水吸收丙酮填料塔設計化工課程設計doc

1、化工設計任務書（一） 設計題目：水吸收丙酮填料塔設計（二） 設計任務及操作條件1） 氣體處理量2200Nm3 /h2） 進塔氣體含丙酮1.82%（Vol），相對濕度70%，濕度35。C3） 進塔吸收劑（清水）的溫度 25。C水洗4） 丙酮吸收率95%5） 操作壓強：常壓（三） 設備內(nèi)容1設計方案的確定及流程說明2填料塔的塔徑、塔高及填料層壓降的計算3填料塔附屬結構的選型及設計4塔的機械強度校核5設計結果列表或設計一覽表6填料塔的裝配圖7對設計結果的自我評價、總結與說明(四) 設計主要參考書1 柴誠敬等，化工原理課程設計，天津科學技術出版社2 潘國昌等，化工設備設計，清華大學出版社3 顧芳珍，化

2、工設備設計基礎，天津大學出版社，19974 化工設備設計中心站，材料與零部件，上?？茖W技術出版社，19825 化學工業(yè)部化工設計公司主編，化工工藝算圖 第一冊 常用物料物性數(shù)據(jù)，化學工業(yè)出版社，19826 機械設計手冊，化學工業(yè)出版社，19827 茅曉東，典型化工設備機械設計指導，華東理工大學出版社，19958 刁玉瑋，化工設備機械基礎，大連理工大學出版社9 賀匡國，簡明化工設備設計手冊，化工出版社10 GB150-89 鋼制壓力容器（全國壓力容器標準委員會） 學苑出版社用水吸收丙酮屬易溶氣體的吸收過程為提高傳質效率，選用逆流吸收過程。因用水作吸收劑，若丙酮不作為產(chǎn)品，則采用純?nèi)軇蝗舯鳛?/p>

3、產(chǎn)品，則采用含一定丙酮的水溶液?，F(xiàn)以純?nèi)軇槔M行設計。手冊 1 查得25查手冊 溶液的黏度，；容積的摩爾質量，；溶質的摩爾體積，溶劑的締合因子（水為2.26）30擴散系數(shù)，；P總壓強，；T溫度，K；分別為AB兩種物質的摩爾質量，kg/kmol；分別為A，B兩物質的分子體積，25時95%35進塔氣體體積流量Vs=V0 M3 化原下冊表35查得=2.088×0.00689=0.0439=0（聚氯乙烯） 由 ，查常見填料的形狀系數(shù)表得 （開孔環(huán)）則 由 ，得 則.6m 1、液體分布器的選型液體負荷較小，故選用排管式噴淋器點/m2 7 噴淋密度=246×(0.785×0

4、.72)=70， 得布液點數(shù)n=70，式中 ：小孔直徑，m n：布液點個數(shù)，個 ：孔流系數(shù)（雷諾數(shù)大于1000的情況下，可取0.600.62） g：重力加速度，m/s2 h：液位高度，m得布液點數(shù)n=70，噴淋密度=70/(0.785×0.72)=246點/m2進氣管：進出口氣速按1215m/s設計取14m/s計算：查手冊得：用一般中低壓無縫鋼管：液體進料管：流速按35計算化機部分一、 設計條件塔體與裙座的機械設計條件如下：（1） 塔體內(nèi)徑，塔高取H=9000mm：圓筒：7425mm，裙座：1400mm（2） 計算壓力，設計溫度t=35（3） 設置地區(qū)：基本風壓值，地震設防烈度為8度

5、，場地土壤：類，設計地震分組第二組，設計基本地震加速度為0.40g（4） 塔內(nèi)裝有塑料聚氯乙烯階梯環(huán)散堆填料4.0m，填料密度為57.5kg/m3（5） 在卸料口處和塔頂各加一個圓形平臺。平臺寬度：B=800mm，高度H=1000mm。（6） 在裙座上開一個檢查孔，在填料層下端、進氣管上部開兩個手孔，裙座高度取1400mm，圓筒形。（7） 塔體與封頭材料選用Q235-B，其，。（8） 裙座材料選用Q235-B，。（9） 塔體與封頭對接焊接，塔體焊接接頭系數(shù)=0.85（10） 塔體、封頭與裙座壁厚附加量C=2mm。二、 按計算壓力計算塔體與封頭厚度1、 塔體厚度計算： 考慮到壁厚附加量C=2mm

6、，運輸、安裝等，經(jīng)圓整。取。2、 封頭厚度計算采用標準橢圓封頭：考慮到壁厚附加量C=2mm，運輸、安裝等，經(jīng)圓整取三、 塔設備的質量載荷計算1、 筒體圓筒、封頭和裙座質量說明：（1）塔體圓筒總高度 （2）查得DN=700mm，厚度8mm的圓筒質量為139kg/m （3）查得DN=700mm，厚度8mm的封頭質量為37.7kg（封頭曲面深度175mm，直邊高度25mm）。 （4）裙座高度1400mm，（厚度按8mm計）。2、塔內(nèi)構件質量說明：支承裝置近似按篩板塔盤質量計算為65kg/m23、平臺、扶梯質量說明：由手冊查得，平臺質量：，籠式扶梯質量：，籠式扶梯總高，平臺數(shù)量：n=2.4、操作時物料

