畢業(yè)設(shè)計--脫硫塔設(shè)計說明書

1、本科畢業(yè)設(shè)計說明書題目脫硫塔設(shè)計學(xué)生姓名學(xué)院化工學(xué)院系別過控系專業(yè)過程裝備與控制工程班級指導(dǎo)教師年六月摘要脫硫塔是化工設(shè)備中的重要設(shè)備，是對工業(yè)廢氣進行脫硫處理的設(shè)備。是一 種脫硫效率高，壓力損失較低兼能除塵的脫硫設(shè)備， 脫硫塔是運用旋流技術(shù)、射 流技術(shù)、壓力霧化技術(shù)和文丘里管技術(shù)，以堿性液為載體，將煙氣中的塵、二氧 化硫、碳氫化合物等有害物質(zhì)從煙氣中分離出來，吸收沉降，最后達到凈化煙氣的目的。該脫硫塔選用填料塔作為其塔型，填料塔的基本特點是結(jié)構(gòu)簡單，壓降降小， 傳質(zhì)效率高，便于采用耐腐蝕材料制造等。其內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)有除沫器、液體分布 器、液體再分布器、漩渦噴頭、支承板及填料壓板。該脫硫塔在設(shè)計

2、的過程中參考GB150-1998鋼制壓力容器、化工容器 及設(shè)備簡明設(shè)計手冊、JBT4710-2005鋼制塔式容器等標準。該脫硫塔的 設(shè)計包括塔內(nèi)件的選取、設(shè)計方案、設(shè)計計算等內(nèi)容，在過程中，通過查資料、 數(shù)據(jù)的計算等一系列方法，整合設(shè)計所需資料及數(shù)據(jù)。經(jīng)過老師的不斷指點與自 己的不斷修改完善，最終形成本次設(shè)計。關(guān)鍵詞：脫硫塔填料塔AbstractDesulfurizati ontower is an importa nt equipme nt chemical equipme nt, isthe in dustrial waste gas desulfurizati onprocess equ

3、ipme nt.ls a highdesulfurization efficiency, lower pressure loss and to dust desulfurization equipme nt, desulfurizati on tower is the use of hydrocycl one tech no logy, jet tech no logy, pressure atomizati on tech no logy and Ven turi tube tech no logy to alkaline solution as the carrier, the flue

4、gas of dust, sulfur dioxide, hydrocarbons and other harmful substances separated from the flue gas to absorb the settlement, the final purpose of purifying the flue gas.The desulfurizati on tower used as tower pack ing tower, packed tower of the basic features of simple structure, drop down a small,

5、 mass transfer efficiency, ease of use of corrosion-resistant materials and so o .The basic structure of the internal demister, liquid distributors, liquid re-distributor, the vortex no zzle, beari ng plates and filler plate.The desulfurizati on tower in the desig n process of refere nee "GB150

6、-1998 steel pressure vessel", "chemical containers and equipment Concise Design Ma nual", "JBT4710-2005 steel tower contain er" and other sta ndards.The desulfurization tower design includes the selection of tower parts, design, desig n calculatio ns, etc., i n the process,

7、through the in formati on search, data calculation and a series of methods to integrate information and data required for the design.The teacher's constantly pointing with their constantly revised and improved, cul min ati ng in this desig n.Keywords: desulfurizati on tower pack ing tower目錄圖標清單

8、錯誤！未定義書簽緒論 錯誤！未定義書簽符號說明 錯誤！未定義書簽第一章 設(shè)計方案的確定 錯誤！未定義書簽1.1設(shè)備性能 錯誤！未定義書簽1.2設(shè)備技術(shù)特性 錯誤！未定義書簽1.3填料塔的選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計 錯誤！未定義書簽1.3.1筒體的選型 錯誤！未定義書簽1.3.2 封頭的選型 錯誤！未定義書簽1.3.3裙座的選型 錯誤！未定義書簽1.3.4人孔的選取 錯誤！未定義書簽1.3.5接管的選取 錯誤！未定義書簽1.3.6接管法蘭的選取 錯誤！未定義書簽1.3.7填料的選擇 錯誤！未定義書簽1.3.8除沫器的選擇 錯誤！未定義書簽1.3.9填料支承裝置 錯誤！未定義書簽1.3.10填料的液體分布器

9、錯誤！未定義書簽1.3.11填料的液體再分布器 錯誤！未定義書簽1.3.12填料壓板 錯誤！未定義書簽錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽第二章 筒體及封頭的設(shè)計 錯誤！未定義書簽2.1選擇材料2.1.1受壓元件.2.1.2非受壓元件2.2.設(shè)計技術(shù)參數(shù).2.3筒體厚度的計算2.4封頭厚度的計算2.5裙座的厚度計算2.6水壓試驗及強度校核第三章設(shè)備承受的各種載荷3.1塔的質(zhì)量載荷計算3.1.1塔體圓筒、封頭、裙座質(zhì)量m01 3.1.2塔內(nèi)件如塔盤或填料的質(zhì)量口023.1.3保溫材料的質(zhì)量m033.1.4操作平臺及扶梯的質(zhì)量m

