水吸收丙酮填料塔設(shè)計(jì)化工課程設(shè)計(jì)doc

1、化工設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（一） 設(shè)計(jì)題目：水吸收丙酮填料塔設(shè)計(jì)（二） 設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件1） 氣體處理量2200Nm3 /h2） 進(jìn)塔氣體含丙酮1.82%（Vol），相對(duì)濕度70%，濕度35。C3） 進(jìn)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(qiáng)：常壓（三） 設(shè)備內(nèi)容1設(shè)計(jì)方案的確定及流程說(shuō)明2填料塔的塔徑、塔高及填料層壓降的計(jì)算3填料塔附屬結(jié)構(gòu)的選型及設(shè)計(jì)4塔的機(jī)械強(qiáng)度校核5設(shè)計(jì)結(jié)果列表或設(shè)計(jì)一覽表6填料塔的裝配圖7對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的自我評(píng)價(jià)、總結(jié)與說(shuō)明(四) 設(shè)計(jì)主要參考書(shū)1 柴誠(chéng)敬等，化工原理課程設(shè)計(jì)，天津科學(xué)技術(shù)出版社2 潘國(guó)昌等，化工設(shè)備設(shè)計(jì)，清華大學(xué)出版社3 顧芳珍，化

2、工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，天津大學(xué)出版社，19974 化工設(shè)備設(shè)計(jì)中心站，材料與零部件，上海科學(xué)技術(shù)出版社，19825 化學(xué)工業(yè)部化工設(shè)計(jì)公司主編，化工工藝算圖 第一冊(cè) 常用物料物性數(shù)據(jù)，化學(xué)工業(yè)出版社，19826 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社，19827 茅曉東，典型化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)，華東理工大學(xué)出版社，19958 刁玉瑋，化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)，大連理工大學(xué)出版社9 賀匡國(guó)，簡(jiǎn)明化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)，化工出版社10 GB150-89 鋼制壓力容器（全國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)） 學(xué)苑出版社用水吸收丙酮屬易溶氣體的吸收過(guò)程為提高傳質(zhì)效率，選用逆流吸收過(guò)程。因用水作吸收劑，若丙酮不作為產(chǎn)品，則采用純?nèi)軇?；若丙酮作?/p>

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

4、.72)=70， 得布液點(diǎn)數(shù)n=70，式中 ：小孔直徑，m n：布液點(diǎn)個(gè)數(shù)，個(gè) ：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(diǎn)數(shù)n=70，噴淋密度=70/(0.785×0.72)=246點(diǎn)/m2進(jìn)氣管：進(jìn)出口氣速按1215m/s設(shè)計(jì)取14m/s計(jì)算：查手冊(cè)得：用一般中低壓無(wú)縫鋼管：液體進(jìn)料管：流速按35計(jì)算化機(jī)部分一、 設(shè)計(jì)條件塔體與裙座的機(jī)械設(shè)計(jì)條件如下：（1） 塔體內(nèi)徑，塔高取H=9000mm：圓筒：7425mm，裙座：1400mm（2） 計(jì)算壓力，設(shè)計(jì)溫度t=35（3） 設(shè)置地區(qū)：基本風(fēng)壓值，地震設(shè)防烈度為8度

5、，場(chǎng)地土壤：類(lèi)，設(shè)計(jì)地震分組第二組，設(shè)計(jì)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(gè)圓形平臺(tái)。平臺(tái)寬度：B=800mm，高度H=1000mm。（6） 在裙座上開(kāi)一個(gè)檢查孔，在填料層下端、進(jìn)氣管上部開(kāi)兩個(gè)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(duì)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(jì)算壓力計(jì)算塔體與封頭厚度1、 塔體厚度計(jì)算： 考慮到壁厚附加量C=2mm

6、，運(yùn)輸、安裝等，經(jīng)圓整。取。2、 封頭厚度計(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭：考慮到壁厚附加量C=2mm，運(yùn)輸、安裝等，經(jīng)圓整取三、 塔設(shè)備的質(zhì)量載荷計(jì)算1、 筒體圓筒、封頭和裙座質(zhì)量說(shuō)明：（1）塔體圓筒總高度 （2）查得DN=700mm，厚度8mm的圓筒質(zhì)量為139kg/m （3）查得DN=700mm，厚度8mm的封頭質(zhì)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(jì)）。2、塔內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量說(shuō)明：支承裝置近似按篩板塔盤(pán)質(zhì)量計(jì)算為65kg/m23、平臺(tái)、扶梯質(zhì)量說(shuō)明：由手冊(cè)查得，平臺(tái)質(zhì)量：，籠式扶梯質(zhì)量：，籠式扶梯總高，平臺(tái)數(shù)量：n=2.4、操作時(shí)物料