7、質量說明：5、附件質量按經(jīng)驗取附件質量為6、充水質量7、各種質量載荷匯總（將全塔分成3段）塔段011223合計塔段長度70070076009000手孔與平臺數(shù)1034填料層001197.31351107.713401691692828145014615545250724.333.8276.93355529022957149.6251.83410.63812各塔段最小質量149.6196.82868.43170全塔操作質量全塔最小質量水壓試驗時最大質量四、 風載荷與風彎矩計算1、 風載荷計算查表得，設籠式扶梯與塔頂管線布置成90°，取下列兩式中的較大者：式中：式中：式中：取兩者中的較大

8、值，故?。?）式中的所以同理各段風載荷計算結果計算段平臺數(shù)17003000.71.71.000.700111627927003000.71.71.001.4001116279376003000.71.71.009.02421172146692、 風彎矩計算截面00截面11截面22五、 地震彎矩計算 取第一振型阻尼比（脈動增大系數(shù)）為則衰減指數(shù)塔的總高度H=9000mm全塔操作質量=3816.6kg重力加速度g=9.81m/s2地震影響系數(shù)10查手冊得查手冊得計算截面距地面高度h：00截面：h=011截面：h=700mm22截面：h=1400mm地震彎矩計算截面00截面11 截面22六、 各種載

9、荷引起的軸向應力1、 計算壓力引起的軸向拉應力其中，2、 操作質量引起的軸向壓應力截面00截面11式中，截面22式中3、 最大彎矩引起的軸向應力截面00其中截面11其中 截面22其中七、 塔體與裙座危險截面的強度與穩(wěn)定校核 1、塔體的最大組合軸向拉應力校核 截面22塔體的最大組合軸向拉應力發(fā)生在正常操作時的22截面上。其中滿足要求。2、 塔體與裙座的穩(wěn)定校核截面22塔體22截面上的最大組合軸向壓應力滿足要求。其中截面11塔體11截面上的最大組合軸向壓應力滿足要求。其中，截面00塔體00截面上的最大組合軸向壓應力滿足要求。其中各危險截面強度與穩(wěn)定校核匯總項目計算危險截面001122塔體與裙座有效

10、厚度666截面以上的操作質量38123662.43410.6計算截面面積131881618513188計算截面的抗彎截面系數(shù)最大彎矩最大允許軸向拉應力115.3最大允許軸向壓應力/MPa164.4164.4164135.6135.6135.6計算壓力引起的軸向拉應力002.95操作質量引起的軸向壓應力2.842.222.54最大彎矩引起的軸向壓應力10.967.137.69最大組合軸向拉應力8.1最大組合軸向壓應力13.239.3510.23強度與穩(wěn)定性校核強度滿足要求穩(wěn)定性滿足要求滿足要求滿足要求八、 塔體水壓試驗 水壓試驗時各種載荷引起的應力1、 試驗壓力和液柱靜壓力引起的環(huán)向應力2.試驗

11、壓力引起的軸向應力 3.最大質量引起的軸向應力 4.彎矩引起的軸向應力 九、水壓試驗時應力校核1、筒體環(huán)向應力校核 滿足要求。1、 最大組合軸向拉應力校核滿足要求。2、 最大組合軸向壓應力校核滿足要求。九、 基礎環(huán)設計1、 基礎環(huán)尺寸2、 基礎環(huán)的應力校核取以上兩者中的較大值，選用75號混凝土，其許用應力為，滿足要求。3、 基礎環(huán)的厚度基礎環(huán)材料的許用應力為按有筋板時計算基礎環(huán)厚度： 11圓整后取十、 地腳螺栓計算1、 地腳螺栓承受的最大拉應力2、地腳螺栓的螺紋小徑，選取地腳螺栓個數(shù)n=16, 查得的螺栓的螺紋小徑=20.752mm，故選用16個的地腳螺栓完全滿足要求。參考文獻：1 J.A迪安主編，蘭氏化學手冊M.北京：科學出版社，2003年2 時鈞，汪家鼎，陳敏恒等主編，化學工程手冊第二版上卷M，北京：化學工業(yè)出版社，1996.1。3 姚玉英.化工原理：上冊，下冊M.天津：天津科學技術出版社，2009年。4 化學工業(yè)部化工設計公司主編, 化工工藝算圖 第一冊 常用物料物性數(shù)據(jù), 化學工業(yè)出版社，1982。5 張受謙.化工手冊：上卷M.濟南：山東科學技術出版社，1986年。6 匡國柱，史啟才.化工單元過程及設備課程設計M.北京：化學工業(yè)