尾气洗涤塔毕业设计说明书整理版

2021-04-25 12:48:10本页面

尾气洗涤塔毕业设计说明书整理版


【正文】

内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书 题目:尾气洗涤塔 学生姓名:郝振富 学号:200704134104 专业:过程装备与控制工程 班级:装备07—1 指导教师:于文研教授 摘要 塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。本次设计的洗涤塔是化工生产中主要的体净化处理设备。洗涤塔是一种新型的气体净化处理设备。它是在可浮动填料层气体净化器的基础上改进而产生的,广泛应用于工业废气净化、除尘等方面的前处理,净化效果很好。对煤气化工艺来说,煤气洗涤不可避免,无论什么煤气化技术都用到这一单元操作。由于其工作原理类似洗涤过程,故名洗涤塔。本设计主要是针对甲醇气化装置中的尾气洗涤塔进行设计。

着重叙述了设备的筒体部分和封头部分的设计,以及塔的强度设计、稳定性校核、辅助装置及附件的选取以及浮阀塔盘的机构设计和工艺计算等内容。 关键词:洗涤塔;浮阀塔;浮阀塔盘;强度设计;稳定性校核 61 Abstract Towerequipmentinthechemical,oilrefiningproductionofoneofthemostimportanttypeofdevice.Thedesignofthewashingtoweristhemainbodyofchemicalproductionpurificationequipment.Scrubberisanewtypeofgaspurificationequipment。

Itisfloatinginthepackinglayercanbebasedonthepurificationofgasgeneratedimprovements,widelyusedinindustrialexhaustgas,dustandotheraspectsofpretreatment,purificationworkswell.Onthecoalgasificationprocess,thegaswashingisinevitable,nomatterwhattechnologiesareusedinthegasificationunitoperation.Becauseofitsworkingprinciplesimilartothewashingprocess。

hencethenamescrubber.Thissystemismainlyaimedmethanolgasificationplantinthetailgasscrubberdesign,focusingontheequipmentdescribedinthecylinderpartandtheheadpartofthedesign,andthetowerofstrengthdesign,stabilitycheck,theselectionofauxiliarydevicesandaccessoriesaswellasbodiesfloatingvalvetraydesignandprocesscalculationandsoon。

KeyWords:Scrubber;floatvalves;floatvalvetrays;strengthdesign;stabilitycheck。 目录 摘要 I Abstract II 第一章引言 1 1.1、塔设备在化工生产中的作用 1 1.2、塔设备的分类及结构简介 2 1.3、浮阀塔的工作原理及其特点 2 1.4、浮阀塔板的分类 3 1.4.1、F1型浮阀塔板 3 1.4.2、L1条型浮阀塔板和T型浮阀塔板 4 第二章浮阀塔盘的设计计算 5 2.1、溢流装置的设计 5 2.1.1、降液管类型与溢流方式的选取 5 2.1.2、溢流装置的设计计算 6 2。

2、塔板布置 7 2.3、浮阀的数目与排列 8 2.4、浮阀塔板的流体力学验算 10 2.4.1、气体通过浮阀塔板的压强降 10 2.4.2、淹塔 11 2.4.3、雾沫夹带 12 2.4.4、塔板负荷性能图 13 第三章塔的机械设计计算 16 3.1、塔体及封头厚度的计算 16 3.1.1塔体厚度的确定 16 3.1.2、封头厚度的确定 18 3.2、塔设备质量载荷的计算 19 3.3、风载荷和风弯矩的计算 20 3.3.1、水平风力的计算 20 3.3.2、风弯矩的计算 22 3.4、地震载荷的计算 23 3.4.1塔的自振周期 23 3.4.2、地震力计算 23 3。

4.3、地震弯矩的计算 26 3.4.4、最大弯矩 26 3.5、各种载荷引起的轴向应力 27 3.6、塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 28 3.7、塔体水压试验和吊装时的应力校核 30 3.7.1、水压试验时各种载荷引起的应力 30 3.7.2、水压试验时应力校核 30 3.8、基础环的设计 31 3.8.1、基础环尺寸 31 3.8.2、基础环的应力校核 32 3.8.3、基础环的厚度 32 3.9、地脚螺栓的计算 33 3.10、开孔及开孔补强设计 34 3.10.1、进气管、出气管的开孔补强 35 3.10.2出液管开孔补强 37 3.10.3人孔开孔补强 40 第四章塔上附件的选择 43 4。

1、接管及接管法兰的选择 43 4.1.1进液管 43 4.1.2出液管 43 4.1.3塔顶尾气出口 43 4.1.4塔体进气口 44 4.1.5法兰的选取 44 4.2、除沫器的选择 44 4.3、吊柱的选择 46 4.4、人孔尺寸选择 46 第五章塔设备的制造与安装 48 5.1、制造上的要求 48 5.2、焊接及其特点 49 5.3、热处理 49 5.4、设备的安装 50 设计总结 52 致谢 53 参考文献 54 附录I主要符号说明 56 内蒙古科技大学毕业设计说明书 第一章引言 1.1、塔设备在化工生产中的作用 塔设(如图1.1)备是化工及石油化工生产中最重要的单元设备之一。

化工生产过程概括地讲是能量传递、质量传递、热量传递和反应等过程组成的。 图1.1 1.地脚螺栓座;2.接地板;3.裙座检查孔;4.裙座;5.裙座接管引出管;6.裙座排气孔;7.防涡流挡板;8.物料进口和液位计挡板;9.内部爬梯;10.塔顶吊柱;11.吊耳 塔设备则是通过其内部的结构使气(汽)液两相或液液两相之间充分接触、进行质量传递和热量传递。通过塔设备完成的单元操作有精馏、吸收、解吸、萃取、洗涤、冷却及气体增湿等。 1.2、塔设备的分类及结构简介 塔设备可以从不同的角度进行分类,例如,可以按操作压力分类、单元操作分类,也可以按其内件结构分成板式塔和填料塔等。 板式塔中设有一定数量的塔盘。