10、04 3.1.5操作時物料的質(zhì)量m053.1.6塔附件如人孔、接管、法蘭等質(zhì)量譏.3.1.7水壓試驗時充水的質(zhì)量mw3.1.9塔設(shè)備在正常操作時的質(zhì)量m0 3.1.10塔設(shè)備在水壓試驗時的最大質(zhì)量mmax .3.1.11塔設(shè)備在停工檢修時的最小質(zhì)量mmin3. 2風(fēng)載荷的計算3.2.1水平風(fēng)力的計算 3.2.2風(fēng)彎矩的計算3.3塔的自振周期的計算 3.4地震載荷的計算3.4.1水平地震力的計算 3.4.2垂直地震力的計算3.4.3 地震彎矩的計算 3.5各種載荷引起的軸向力錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽錯

11、誤！未定義書簽錯誤！未定義書簽錯誤！未定義書簽錯誤！未定義書簽錯誤！未定義書簽錯誤！未定義書簽錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽3.5.2操作質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力-一23.5.1設(shè)計壓力引起的軸向應(yīng)力''13.5.3最大彎矩引起的軸向應(yīng)力'-3 錯誤！未定義書簽3.6塔體與裙座的危險截面的強度校核與穩(wěn)定性校核錯誤！未定義書簽3.6.1塔體與裙座的強度校核 錯誤！未定義書簽3.6.2塔體與裙座的穩(wěn)

12、定性校核 錯誤！未定義書簽3.7塔體水壓試驗和吊裝時的應(yīng)力校核 錯誤！未定義書簽3.7.1水壓試驗時應(yīng)力校核 錯誤！未定義書簽3.7.2吊裝時應(yīng)力校核 錯誤！未定義書簽3.8基礎(chǔ)環(huán)的設(shè)計 錯誤！未定義書簽3.8.1基礎(chǔ)環(huán)的結(jié)構(gòu)尺寸 錯誤！未定義書簽3.8.2基礎(chǔ)環(huán)的應(yīng)力校核 錯誤！未定義書簽3.8.3基礎(chǔ)環(huán)的厚度 錯誤！未定義書簽3.9地腳螺栓的計算 錯誤！未定義書簽3.9.1地腳螺栓的最大拉應(yīng)力 錯誤！未定義書簽3.9.2地腳螺栓根徑 錯誤！未定義書簽第四章 開孔不強計算 錯誤！未定義書簽4.1不需要另行補強的最大開孔直徑 錯誤！未定義書簽4.2補強型式，選用如下形式： 錯誤！未定義書簽4.

13、3補強設(shè)計計算 錯誤！未定義書簽4.3.1圓筒上人孔dn =500mm補強計算 錯誤！未定義書簽4.3.2筒體上卸料口 DN =250mm補強計算 錯誤！未定義書簽4.3.3筒體上氣體進口接管DN = 200mm補強計算.錯誤！未定義書簽4.3.4封頭上接管DN= 200mm補強計算 錯誤！未定義書簽4.3.5筒體上接管DN=70mm補強計算 錯誤！未定義書簽結(jié)論 錯誤！未定義書簽參考文獻 錯誤！未定義書簽謝辭 錯誤！未定義書簽圖標清單類型圖號圖示名稱圖1-1封頭結(jié)構(gòu)示意圖圖1-2裙座的焊接形式圖1-3人孔的形式圖1-4彎管結(jié)構(gòu)示意圖圖1-5法蘭結(jié)構(gòu)示意圖圖1-6平墊圈圖1-7上裝式絲網(wǎng)除沫器

14、附圖1-8支承板結(jié)構(gòu)示意圖圖1-9水平引入管排管式噴淋器圖圖 1-10梁型式再分布器圖 1-11床層限制板圖3-1風(fēng)載荷圖3-2塔各分段高度圖3-3風(fēng)彎矩計算簡圖圖3-4P任意咼度hk處的集中質(zhì)量mk圖3-5地震載荷圖3-6基礎(chǔ)環(huán)的結(jié)構(gòu)尺寸表1-1封頭結(jié)構(gòu)尺寸表1-2人孔結(jié)構(gòu)表附表1-3接管尺寸表1-4彎管結(jié)構(gòu)尺寸表1-5密封面結(jié)構(gòu)尺寸表表1-6接管法蘭尺寸表1-7墊片型式選用表表1-8墊片尺寸表1-9螺栓/螺母的選用表 1-10螺栓長度和質(zhì)量表 1-11緊固件用平墊圈尺寸表 1-12陶瓷拉西環(huán)填料的特性數(shù)據(jù)表 1-13陶瓷矩鞍填料的特性數(shù)據(jù)表 1-14上裝式絲網(wǎng)除沫器基本參數(shù)表 1-15支承

15、板形式尺寸表 1-16支承板結(jié)構(gòu)尺寸表 1-17支承板特性表 1-18附排官式噴淋器的設(shè)計參考數(shù)據(jù)表 1-19梁型再分布器設(shè)計參數(shù)表 1-20填料塔附屬結(jié)構(gòu)表表3-1平臺扶梯質(zhì)量表3-2塔設(shè)備質(zhì)量計算結(jié)果匯總表3-3塔各段風(fēng)載荷表3-4塔體各段集中質(zhì)量表3-5塔體各段水平地震力表3-6塔體各段垂直地震力表3-7各危險截面強度校核與穩(wěn)定性校核表4-1不另行補強接管最小厚度表4-2補強形式2緒論畢業(yè)設(shè)計是我們在校期間的一個重要課程，它既是對我們大學(xué)四年所學(xué)知識 的一次全面應(yīng)用。又對我們畢業(yè)后的工作打下了良好基礎(chǔ)。 通過畢業(yè)設(shè)計，我們 初步把我們所學(xué)的理論知識應(yīng)用到實踐中。 過程設(shè)備在生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中

