）缺

21、口式；（c）蓮蓬式；（d）盤式；（e）直管式；（f）盤管式。由于所設(shè)計(jì)的吸收塔有較大的塔徑所以選用盤式噴淋器，如上圖（d）所示。該吸收塔液相負(fù)荷較大，而氣相負(fù)荷相對(duì)較小，故選用槽式氣液體分布器如圖5-4：圖5-4 槽式氣液分布器（2）布液孔的計(jì)算按Eckert建議值，時(shí)，噴淋點(diǎn)密度為42點(diǎn)/m2，因該塔液相負(fù)荷較大，設(shè)計(jì)取噴淋密度點(diǎn)為120點(diǎn)/m2布液點(diǎn)數(shù)為點(diǎn)按分布點(diǎn)幾何均勻與流量均勻的原則，進(jìn)行布點(diǎn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)結(jié)果為：二級(jí)槽共七道，在槽側(cè)面開孔，槽寬度為80 mm，槽高度為210 mm，兩槽中心距為160 mm。分布點(diǎn)采用三角形排列，實(shí)際設(shè)計(jì)布點(diǎn)數(shù) n = 454點(diǎn)。3.4.3 液體再分布器設(shè)

22、計(jì)液體沿填料(尤其是拉西環(huán)等實(shí)體填料)自頂層往下流動(dòng)時(shí)，會(huì)逐漸流向塔壁，再沿塔壁流下，以致使填串舊中心處液流量不足。此處的填料得不到有效潤濕，減少了有效傳質(zhì)面積，使傳質(zhì)效率大為降低。為克服此種不良趨勢，常在填料層內(nèi)每隔一定距離設(shè)置液體再分布器，使液體重新均勻分布后再流到下一段填料中。再分布器的距離與塔徑的關(guān)系：對(duì)于拉西環(huán)，(2.53.0)；對(duì)直徑400以下的小塔，可用比上值較大的；對(duì)于大塔，不宜超過6，對(duì)于鮑爾環(huán)或鞍形填料，則允許更大的。實(shí)際中常用的是截錐式再分布器，如圖5-4所示。其中(a)型是將截錐體焊(或擱置)在塔體上，截錐上下仍能全部堆滿填料，不占空間。如需分段卸出填料時(shí)，則可采用圖5

23、-4中(b)型的結(jié)構(gòu)，截錐上加設(shè)支撐板，截錐下要隔段距離再裝填料。截錐體與塔壁的夾角。一般為35°45°，截錐下端的直徑可取塔徑的0.70.8倍。這種結(jié)構(gòu)適用于直徑600800以下的塔。圖5-4 截錐式液體再分布器3.4.4 填料支承裝置填料支撐結(jié)構(gòu)用于支撐塔內(nèi)填料所有的氣體和液體的重量之裝置。對(duì)填料的基本要求是：有足夠的強(qiáng)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，防止在此產(chǎn)生液泛；有利于液體的再分布；耐腐蝕，易制造，易卸裝等。常用填料支撐板有氣管式(如下圖(a)所示)和柵板式(如下圖(b)所示)。 (a) (b)圖5-5 氣管式和柵板式填料支撐板常用

24、的支撐板有柵板式的，如圖5-5(b)所示。它是由側(cè)立的扁鋼條組成，扁鋼條之間的距離一船為填料外徑的0.60.8倍左右，但在直徑較大的增中，間距也應(yīng)放大。此時(shí)為了防止填料漏下，往往在柵板先先鋪一層孔眼小于填料直徑的粗金屆網(wǎng)、如圖5-5(a)所示。為了兼顧支撐裝胃的強(qiáng)度和自由截面兩方面的要求，同時(shí)又能適應(yīng)高空隙率填料，可采用力氣管式支撐裝置。氣體經(jīng)升氣管上升，通過管頂部的孔及側(cè)面的齒縫進(jìn)入填料，而液體則由支撐板底的許多小孔及齒縫底部溢流而下。這種裝置因有足夠的齒縫而較好地避免液泛。鑒于以上敘述，因?yàn)樵O(shè)計(jì)所用塔徑較大，且吸收液粘度較大，所以選用柵板式(如圖(b)所示)3.4.5 壓板的選?。?）填料