气体从塔的下部进入塔体,液体从塔的顶部(上部)进去塔体;上升的气体与下降液体在每一层塔盘上进行传质。 常用的板式塔塔盘有:筛板塔盘、浮阀塔盘、泡罩塔盘。 填料塔内装有一定高度的填料层,液体沿填料表面呈膜状向下流动、气体自下而上穿过填料层与膜状液体接触,进行质量传递。 1.3、浮阀塔的工作原理及其特点 浮阀塔是20世纪50年代开发的一种新塔型,是一种板式塔,用于气液传质过程中。浮阀的阀片可以浮动,随着气体负荷的变化而调节其开启度,因此,浮阀塔的操作弹性大,特别是在低负荷时,仍能保持正常操作。浮阀塔由于气液接触状态良好,雾沫夹带量小(因气体水平吹出之故),塔板效率较高,生产能力较大。塔结构简单。

制造费用便宜,并能适应常用的物料状况,是化工、炼油行业中使用最广泛的塔型之一。在分离稳定同位素时采用在克服泡罩塔缺陷的基础上发展起鼓泡式接触装置。浮阀塔有活动泡罩、圆盘浮阀、重盘浮阀和条形浮阀四种形式。浮阀主要有V型和T型两种,特点是:生产能力比泡罩塔约大20%~40%;气体两个极限负荷比为5~6,操作弹性大;板效率比泡罩塔高10%~15%;雾沫夹带少,液面梯度小;结构难于泡罩塔与筛板塔之间;对物料的适应性较好等,通量大、放大效应小,常用于初浓段的重水生产过程。缺点是:在气速较低时,仍有塔板漏液,故低气速时板效率有所下降;浮阀阀片有卡死和吹脱的可能,这会导致操作运转及检修的困难;塔板压力降较大,妨碍了它在高气相负荷及真空塔中的应用。

1.4、浮阀塔板的分类 由于浮阀塔生产能力大、操作弹性大、效率高、结构简单,所以得到了十分广泛的应用,浮阀塔板的类型也逐步多样化。目前我国大部分石油化工企业使用F1型塔板,该类型塔板尽管效率较高,但塔板寿命较低。现在某些石油化工企业使用了性能较F1型塔板更加优良、效率更高的L1型浮阀、T型浮阀、HIV船阀等类型的浮阀塔板,效果良好。三角浮阀塔板也在研究过程中。 1.4.1、F1型浮阀塔板 F1型浮阀(如图1.2)塔板是我国在1965年从美国Glitseh公司引进的V1型浮阀塔板,在我国已标准化。这种塔板阀孔直径39mm,阀片直径48nam,有轻型和重型两种,阀片上有三个闽脚伸入阀孔后外弯定位。

由于塔板上浮阀的开度可随气相负荷的变化而变化,使塔的操作弹性较高;由于塔板开孔率比泡罩塔大,所以生产能力大,塔内上升气流被阀片折挡后水平喷出,提高了气液传质效果,使板效率提高。由于F1型浮阀塔板具有上述优点,结构又筒单,所以目前我国大部分厂家都在使用这种塔板。 图1.2F1型浮阀 1.4.2、L1条型浮阀塔板和T型浮阀塔板 L1条型浮阀采用了长条顺排错位排列这样避免了气流的逆向反冲现象,使液面落差小,提高了处理能力。在同样的塔板鼓泡面积及开孔率的情况下阀体个数少、安装方便、投资少、易检修。 图1.3T型浮阀 T型浮阀如图1.3所示,拱形阀片的活动范围由固定于板上的支架来限制。

T型浮阀的性能与F1型浮阀相近,但结构较复杂,适于处理含颗粒或易聚合的物料。 第二章浮阀塔盘的设计计算 2.1、溢流装置的设计 板式塔的溢流装置包括溢流堰、降液管和受液盘等几部分,其结构和尺寸对塔的性能有重要的影响。 2.1.1、降液管类型与溢流方式的选取 1)降液管的类型:降液管是塔板间流体流动的通道,也是使溢流液中所夹带气体得以分离的场所。降液管有圆形与弓形两种。本设计要求用圆形降液管。 2)降液管的溢流方式:降液管的布置,规定了板上液体流动的途径。一般常用的有如图2.1所示的几种类型,即(a)U形流、(b)单溢流(c)双溢流。 图2.1塔板溢流类型 (a)U形流、(b)单溢流(c)双溢流 U形流亦称回转流。

降液管和受液管都安排在塔的同一侧。弓形的一半作受液盘,另一半作降液管,沿直径以挡板将板面隔成U形流道。图2.1(a)中正视图1表示板上液体进口侧,2表示液体出口侧。U形流的液体流径最长,板面利用率最高,但液面落差大,仅用于小塔及液面流量小的情况。此设计选用U形流方式的溢流方式。 2.1.2、溢流装置的设计计算 1)出口堰(溢流堰):溢流堰设置在塔板上液体出口处,为了保证塔板上有一定高度的液体层并使液体在板上均匀流动,降液管上端必须高于塔板面上一定高度,以表示。 a)堰长:(221) b)堰高:板上液层高度为堰高与堰上液层高度之和。 (222) 式中——板上液层高度,m; ——堰高,m。

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