16、的應(yīng)用十 分廣泛。是化工、煉油、輕工、交通、食品、制藥、冶金、紡織、城建、海洋工 程等傳統(tǒng)部門所必需的關(guān)鍵設(shè)備， 一些高新技術(shù)領(lǐng)域，如航空航天技術(shù)、先進能 源技術(shù)、先進防御技術(shù)等也離不開過程設(shè)備。20世紀80年代初以來，隨著我國經(jīng)濟持續(xù)迅速發(fā)展，城市化進程加快，人 口不斷增加，煤炭消耗量逐年以39%勺遞增率大幅度增加，我國大氣環(huán)境受到 了嚴重污染，其中以S02和煙塵污染最為嚴重，成為世界上大氣環(huán)境污染最嚴重 的國家。通過對大氣環(huán)境中污染物來源分析表明，我國大氣污染屬于煤煙型污染， 其中S02和煙塵等污染物主要是由煤炭燃燒產(chǎn)生的。 煤炭燃燒排放的S02和煙塵， 分別占S02總排放量的90%0煙塵

17、總排放量的70%煤炭燃燒排放的CO2占CO2 總排入量的85%而燃煤工業(yè)鍋爐排放的CO2占煤炭燃燒排放量的30%可見， 控制煤炭燃燒SO2和煙塵的排放量，對控制我國大氣污染具有重要的意義。脫硫塔主要是吸收SO2其工作原理是含煙塵及硫氧化物的煙氣通過進口煙 道進入筒體，含有離子的堿性吸收液分別從濾泡除塵脫硫塔上中下部由螺旋噴嘴 噴出，形成與煙氣成逆向的多排高速霧化水幕。 增加了煙塵硫氧化物與水的碰撞 概率，并充分利用霧化液滴的速度來造成很高的氣液相對速度。以保證除塵器的除塵和脫硫效果，同時氣體經(jīng)過篩板上的液層產(chǎn)生鼓泡作用，增加了氣液傳質(zhì)的 表面積和湍動狀態(tài)。提高了傳質(zhì)效率，二氧化硫與堿液發(fā)生氣液

18、傳質(zhì)，從而進一 步提高了脫循環(huán)硫除塵器的效果。 脫硫生成物隨水流到脫硫塔底部。從溢流孔排 走，在筒體底部設(shè)有水槽以防止煙氣從底部泄漏。 脫硫塔廢水由底部溢流孔排出 進入沉淀池，沉淀中和再生使用，凈化后的氣體通過筒體上部經(jīng)除沫器除霧后排 出，從而達到除塵脫硫目的。符號說明、計算厚度，mm;d 設(shè)計厚度，mm;、；n 名義厚度， mm ；有筋板時基礎(chǔ)環(huán)的厚度，mm ；-e 有效厚度，mm ；第i計算段容器的有效壁厚， mm ；筋板厚度，mm ；、：b 有筋板時基礎(chǔ)環(huán)的厚度，mm ；F 接管名義厚度，mm ； 沁一一接管計算厚度， mm ；補強圈厚度，mm ；9 接管有效厚度，mm ；s 裙座的厚度

19、， mm ；g重力加速度， N/kg ；焊接接頭系數(shù)；C 厚度附加強，mm ;Ci 鋼板負偏差， mm ；C2 腐蝕裕量，mm ；E材料的彈性模量；DN 公稱直徑，mm ;d開孔直徑，mm ;d2 墊板上地腳螺栓孔直徑 ,mm ；di人孔直徑 mmDi 筒體的內(nèi)徑，mm ；Dei 塔設(shè)備第i段迎風(fēng)面的有效直徑，mm ；Doi 設(shè)備各計算段的外徑，mm ；Dob 基礎(chǔ)環(huán)的外徑，mm ；Dib 基礎(chǔ)環(huán)的內(nèi)徑，mm ；P設(shè)計壓力，MPa ；Pl 液柱靜壓力，MPa ；pc 計算壓力，MPa ；PT 水壓試驗壓力，MPa ；P 第i段風(fēng)載荷N；moi塔體圓筒、封頭、裙座質(zhì)量，kg ；mo2塔內(nèi)件如塔盤

20、或填料的質(zhì)量，kg ；m°3 保溫材料的質(zhì)量，kg ；m°4 扶梯與平臺的質(zhì)量，kg ；m°5 操作時物料的質(zhì)量，kg ；mw水壓試驗時充水的質(zhì)量，kg ；me偏心載荷，kg ；mo設(shè)備在正常操作時的最大質(zhì)量，kg ；mmax塔設(shè)備在水壓試驗時的最大質(zhì)量，kg ；mmin塔設(shè)備在停工檢修時的最小質(zhì)量，kg ；mk距地面高度hk處的集中質(zhì)量，kg ；meq 設(shè)備的當(dāng)量質(zhì)量，kg ;fi風(fēng)壓咼度變化系數(shù)；q。各地區(qū)的基本風(fēng)壓，Pa ;K載荷組合系數(shù)；Ki 塔的體型系數(shù)；Kz 塔設(shè)備各計算段的風(fēng)振系數(shù)；K3籠式扶梯的當(dāng)量寬度，m ;K4 操作平臺的當(dāng)量寬度，m ;；脈動