25、層壓板的計(jì)算填料層設(shè)置壓板的必要條件為其中為最大氣速，常壓下氣速為0.50.8 m/s，這里取空塔氣速0.625m/s則： 故需要加壓板，塑料填料選用固定式壓板，壓板的開孔面積等于填料的孔率，則 S=開孔的縫隙取填料直徑的0.6，則 （2）填料壓緊裝置為保證填料塔在工作狀態(tài)下填料床能夠穩(wěn)定，防止高氣相負(fù)荷或負(fù)荷突然變動(dòng)時(shí)填料層發(fā)生松動(dòng)，破壞填料層結(jié)構(gòu)，甚至造成填料損失，必須在填料層頂部設(shè)置填料限定裝置。填料限定可 分為類：一類是將放置于填料上端，僅靠自身重力將填料壓緊的填料限定裝置，稱為填料壓板；一類是將填料限定在塔壁上，稱為床層限定板。填料壓板常用于陶瓷填料，以免陶瓷填料發(fā)生 移動(dòng)撞擊，造成

26、填料破碎。床層限定板多用于金屬和塑料填料，以防止由于填料層膨脹，改變其開始堆積狀態(tài)而造成的流體分布不均勻的現(xiàn)象。一般要求壓板和限制板自由截面分率大于70%。壓板放在填料上部，對(duì)填料期固定作用，防止氣速過大把填料吹碎，影響傳質(zhì)效果。壓板有固定和浮動(dòng)兩種，該設(shè)計(jì)采用浮動(dòng)式壓板，如圖5-6 浮動(dòng)式壓板3.4.6 封頭設(shè)計(jì)計(jì)算（1）綜合考慮，液體進(jìn)料口采用帶直邊的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，選用16。標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的設(shè)計(jì)厚度：式中：，=1600，=1.0（整體沖壓）得：封頭壁厚應(yīng)與筒體壁厚保持一致，故將封頭壁厚圓整為9（2）標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭直邊高度h（）列表如下：表3-6 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭直邊高度h值表封頭材料碳素鋼普通鋼

27、復(fù)合鋼不銹鋼，耐酸鋼封頭壁厚4810182039101820直邊高度254050254050取直邊高度封頭短軸長用下式求：而，所以代入數(shù)值，得：短軸長3.4.7 法蘭和墊片的選取吸收塔的設(shè)計(jì)壓力為1，設(shè)計(jì)溫度為40，內(nèi)徑為1600，壁厚為9，所以可選擇公稱直徑為1600，公稱壓力為1.6的甲型平焊標(biāo)準(zhǔn)法蘭，采用凹凸面密封。相關(guān)的尺寸如下：，螺栓的規(guī)格為，個(gè)數(shù)為60。3.5各接管尺寸的設(shè)置3.5.1 進(jìn)出氣管直徑氣體進(jìn)出口裝置設(shè)計(jì)，應(yīng)能防止淋下的液體進(jìn)入管內(nèi)，同時(shí)還要使氣體分散均勻，因此，不宜使氣流直接由管接口或水平管沖入塔內(nèi)，而應(yīng)該使氣流的出口朝向下方，使氣流折向上。對(duì)于直徑為以下的小塔，可以

28、使進(jìn)氣管伸到塔的中心線位置，管端切成向下的斜口或直接向下的長方形切口；對(duì)于直徑以下的塔，管的末端可制成向下的喇叭狀擴(kuò)大口；對(duì)于更大的塔，應(yīng)該考慮盤管式的分布結(jié)構(gòu)。常壓下氣體流速為1020m/s，取氣體流速為u=20m/s則氣體進(jìn)口管直徑同理得氣體出口管直徑查國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，圓整進(jìn)氣口直徑為400mm，出氣口直徑為300mm。3.5.2吸收劑進(jìn)出料管直徑因?yàn)橐后w流速一般為0.51.5m/s，取u=1.5m/s吸收劑進(jìn)口直徑查國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，圓整直徑為液體出口裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)便于液體的排放，防止破碎的瓷環(huán)堵塞出口，并且要保證塔內(nèi)有一定的封液高度。吸收劑出口直徑查國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，圓整后取=3003.5.3接管

