焦?fàn)t煤氣制甲醇畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　目 錄1</b></p><p><b>　　第一章 前 言1</b></p><p>　　1.1 焦?fàn)t煤氣制甲醇工藝技術(shù)1</p><p>　　1.2甲醇合成工藝簡(jiǎn)介2</p&

2、gt;<p>　　1.2.1合成工藝說(shuō)明2</p><p>　　1.2.2工藝流程說(shuō)明3</p><p>　　1.3 水洗塔的作用3</p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介5</p><p>　　2.1 裝置流程的確定5</p><p>　　2.2 吸收劑的選擇5</p>&l

3、t;p>　　第三章 水洗塔的化工工藝設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1塔填料的選擇以及特性數(shù)據(jù)6</p><p>　　3.2 吸收劑用量的確定7</p><p>　　3.3 塔徑的計(jì)算8</p><p>　　3.3.1 塔底液泛氣速計(jì)算10</p><p>　　3.3.2 塔徑計(jì)算11</p&g

4、t;<p>　　3.3.3 塔徑校核11</p><p>　　3.4 填料層高度計(jì)算13</p><p>　　3.4.1傳質(zhì)單元高度計(jì)算13</p><p>　　3.4.2傳質(zhì)單元數(shù)計(jì)算16</p><p>　　3.4.3填料層高度確定17</p><p>　　3.4.4填料層壓降計(jì)算18&l

5、t;/p><p>　　3.5 塔附屬高度估算18</p><p>　　第四章 筒體、封頭、裙座的設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.1筒體設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.1.1 筒體厚度計(jì)算19</p><p>　　4.1.2 筒體厚度驗(yàn)算20</p><p>　　4.2 封頭設(shè)計(jì)20

6、</p><p>　　4.2.1 封頭厚度計(jì)算20</p><p>　　4.2.2 封頭厚度校核21</p><p>　　4.3 裙座設(shè)計(jì)22</p><p>　　第五章 填料塔主要附件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23</p><p>　　5.1 液體分布裝置23</p><p>　　5.2 填料支承裝

7、置23</p><p>　　5.3 液體再分布裝置及填料壓板24</p><p>　　5.4 氣體分布裝置25</p><p>　　5.5 除霧沫器25</p><p><b>　　5.6 裙座25</b></p><p><b>　　5.7 吊柱26</b>&l

8、t;/p><p>　　第六章 管口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27</p><p>　　6.1 進(jìn)出口管的確定27</p><p>　　6.1.1 液體進(jìn)口管27</p><p>　　6.1.2 液體出口管28</p><p>　　6.1.3氣體進(jìn)口管28</p><p>　　6.1.4氣體出口管29&l

9、t;/p><p>　　6.2 管法蘭選擇30</p><p>　　6.3 平臺(tái)、扶梯的選擇30</p><p>　　6.4鋼制管法蘭緊固件31</p><p>　　6.5 人孔與卸料孔31</p><p>　　6.6 焊接結(jié)構(gòu)31</p><p>　　第七章 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)32</p&

10、gt;<p>　　7.1 液體進(jìn)口管補(bǔ)強(qiáng)32</p><p>　　7.2液體出口管補(bǔ)強(qiáng)32</p><p>　　7.3氣體進(jìn)口管補(bǔ)強(qiáng)32</p><p>　　7.4氣體出口管補(bǔ)強(qiáng)35</p><p>　　7.5人孔補(bǔ)強(qiáng)38</p><p>　　第八章 塔的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的計(jì)算42</p&

11、gt;<p>　　8.1 設(shè)計(jì)條件42</p><p>　　8.2 塔的高度計(jì)算（估算）43</p><p>　　8.3 塔的質(zhì)量載荷計(jì)算43</p><p>　　8.4 塔的自振周期46</p><p>　　8.5 地震載荷計(jì)算47</p><p>　　8.5.1 確定危險(xiǎn)截面47</

12、p><p>　　8.5.2地震影響系數(shù)47</p><p>　　8.5.3 地震彎矩48</p><p>　　8.6 風(fēng)載荷計(jì)算51</p><p>　　8.6.1 風(fēng)力計(jì)算51</p><p>　　8.6.2 風(fēng)彎矩的計(jì)算53</p><p>　　8.6.3最大彎矩54</p&g

13、t;<p>　　8.7 各種載荷引起的軸向力55</p><p>　　8.8 筒體和裙座危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性校58</p><p>　　8.8.1 筒體的強(qiáng)度與穩(wěn)定性校核58</p><p>　　8.8.2 裙座的穩(wěn)定性校核59</p><p>　　8.9筒體和裙座水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核59</p><