21、增大系數(shù)； i 第i段的脈動影響系數(shù)；zi 第i段的體型系數(shù)；do 塔頂管線外徑；Ti 塔的自震周期，s ；Tg 各類產(chǎn)地的自震周期，s ；:' 地震影響系數(shù)；：i 第一振型的地震影響系數(shù)；Cz 綜合影響系數(shù)；ki 基本陣型參與系數(shù)；max地震影響系數(shù)的最大值；h 計算截面i - i距地面的距離，mm ；Fi 在截面i-i處的基本振型水平地震力，N ；F；亠一一塔任意質(zhì)點i處得垂直地震力，N ；-：Svm ax垂直地震影響系數(shù)的最大值；1裙座半錐角;截面i-i處地震彎矩，N mm ； M初一一設(shè)備任意截面 I-I的風(fēng)彎矩，N mm ； Me偏心彎矩，N mm；Mmax 設(shè)備最大彎矩，N

22、 mm ；Mmt 容器任意截面i-i最大彎矩，n mm ；Zsb 裙座底部截面的截面系數(shù)，mm3 ；2Asb 裙座底部截面積，mm ；Zsm 裙座開孔設(shè)人孔處得截面系數(shù)，mm3 ；Asm 裙座開孔設(shè)人孔處的截面積，mm2；試驗溫度下材料的許用應(yīng)力，MPa ；宙丨一一材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力，MPa ；G水壓試驗時的許用應(yīng)力，MPa ；6 材料的屈服強度，MPa ；內(nèi)壓計算壓力在筒體內(nèi)引起的軸向壓力，MPa8#操作物料時質(zhì)量載荷在筒體內(nèi)引起的軸向力,MPa ；最大彎矩在筒體內(nèi)引起的軸向力,MPa ；#二m；最大組合軸向壓應(yīng)力，MPa ；叭裙座材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力，MPa ；Zb 基礎(chǔ)環(huán)的

23、截面系數(shù)，mm3 ；A 基礎(chǔ)環(huán)的面積，mm1Ra 混凝土基礎(chǔ)的許用應(yīng)力，MPa ；n一地腳螺栓個數(shù)；di 地腳螺栓螺紋根徑 mm ；fr 強度削弱系數(shù)；2A開孔削弱所需的補強面積，mm；hi外側(cè)有效高度， mm ;h2內(nèi)側(cè)有效高度， mm ;A 多余金屬面積， mm2；A 接管多余金屬面積，mm2；A 接管處焊縫面積，mm2；A 有效補強面積， mm2；10#A所需另行補強面積,mm 2；?#第一章 設(shè)計方案的確定1.1設(shè)備性能將煙氣中的二氧化硫等有害物質(zhì)從煙氣中分離出來，吸收沉降最后達到凈 化煙氣的目的。1.2設(shè)備技術(shù)特性工作壓力：2.9MPa、工作介質(zhì)：水煤氣 ADA溶液、工作溫度：45

24、C、噴 淋量：180、設(shè)計風(fēng)壓：500Pa、地震烈度：8級1.3填料塔的選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計1.3.1筒體的選型選擇圓柱形筒體，圓柱形是最常見的一種壓力容器結(jié)構(gòu)形式。具有結(jié)構(gòu)簡單、 易于制造、便于在內(nèi)部裝設(shè)附件等優(yōu)點。而是目前制造和使用最多的一種筒體形 式，它采用鋼板在大型卷板機上卷成圓筒，經(jīng)焊接縱焊縫成為筒節(jié)，然后與封頭或端部法蘭組裝焊接成容器。所以選擇單層式卷焊式結(jié)構(gòu)。1.3.2封頭的選型根據(jù)所給條件選擇標準橢圓形封頭，由此可知：Dj/2hj=2由化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊表13-5知：k=1。結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖1-1封頭結(jié)構(gòu)示意圖由 JB/T4737-95 知：表1-1封頭結(jié)構(gòu)尺寸:公稱直徑D

25、N曲面咼度hi直邊高度h2內(nèi)表面積F /m2容積3V /m2100525405.031.361.3.3裙座的選型塔體常采用裙座支承，裙座形式根據(jù)承受載荷情況不同，可分為圓筒形和圓 錐形兩類。圓筒形裙座制造方便、經(jīng)濟上合理，故廣泛應(yīng)用。又因為DN 1m >但H / DN : 30，所以不需要設(shè)置較多的地腳螺栓及足夠大承載面積的基礎(chǔ)環(huán)。 此時，圓筒形裙座的結(jié)構(gòu)尺寸可以滿足地腳螺栓的合理布置。因采用圓筒形裙座。結(jié)構(gòu)：圓筒形裙座由裙座筒體、基礎(chǔ)環(huán)、地腳螺栓座、人孔、排氣孔、引出 管通道等組成。其中筒體與裙座的焊接形式選如取下結(jié)構(gòu)：1314切疑圖1-2裙座的焊接形式1.3.4人孔的選取根據(jù)已知條件