29、長度填料塔上各股物料的進(jìn)出口管留在設(shè)備外邊的長度，可參照表3-7確定。表3-7 填料塔接管長度公稱直徑dm/mm公稱直徑dm/mm接管長度/mm80100150150公稱壓力/MPa則本吸收塔。4、輔助設(shè)備的計(jì)算及選型4.1 吸收劑循環(huán)泵的選擇及功率的計(jì)算由3.5關(guān)于管接口的設(shè)計(jì)計(jì)算知吸收劑進(jìn)口直徑摩擦系數(shù)的確定新的無縫鋼管絕對(duì)粗糙度值約為，相對(duì)粗糙度為查莫迪圖4-1得摩擦系數(shù)圖4-1 莫迪圖輸送吸收管路所需壓頭的計(jì)算列出液體進(jìn)口和液體出口的兩截面的機(jī)械能守恒方程，即可求得壓頭取，總管長初步設(shè)為操作壓力為常壓，所以填料層壓降泵功率的計(jì)算由于所需流量比較大，功率較小，查離心泵的規(guī)格，IS125-

30、100-200中，的離心泵最合適。此外，穩(wěn)定汽油為易燃易爆的介質(zhì)，還是高危害介質(zhì)，因此汽油等介質(zhì)輸送的泵的選型很重要。一般選型，對(duì)輸送汽油的泵，要求軸封可靠且無泄漏泵，多選用屏蔽泵，這樣可有效避免介質(zhì)的泄漏和設(shè)備漏電，且占地面積較小，貧富油泵要選用密封性能較好、質(zhì)量可靠的化工泵。4.2 工藝管道的材質(zhì)選用因汽油工段輸送的是易燃易爆的高度危險(xiǎn)介質(zhì)，汽油生產(chǎn)的管道數(shù)量多，尺寸、型式多種多樣，管道布置錯(cuò)綜復(fù)雜，這樣就增加了發(fā)生事故的可能性和危險(xiǎn)性。因此，在汽油管道材質(zhì)選用上建議選擇加厚的16碳鋼管，而低溫管道則可選用普通16碳鋼管。這樣可大大減少因管道泄漏和設(shè)備停產(chǎn)檢修帶來的環(huán)境污染和產(chǎn)量、原材料損

31、失。4.3 其他對(duì)于塔徑大于900mm的塔需設(shè)人孔、手孔，一般人孔直徑為400600mm，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)塔徑較大，所以選擇人孔為600mm。手孔直徑一般在150250mm范圍之內(nèi)，則選擇手孔為150mm。為便于觀測物料情況，還可在塔體上設(shè)視鏡、液面鏡。因?yàn)樘盍纤盍隙畏秩危源怂臑榱朔奖銠z修需要設(shè)計(jì)人孔三個(gè)。5、設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表表5-1 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)入塔氣體流量700kmol/h塔頂尾氣流量371.4kmol/h吸收劑流量1299.4kmol/h塔底液體流量1628kmol/h塔徑尺寸1600填料支撐板柵板式壁厚9mm壓 板浮動(dòng)式填料層高度12.5液體分布器盤式分布器填料類型瓷拉西環(huán)（亂堆）再分布器截錐形再分布器填料尺寸50法蘭公稱直徑1600全塔壓降2000進(jìn)氣管直徑400出液管直徑300進(jìn)液管直徑200出氣管直徑300塔 高17440布液孔454個(gè)塔頂除沫器直徑進(jìn)出口接管長150泵功率75%