14、p>　　8.9.1 筒體水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核59</p><p>　　8.9.2 裙座水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核61</p><p>　　8.10 裙座基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì)62</p><p>　　8.11 地腳螺栓的計(jì)算64</p><p><b>　　主要符號(hào)說(shuō)明65</b></p><p><

15、b>　　結(jié) 論67</b></p><p><b>　　致 謝68</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)69</b></p><p><b>　　外文翻譯71</b></p><p><b>　　附錄92</b><

16、;/p><p><b>　　第一章 前 言</b></p><p>　　1.1 焦?fàn)t煤氣制甲醇工藝技術(shù)</p><p>　　2004年底，世界上第一套8萬(wàn)t/ a焦?fàn)t煤氣制甲醇項(xiàng)目在云南曲靖建成投產(chǎn)以來(lái)，目前國(guó)內(nèi)已有近10套焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置已投入商業(yè)運(yùn)行，單套裝置設(shè)計(jì)規(guī)模多為10～20萬(wàn)t/a。</p><p>　　首先，

17、將來(lái)自焦化廠經(jīng)過(guò)預(yù)處理的焦?fàn)t煤氣送進(jìn)儲(chǔ)氣罐緩沖穩(wěn)壓、壓縮增壓，接著進(jìn)行加氫轉(zhuǎn)化精脫硫，使其總硫體積分?jǐn)?shù)≤0. 1×10－6，此即焦?fàn)t煤氣的凈化；然后通過(guò)催化或非催化方法將焦?fàn)t煤氣中的CH4、CmHn轉(zhuǎn)化為合成甲醇的有效氣體組分(H2 + CO)，再通過(guò)補(bǔ)碳（即用煤炭制氣、壓縮、脫硫、脫碳，制成碳多氫少的水煤氣加進(jìn)原料氣中）調(diào)整原料氣的氫碳比，就制成了氫碳比符合甲醇合成所需的合成氣；將合成氣壓縮增壓后送入甲醇合成塔進(jìn)行合成反應(yīng)，

18、生成粗甲醇，然后對(duì)粗甲醇進(jìn)行精餾，就制成了煤基清潔能源和用途廣泛的有機(jī)化工原料精甲醇。凈化與轉(zhuǎn)化是整個(gè)焦?fàn)t煤氣制甲醇的關(guān)鍵技術(shù)。</p><p>　　據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，隨著我國(guó)焦化工業(yè)的飛速發(fā)展，每年焦?fàn)t煤氣的放散量已超過(guò)250億m3。這個(gè)驚人的數(shù)據(jù)，不僅是能源的浪費(fèi)，而且對(duì)環(huán)境也造成極大的污染。隨著當(dāng)前國(guó)內(nèi)甲醇熱的升溫，有富裕焦?fàn)t煤氣的企業(yè)正在考慮用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)甲醇。</p><p>　　焦?fàn)t

19、煤氣制取甲醇的流程要比制取合成氨短得多。其中的脫硫、壓縮、甲醇合成、精餾等工藝相對(duì)成熟。而焦?fàn)t煤氣制取甲醇合成氣的方法卻處于發(fā)展初期。在甲醇熱的今天，利用焦?fàn)t煤氣制甲醇，不僅開(kāi)拓了合成甲醇的工藝路線，同時(shí)充分利用了焦?fàn)t煤氣。有焦?fàn)t煤氣資源的生產(chǎn)企業(yè)，可根據(jù)企業(yè)自身的情況，選擇適宜的工藝路線，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏。</p><p>　　1.2甲醇合成工藝簡(jiǎn)介</p><p>　　1

20、.2.1合成工藝說(shuō)明</p><p>　　甲醇的合成工藝按合成壓力主要分為高壓、中壓和低壓法。早期的高壓法合成使用活性較低的鋅鉻催化劑，合成壓力為30 MPa，合成溫度為300～400℃。高壓法的缺點(diǎn)是能耗高、設(shè)備復(fù)雜、產(chǎn)品質(zhì)量差，現(xiàn)已淘汰。1970年以后，各國(guó)新建與改造的甲醇裝置幾乎全部采用低壓法。經(jīng)典的低壓法使用活性較高的銅鋅基催化劑，合成壓力為5～10MPa，合成溫度為220～280℃低壓法相對(duì)于高壓法設(shè)備

21、簡(jiǎn)單、物料和動(dòng)力消耗低、產(chǎn)品質(zhì)量好、節(jié)省造價(jià)，具有明顯的優(yōu)越性，是目前合成甲醇的主要方法。</p><p>　　低壓法合成甲醇技術(shù)主要有英國(guó)IC1技術(shù)和德國(guó)Lurgi技術(shù)，這兩家占據(jù)著世界70％以上的甲醇技術(shù)市場(chǎng)份額。其他還有德國(guó)的林德技術(shù)、丹麥的托普索技術(shù)、日本東洋公司的MRF技術(shù)等。各種低壓法甲醇合成工藝大同小異，主要區(qū)別在于甲醇反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)、反應(yīng)熱移走及回收利用方式和催化劑性能。</p>&l