26、，由化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊HG21514-95及公稱壓力選擇回轉(zhuǎn)蓋帶勁對焊法蘭人孔，人孔選用Q345R。人孔尺寸由化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊表 23-1-13得所選人孔結(jié)構(gòu)表如下：表1-2人孔結(jié)構(gòu)表密圭寸面型式公稱壓力PN公稱壓力DNdwsdDD1H1H2b凹凸面MFM型4.0500530"449575567029013562b1b2ABLdo螺柱數(shù)量螺母數(shù)量螺柱直徑漢長度總質(zhì)量kg5560430225300302040M39 匯 225413人孔的型式:圖1-3人孔的形式1.3.5接管的選取根據(jù)工藝條件，選取接管材料為20號鋼，20號鋼=1 4MT P a ( 1n6查HG20

27、553-1993化工配管用無縫及焊接鋼管尺寸la系列表4.1.1得：本設(shè)備的接管尺寸按其公稱尺寸的不同列表如下表1-3接管尺寸公稱直徑DN外徑mm壁厚和理論重量sch40ABmmkg /m151/221.32.91.3280388.95.611.502008219.18.041.6525010273.08.857.33根據(jù)GB150鋼制壓力容器中相關(guān)規(guī)定:26e而接管都符合規(guī)定所以滿足要求其中各類接管中的彎管選擇如下：圖1-4彎管結(jié)構(gòu)示意圖根據(jù)GBT12459 2005鋼制對焊無縫管件知:表1-4彎管結(jié)構(gòu)尺寸公稱尺寸mm中心面至端面A mm801142003051.3.6接管法蘭的選取（1）法

28、蘭及密封面的選?。河蒆GT20592 20635-2009鋼制管法蘭、墊片和緊固件表 3-2-2及該設(shè)備公稱壓力選?。╓N），密封面型式選取突面（RF）。其帶頸對焊法蘭結(jié)構(gòu)尺寸按圖8.2.3和表823-4規(guī)定：圖1-5法蘭結(jié)構(gòu)示意圖根據(jù)HG/T205922009選擇密封面尺寸如下:表1-5密封面結(jié)構(gòu)尺寸公稱尺寸dDN密封面公稱尺寸151288025820031225040本設(shè)備的接管法蘭尺寸按其公稱尺寸的不同列表如下表1-6接管法蘭尺寸公稱尺寸DN鋼管外徑法蘭焊端外徑AA類連接尺寸法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔直徑L螺栓孔數(shù)量n螺栓Th1521.39565144M128088.920016

29、0188M16200219272502734503853312M30疋 2續(xù)上表公稱尺寸DN法蘭厚度C法蘭頸NA類S>H1宏R法蘭高度H1516322.0643880241053.212858200342446.3161088250383067.11812105(2)選擇管法蘭墊片由HG/T20641-2009表3.0.2選用墊片形式表1-7墊片型式選用表墊片型式公稱壓力PN公稱尺寸DN最高使用溫度密圭寸面型式密圭寸面的 表面粗糙 度Ra (4m)法蘭型式非石棉纖維橡膠板<4010L 2000290凹面/凸面3.2L12.5帶頸對焊法蘭由HG/T 2060

30、6-2009表4.0.2-3得凹凸面墊片尺寸表1-8墊片尺寸mm公稱尺寸DN墊片內(nèi)徑D1墊片外徑D2墊片厚度T15223980891201.5200220259250273312(3)管法蘭緊固件選取由HG/T20641-2009表3.0.3-1查螺栓/螺母的選用表1-9螺栓/螺母的選用螺栓/螺母緊固件強度公稱壓力等級使用溫度°C型式標準規(guī)格材料全螺紋螺柱U型六角螺 母(粗牙、細牙)HG/T20613M10 M330Cr18Ni19低< PN160-196 L+800由HG/T20613-2009表5.0.7-1選凹面/凸面時螺柱長度代號Lzr由HG/T20641-2009表5

31、.0.7-12查法蘭配用螺柱長度和質(zhì)量表1-10螺柱長度和質(zhì)量公稱尺寸DN螺紋數(shù)量 n （個）螺柱Lzr( mm)質(zhì)量kg15M124705680M16895152200M2712145667250M3012155868質(zhì)量為每1000件的近似質(zhì)量緊固件用平墊圈由HG/T20641-2009附錄 A 選用平墊圈 A 級(GB/T 97.2)300HV圖1-6 平墊圈表1-11緊固件用平墊圈尺寸dM12M16M27M30d113172831d224305056h2.53441.3.7填料的選擇填料是填料塔的核心內(nèi)件，它為氣液兩相接觸進行傳質(zhì)和換熱提供了表面,與塔的其它內(nèi)件共同決定了填料塔的性能由

32、塔設(shè)備本脫硫塔選擇陶瓷拉西環(huán)填料和陶瓷矩鞍填料。拉西環(huán)是一個外徑和高度相等的空心圓柱體，它的空隙率比碎石等物狀填充物大，且內(nèi)外表面都可用作氣液接觸面，其結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，故廣泛應(yīng)用。由塔設(shè)備表5-1知的特征數(shù)據(jù)（亂堆）表1-12陶瓷拉西環(huán)填料的特性數(shù)據(jù)公稱尺寸外徑漢高壁厚堆積個數(shù)堆積密度mmmmmm個/ m3kg / m35050x504.56000457比表面積空隙率干填料因子濕填料因子m2 / m3m3 / m31/m1/m9381177220為了防止拉西環(huán)亂堆造成堵塞，在填料底層鋪一層整砌的陶瓷矩鞍填料， 其相互重疊的部分較少、空隙率較大，故填料表面利用率高。由塔設(shè)備表5-16知陶瓷矩