7、質(zhì)量說(shuō)明：5、附件質(zhì)量按經(jīng)驗(yàn)取附件質(zhì)量為6、充水質(zhì)量7、各種質(zhì)量載荷匯總（將全塔分成3段）塔段011223合計(jì)塔段長(zhǎng)度70070076009000手孔與平臺(tái)數(shù)1034填料層001197.31351107.713401691692828145014615545250724.333.8276.93355529022957149.6251.83410.63812各塔段最小質(zhì)量149.6196.82868.43170全塔操作質(zhì)量全塔最小質(zhì)量水壓試驗(yàn)時(shí)最大質(zhì)量四、 風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩計(jì)算1、 風(fēng)載荷計(jì)算查表得，設(shè)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(fēng)載荷計(jì)算結(jié)果計(jì)算段平臺(tái)數(shù)17003000.71.71.000.700111627927003000.71.71.001.4001116279376003000.71.71.009.02421172146692、 風(fēng)彎矩計(jì)算截面00截面11截面22五、 地震彎矩計(jì)算 取第一振型阻尼比（脈動(dòng)增大系數(shù)）為則衰減指數(shù)塔的總高度H=9000mm全塔操作質(zhì)量=3816.6kg重力加速度g=9.81m/s2地震影響系數(shù)10查手冊(cè)得查手冊(cè)得計(jì)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(jì)算截面00截面11 截面22六、 各種載

9、荷引起的軸向應(yīng)力1、 計(jì)算壓力引起的軸向拉應(yīng)力其中，2、 操作質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)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(yīng)力截面00其中截面11其中 截面22其中七、 塔體與裙座危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度與穩(wěn)定校核 1、塔體的最大組合軸向拉應(yīng)力校核 截面22塔體的最大組合軸向拉應(yīng)力發(fā)生在正常操作時(shí)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(yīng)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(yīng)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(yīng)力滿足要求。其中各危險(xiǎn)截面強(qiáng)度與穩(wěn)定校核匯總項(xiàng)目計(jì)算危險(xiǎn)截面001122塔體與裙座有效

10、厚度666截面以上的操作質(zhì)量38123662.43410.6計(jì)算截面面積131881618513188計(jì)算截面的抗彎截面系數(shù)最大彎矩最大允許軸向拉應(yīng)力115.3最大允許軸向壓應(yīng)力/MPa164.4164.4164135.6135.6135.6計(jì)算壓力引起的軸向拉應(yīng)力002.95操作質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力2.842.222.54最大彎矩引起的軸向壓應(yīng)力10.967.137.69最大組合軸向拉應(yīng)力8.1最大組合軸向壓應(yīng)力13.239.3510.23強(qiáng)度與穩(wěn)定性校核強(qiáng)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(yàn) 水壓試驗(yàn)時(shí)各種載荷引起的應(yīng)力1、 試驗(yàn)壓力和液柱靜壓力引起的環(huán)向應(yīng)力2.試驗(yàn)

11、壓力引起的軸向應(yīng)力 3.最大質(zhì)量引起的軸向應(yīng)力 4.彎矩引起的軸向應(yīng)力 九、水壓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核1、筒體環(huán)向應(yīng)力校核 滿足要求。1、 最大組合軸向拉應(yīng)力校核滿足要求。2、 最大組合軸向壓應(yīng)力校核滿足要求。九、 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì)1、 基礎(chǔ)環(huán)尺寸2、 基礎(chǔ)環(huán)的應(yīng)力校核取以上兩者中的較大值，選用75號(hào)混凝土，其許用應(yīng)力為，滿足要求。3、 基礎(chǔ)環(huán)的厚度基礎(chǔ)環(huán)材料的許用應(yīng)力為按有筋板時(shí)計(jì)算基礎(chǔ)環(huán)厚度： 11圓整后取十、 地腳螺栓計(jì)算1、 地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力2、地腳螺栓的螺紋小徑，選取地腳螺栓個(gè)數(shù)n=16, 查得的螺栓的螺紋小徑=20.752mm，故選用16個(gè)的地腳螺栓完全滿足要求。參考文獻(xiàn)：1 J.A迪安主編，蘭氏化學(xué)手冊(cè)M.北京：科學(xué)出版社，2003年2 時(shí)鈞，汪家鼎，陳敏恒等主編，化學(xué)工程手冊(cè)第二版上卷M，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1996.1。3 姚玉英.化工原理：上冊(cè)，下冊(cè)M.天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，2009年。4 化學(xué)工業(yè)部化工設(shè)計(jì)公司主編, 化工工藝算圖 第一冊(cè) 常用物料物性數(shù)據(jù), 化學(xué)工業(yè)出版社，1982。5 張受謙.化工手冊(cè)：上卷M.濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，1986年。6 匡國(guó)柱，史啟才.化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)M.北京：化學(xué)工業(yè)