22、t;p>　　甲醇合成反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，采用合適的甲醇反應(yīng)器結(jié)構(gòu)來(lái)保證催化劑床層溫度相對(duì)恒定，是甲醇合成過(guò)程高效、穩(wěn)定進(jìn)行的關(guān)鍵。焦?fàn)t煤氣制甲醇合成技術(shù)全部為低壓法，其設(shè)計(jì)規(guī)模多為10～20萬(wàn)t/a，甲醇合成反應(yīng)器多為管殼式等溫反應(yīng)器?？刹捎煤铣伤p塔串聯(lián)流程，其單程轉(zhuǎn)化率高，循環(huán)氣量小，能耗低，造價(jià)低。</p><p>　　合成氣經(jīng)合成氣壓縮機(jī)加壓至5. 3～5. 5MPa后進(jìn)入合成塔，在溫度220～260

23、℃及銅基催化劑的作用下，合成氣中的CO、CO2與H2反應(yīng)合成甲醇，其主要反應(yīng)為：</p><p>　　CO＋2H2 → CH3OH     CO2＋3H2 → CH3OH＋H2O</p><p>　　甲醇合成是體積縮小的強(qiáng)放熱可逆反應(yīng)，且低壓甲醇合成催化劑在溫度＞280℃時(shí)易過(guò)熱失活，因此必須及時(shí)將反應(yīng)熱移走，使合成反應(yīng)盡可能接近反應(yīng)平衡

24、曲線，同時(shí)避免因反應(yīng)熱的積累而燒壞催化劑。管殼式甲醇反應(yīng)器利用管間沸騰水副產(chǎn)中壓蒸汽及時(shí)移走反應(yīng)熱來(lái)保持催化劑床層溫度的穩(wěn)定，既有利于合成反應(yīng)的進(jìn)行，又保護(hù)了合成催化劑。副產(chǎn)的中壓蒸汽與催化轉(zhuǎn)化工段的副產(chǎn)蒸汽并網(wǎng)過(guò)熱后，用于合成氣壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)透平的動(dòng)力。</p><p>　　合成甲醇是一個(gè)多相催化反應(yīng)過(guò)程，受催化劑選擇性的限制以及合成壓力、合成溫度、合成氣組成等合成條件的影響，反應(yīng)過(guò)程中CO、CO2與H2除生成甲醇

25、外，還發(fā)生一系列副反應(yīng)，生成烴、高碳醇、醛、酸、酯、醚及單質(zhì)碳等逾40種副產(chǎn)品，合成產(chǎn)物是甲醇和水及多種有機(jī)雜質(zhì)的混合物，即粗甲醇。粗甲醇經(jīng)冷卻降溫至40℃，進(jìn)入甲醇分離器，冷凝分離出的粗甲醇液體進(jìn)入甲醇膨脹槽，減壓閃蒸除去溶解在粗甲醇中的氣體后送入甲醇精餾工段。分離和閃蒸出的氣體大部分送合成氣壓縮工段與新鮮合成氣混合加壓后進(jìn)入合成塔循環(huán)反應(yīng)，小部分作為弛放氣，主要用作轉(zhuǎn)化加熱爐的燃料。</p><p>　　甲醇

26、合成工藝的追求目標(biāo)是：最高的反應(yīng)物單程轉(zhuǎn)化率和最低的副產(chǎn)物產(chǎn)率，對(duì)于生成物體積縮小且強(qiáng)放熱的甲醇合成反應(yīng)，低壓法合成甲醇的單程轉(zhuǎn)化率主要取決于催化劑的活性和選擇性及工藝操作水平。</p><p>　　1.2.2工藝流程說(shuō)明</p><p>　　本工藝流程為焦?fàn)t氣制甲醇生產(chǎn)工藝，是將來(lái)自焦化廠經(jīng)過(guò)預(yù)處理的焦?fàn)t煤氣送進(jìn)儲(chǔ)氣罐緩沖穩(wěn)壓、壓縮增壓，接著進(jìn)行加氫轉(zhuǎn)化精脫硫，即焦?fàn)t煤氣的凈化；然后通過(guò)

27、催化或非催化方法將焦?fàn)t煤氣中的CH4、CmHn轉(zhuǎn)化為合成甲醇的有效氣體組分(H2 + CO)，再通過(guò)補(bǔ)碳調(diào)整原料氣的氫碳比，就制成了氫碳比符合甲醇合成所需的合成氣；將合成氣壓縮增壓后送入甲醇合成塔進(jìn)行合成反應(yīng)，生成粗甲醇，然后對(duì)粗甲醇進(jìn)行精餾，就制成了煤基清潔能源和用途廣泛的有機(jī)化工原料精甲醇。本設(shè)計(jì)項(xiàng)目為24萬(wàn)噸/年甲醇合成工段水洗塔的工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)。</p><p>　　1.3 水洗塔的作用</p>