33、鞍填料的特征數(shù)據(jù)（整砌）表1-13陶瓷矩鞍填料的特性數(shù)據(jù)公稱尺寸外徑漢咼壁厚堆積個數(shù)堆積密度mmmmmm個/ m3kg / m350754558710538比表面積空隙率干填料因子濕填料因子m2 / m3m3 / m31/m1/m1030.7822161221.3.8 除沫器的選擇當(dāng)塔內(nèi)操作氣速較大時，會出現(xiàn)塔頂沫夾帶。這不但造成物料的流失， 也使塔的效率降低，同時還可能造成環(huán)境的污染。為了避免這種情況，需在塔頂 設(shè)置除沫裝置，從而減少液體的夾帶損失。確保氣體的純度，保證后續(xù)設(shè)備的正常操作。常用的除沫器裝置有絲網(wǎng)除沫器、折流板除沫器以及旋流板除沫器。絲網(wǎng)除沫器由于其比表面積大、空隙率大、結(jié)構(gòu)簡

34、單、使用方便、壓降小以及除沫效率高等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于填料塔的除沫裝置中。根據(jù)塔設(shè)備選擇，由塔設(shè)備表 8-6知其基本參數(shù)：表1-14上裝式絲網(wǎng)除沫器基本參數(shù)公稱直徑DN主要外形尺寸mmHH1H2D質(zhì)量kg20001003601900176150410204注：D為絲網(wǎng)除沫器的有效直徑，根據(jù)支承件的結(jié)構(gòu)確定絲網(wǎng)的質(zhì)量是SP型氣液過濾網(wǎng)網(wǎng)塊的質(zhì)量其結(jié)構(gòu)尺寸見下圖1.3.9填料支承裝置填料的支承裝置安裝在填料層德底部，其作用是支承操作時填料層的重量； 保證足夠的開孔率，使氣液兩相能自由通過。因此不僅要求支承裝置具有足夠的 強度和剛度，而且要求結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝。由塔設(shè)備填料支承裝置所述，選擇梁型氣體噴

35、射式支承板作為本脫硫塔 的支承裝置，其是目前性能最優(yōu)的大塔支承板。由塔設(shè)備表5-49，支承板波形尺寸（mm）表1-15支承板形式尺寸塔徑波形波形尺寸b漢Ht900L 4000300 域 300300支承板結(jié)構(gòu)尺寸見塔設(shè)備表 5-50知：表1-16支承板結(jié)構(gòu)尺寸塔徑支承板外徑支承板分塊數(shù)支承板梁數(shù)支承圈寬度支承圈厚度2100206075014圖1-8支承板結(jié)構(gòu)示意圖支承板結(jié)構(gòu)尺寸見塔設(shè)備表 5-51知：表1-17支承板的特性塔徑DNmm自由截面%支承板允許載荷，N碳鋼不銹鋼2100102890901075601.3.10填料的液體分布器液體分布器安裝于填料上部，它將液相加料及回流液均勻地分布到填

36、料的表 面上，形成液體的初始分布。由塔設(shè)備液體分布裝置和塔徑選擇排管式噴淋器， 本塔采用的是液體由 水平主管一側(cè)引入，通過支管上的小孔向填料層噴淋。其結(jié)構(gòu)見圖5-19圖1-9水平引入管排管式噴淋器查表塔設(shè)備5-40得排管式噴淋器的設(shè)計參考數(shù)據(jù)表1-18排管式噴淋器的設(shè)計參考數(shù)據(jù)塔徑DNmm主管直徑mm支管排數(shù)排管外緣直徑mm最大體積流量m3/h200010061940781.3.11填料的液體再分布器當(dāng)液體沿填料層向下流動時，具有流向塔壁而形成“壁流”的傾向。結(jié)果造 成液體分布不均勻，降低傳質(zhì)效率。嚴重時使塔中心的填料不能被液體濕潤而形 成“干堆”。為此，必須將填料分段，在各段填料之間需要將上

37、一段填料下來的 液體收集再分布。液體再分布裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計與液體分布裝置相同，但需配備適宜的液體收集裝置。由塔設(shè)備液體再分布裝置，選梁型再分布器，其適用于1200mm以上的大塔。為了便于制造安裝，設(shè)計成可拆結(jié)構(gòu)，整個再分布器由多條梁型構(gòu)件拼 裝而成。梁型再分布器的操作彈性為4,它的設(shè)計參數(shù)見表5-57.表1-19梁型再分布器設(shè)計參數(shù)塔徑DNmm盤外徑D1 mm螺栓圓直徑D? mm分塊數(shù)升氣管數(shù)液體負荷范圍3m /h2000197518351969.0-340ArgI III 也r-1iuF dL】訐-K-KT 干萼 一圖1-10梁型再分布器結(jié)構(gòu)見塔設(shè)備圖5-4827#1.3.12填料壓板填料塔在

38、大壓力降下操作，由于氣體沖擊和負荷波動，如果沒有填料壓板或 床層限制器。將會發(fā)生以下情況：對于填料壓板：填料層頂部的填料將發(fā)生移動，跳躍或撞擊，嚴重時會使填 料破碎。由塔設(shè)備填料壓板，選擇床層限制板，其結(jié)構(gòu)見圖5-54.#圖1-11床層限制板#床層限制板與壓板結(jié)構(gòu)類似，但重量較輕，一般為300N/m2左右。床層限制板必須固定于塔壁，否則將失去作用。當(dāng)塔徑 D 1200mm時，則限制板外徑 比塔的內(nèi)徑小25 L 38mm。表1-20填料塔附屬結(jié)構(gòu)類別形式結(jié)構(gòu)特點適用范圍優(yōu)缺點簡圖液體分布器沖擊式噴淋器液體直接由 管口流出， 沖擊到下設(shè) 的反射板后 被分散灑落應(yīng)用較少優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡 單、便宜、易于安

39、裝 缺點：噴淋不 均勻液體流 向塔壁使大 塔中的頂部 填料無效14屈I .:什* 拳I28第二章筒體及封頭的設(shè)計2.1選擇材料2.1.1受壓元件根據(jù)設(shè)計溫度Tc =45 C、設(shè)計壓力P =2.9MPa、介質(zhì)特性和操作特點及材 料的強度、塑性、韌性、制造性能和與介質(zhì)相容性，選用 Q345R低合金鋼為本 脫硫塔筒體和封頭的材料。2.1.2非受壓元件接管、法蘭等非受壓元件選用20號鋼。其中根據(jù)設(shè)計所需要求人孔、裙座、補強圈選用Q345R、地腳螺栓選用30CrMoA.2.2.設(shè)計技術(shù)參數(shù)設(shè)計壓力P =2.9MPa設(shè)計溫度TC =45 C設(shè)計風(fēng)壓500N /M 3地震烈度8級水壓試驗時，液柱靜壓力：Pl

40、 二動（2-1）式中：'-水的密度，kg/m3 ；g-重力加速度，N/kg ；H -塔體總咼，m ;H 總二 H 筒 2 H 封二 285002 565 = 29360Pl = ：gH 總=1000 9.81 29.360 =0.3M Pa；液柱靜壓力Pl =0.3設(shè)計壓力的5%,故計入計算壓力中，則計算壓力 Pc =1.1 P 0.3 =3 -19MPa2.3筒體厚度的計算查GB150許用應(yīng)力表得 Q345R在45 C時的的許用應(yīng)力 t I =185MPa , (16L 36mm )。筒體的計算厚度：a _PcDi2- pc( 2-2)式中：FC -計算壓力，MPa ；-筒體的計算厚

41、度，mm ；Dj -筒體的內(nèi)徑，mm ；t 1 -材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力，MPa ；-焊接接頭系數(shù)， 焊接接頭采用V坡口雙面焊接，采用局部無損檢測，由焊接接頭系數(shù)表查得=0.85 oC為厚度附加量，C C2， C1為厚度負偏差，根據(jù)化工容器及設(shè) 備簡明設(shè)計手冊表11 -4得鋼板厚度為8L25時，C 0.8mm。 C2為腐蝕裕量，對于低合金鋼C2不小于1mm，取C2=2mm。PcD：2 "- Pc二 21.52mm3.19 21002 185 0.85 -3.19設(shè)計厚度、d 二、 C2 =21.52 2 =23.52mm名義厚度、n 二、d G =23.52 - 0.8 =24.

42、31mm圓整后取名義厚度s = 26mm則有效厚度 飛-C =26 一2.8 = 23.2mm檢查當(dāng)=26mm時，Q345R的許用應(yīng)力 J =185MPa沒有變化，.取名義厚度、n = 26mm。2.4封頭厚度的計算查GB150許用應(yīng)力表得 Q345R在45 C時的的許用應(yīng)力 t Ul85MPa(16L 36 )。封頭的計算厚度:式中：PC -芯 _PCD一2" -0.5pC計算壓力，MPa ；(2-3)33#封頭的計算厚度，mm ；Di -封頭的內(nèi)徑，mm ；t丨-材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力,MPa ；-焊接接頭系數(shù)，焊接接頭采用V坡口雙面焊接，采用局部無#損檢測，由焊接接頭系數(shù)表

43、查得=0.85。C為厚度附加量，C C2， C1為厚度負偏差，根據(jù)化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊表11-4得鋼板厚度為8_ 25mm時，C0.8mm。C?為腐蝕3.19 2100裕量，對于低合金鋼C2不小于1mm，取C2=2mm。21.41mm-0.5pC 2 185 0.85-0.5 3.19設(shè)計厚度、dC2 =21.41 2= 23.41mm名義厚度 r V'd G =23.41 0.8=24.21mm圓整后取名義厚度s = 26mm則有效厚度 飛-C =26 一2.8 = 23.2mm檢查當(dāng)、：n =26mm時，Q345R的許用應(yīng)力J f =185MPa沒有變化，且其有效 厚度不小于

44、封頭內(nèi)徑的0.15%，即：e 0.15% Di 3.15 mm。故該標準橢圓形封頭 取其名義厚度、：n =26mm。2.5裙座的厚度計算由于筒體內(nèi)徑與筒體封頭外徑相等， 焊縫必須采用全溶透的連續(xù)焊，裙座的 厚度與筒體的厚度相同，為26mm。2.6水壓試驗及強度校核對于內(nèi)壓容器：試驗壓力按下式計算Lr Pt=1.25P（ 2-4）取水壓試驗時液體溫度為20 C式中：Pt -液壓試驗壓力；P -設(shè)計壓力丨-試驗溫度下材料的許用應(yīng)力，20 C時Q345R的一丨-185MPa ；f -設(shè)計溫度下材料的許用應(yīng)力,45 C 時 Q345R的f =185MPa ；所以PTkr = 1.25 3.19 =3.

45、99MPa35#水壓試驗應(yīng)力校核公式(Pt rH)(Dj *)豈 0.9J(2-5)#式中二t -試驗壓力下圓筒應(yīng)力，MPa ；PT -耐壓試驗壓力，當(dāng)設(shè)計考慮液體靜壓力時，應(yīng)當(dāng)加上液體靜壓力;飛-筒體有效厚度，mm ；6 -筒體屈服強度，查化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊 對于Q345R:；s =325MPa ；(Pt rH)(Di不等式左邊:2e(3.990.3)(210023.2)2 漢 23.2=196.3MPa不等式右邊：0.9；s = 0.9 325 0.85 = 248.63MPa由上可見："乞09s'故水壓試驗合格。37第二章 設(shè)備承受的各種載荷3.1塔的質(zhì)量載荷計

46、算塔設(shè)備的質(zhì)量載荷包括：塔體圓筒、封頭、裙座質(zhì)量moi ;塔內(nèi)件如塔盤或填料的質(zhì)量m02 ;保溫材料的質(zhì)量mos ；操作平臺及扶梯的質(zhì)量m04;操作時物料 的質(zhì)量m°5;塔附件如人孔、接管、法蘭等質(zhì)量 ma ;水壓試驗時充水的質(zhì)量mw ； 偏心載荷me;3.1.1塔體圓筒、封頭、裙座質(zhì)量moimoi = 口筒 2 m封 m 裙(3-1)m筒：筒體高28.5m口筒=二Djh' e3= 3.14 2.1 28.5 0.0232 7.85 10=35405.82kgm封：選用標準橢圓形封頭，查壓力容器設(shè)計手冊表 2-2-4查得，當(dāng)DN = 2100mm >-26mm 時 m封

47、=1026.6kg.2m封二 2 1026.6 = 2053.2kgm裙：取高度為1.65m查化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊表 7 -1知低合金鋼 Q345R 的密度? =7.85 103kg/m3。裙座的 Di =2100 2、n =2100 2 26 =2152mmm裙二二 Djh、e= 3.14 2.152 1.65 0.016 7.85 103=1400.38kg故 m01 = m筒 2m封 m裙=2053.2 1400.38 35405.82 二 38859.4kg3.1.2塔內(nèi)件如塔盤或填料的質(zhì)量m02構(gòu)件質(zhì)量取設(shè)備內(nèi)填料質(zhì)量的110%填料選陶瓷拉西環(huán)50 50 4.5亂堆，密度為45

48、7kg/m3。陶瓷矩鞍形75 45 5整砌，密度為538kg/m3。根據(jù)塔的條件設(shè)置填料整體高度為10.3m，其中陶瓷矩鞍形 h2 =0.48 0.48 0.1 =1.06m ；拉西環(huán) 0 = 10.3 -1.06 = 9.24m ； 陶瓷拉西環(huán) ：V1Di2h1 =9.242.12 =31.99m344m拉=入 V1 =31.99 457 = 14618.29kgJTJT陶瓷矩鞍形 ：V2Dj2h2=1.062.12 =3.67m344m陶二嘉 V2 =538 3.67 = 1974.24kgm°2 =1.1(m 拉 m 陶)=1.1(14618.29 1974.24) = 182

49、51.79kg3.1.3保溫材料的質(zhì)量m。3由于設(shè)備操作溫度:50 C故不設(shè)保溫層，所以m03=03.1.4操作平臺及扶梯的質(zhì)量m04查化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊表16 -1知所選平臺、扶梯質(zhì)量:表3-1平臺、扶梯質(zhì)量名稱鋼制平臺kg /m籠式扶梯kg /m質(zhì)量15040m°3 = 口平m扶(3-2)39人孔、進料口、上封頭需設(shè)置平臺。進料口設(shè)置 180 C平臺，上封頭設(shè)置全 平臺，五個人孔設(shè)置五個平臺，以7個全平臺計算。平臺離塔體間隙為100mm, 平臺寬B為1m、高為1.2m的雙橫檔平臺。Di 2、n 2 B 2 0.1、2/Di 2：-n 2 0.12S平 八()- 二()c

50、一 ，2.1 +2x0.026 + 2x1 + 2x0.12 c , ,2.1 + 2x 0.0 2 62x 0.1、2= 3.14 () -3.14 ()2 2= 14.88-4.352= 10.53mm平=150 7S平=150 7 10.53 = 11058.18kg扶梯下一級踏高出地面0.45m，上一級到圭寸頭。.m扶=40 (28.5 1.65 -0.45) = 1188kg故 mgm平 m扶 =11058.18 1188 =12246.18kg3.1.5操作時物料的質(zhì)量m05m05 =V|Wr V2r(3-3)式中：M -各吸收段處的體積，m3;w-塔內(nèi)液體持液量，0.25m3液體/m3填料；r -工作介質(zhì)密度，kg/m3 ； ADA溶液的r =1200kg/m3V4 - 塔釜積液量，m3 ； V2 =VM + h Di24i-液面距封頭焊縫接頭的距離，m ; h = 1.55mV封-封頭容積