28、;<p>　　在甲醇合成工段生產(chǎn)工藝中，水洗塔主要是利用來(lái)自甲醇精餾的甲醇洗滌液（精餾殘液）來(lái)吸收經(jīng)過(guò)甲醇分離器分離后尾氣中殘余的甲醇成分，從而提高甲醇的收率。</p><p>　　甲醇水洗塔的循環(huán)氣經(jīng)循環(huán)機(jī)加壓后，經(jīng)塔外或塔內(nèi)換熱器后進(jìn)入觸媒層，循環(huán)氣夾帶水、氧分子、氯離子，水是甲醇合成過(guò)程中的副產(chǎn)物，若無(wú)水洗塔，則循環(huán)氣中水蒸氣含量也約為水的飽和蒸氣壓，其含量也約為0．15％(不考慮過(guò)飽和狀態(tài)和

29、霧沫夾帶)，它對(duì)活塞式和透平式循環(huán)機(jī)沒(méi)有影響。理論和實(shí)踐證明，少量水蒸氣進(jìn)入觸媒層可以抑制副反應(yīng)的發(fā)生。甲醇水洗塔需要加水而吸收甲醇，水中溶解一部分氧，由低壓到高壓的過(guò)程中，水中溶解的氧一般不會(huì)解吸出來(lái)，即使有微量氧解吸出來(lái)，微量氧的存在可使甲醇合成的單程轉(zhuǎn)化率大大提高。</p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介</p><p>　　2.1 裝置流程的確定</p><p

30、>　　該吸收過(guò)程可采用簡(jiǎn)單的一步吸收流程，同時(shí)考慮到資源的有效利用，應(yīng)對(duì)吸收后的水進(jìn)行再生處理?；旌蠚怏w進(jìn)入水洗塔與水逆流接觸后，得到凈化氣排放，吸收甲醇后的水，經(jīng)富液泵送入再生塔頂，用燃料氣進(jìn)行汽提解吸操作，解吸后的水經(jīng)貧液泵送回吸收塔頂，循環(huán)使用，汽提氣則進(jìn)入燃料處理系統(tǒng)。</p><p>　　2.2 吸收劑的選擇</p><p>　　吸收過(guò)程是依靠氣體溶質(zhì)在吸收劑中的溶解度來(lái)實(shí)

31、現(xiàn)的，因此，吸收劑性能的優(yōu)劣，是決定吸收操作效果的關(guān)鍵之一，選擇吸收劑是應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面。</p><p><b>　?。?）溶解度 </b></p><p><b>　?。?）選擇性 </b></p><p>　?。?）揮發(fā)度要低 </p><p><b>　?。?）粘度

32、</b></p><p>　　（5）所選用的吸收劑應(yīng)盡可能滿足無(wú)毒性、無(wú)腐蝕性、不易燃易爆、不發(fā)泡、冰點(diǎn)低、價(jià)廉易得以及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等要求。</p><p>　　根據(jù)所需處理的混合氣體，可采用甲醇洗滌液（精餾殘液）為吸收劑，其中含甲醇0.04，水0.96（均為摩爾分?jǐn)?shù)），其廉價(jià)易得，物理化學(xué)穩(wěn)定，選擇性好，符合吸收過(guò)程對(duì)吸收劑的基本要求。</p><p>

33、;　　馳放氣組成：甲醇9.91%,一氧化碳10.53%,二氧化碳3.16%,氫氣76.40%</p><p>　　其他組分含量很少，忽略不計(jì)</p><p>　　第三章 水洗塔的化工工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1塔填料的選擇以及特性數(shù)據(jù)</p><p>　　填料是填料塔的核心構(gòu)件，它提供了塔內(nèi)氣—液兩相接觸而進(jìn)行傳質(zhì)或傳熱的表面，與塔的

34、結(jié)構(gòu)一起決定了填料塔的性能。對(duì)塔內(nèi)填料的一般要求是：具有較大的比面積和較高的空隙率，較低的壓降，較高的傳質(zhì)效率；操作彈性大、性能穩(wěn)定，能滿足物系的腐蝕性、污堵性、熱敏性等特殊要求；填料強(qiáng)度高，便于塔的檢修，經(jīng)濟(jì)合理。</p><p>　　階梯環(huán)是對(duì)鮑爾環(huán)的改進(jìn)后發(fā)展起來(lái)的新型環(huán)形填料。環(huán)壁上開(kāi)有窗口，環(huán)內(nèi)有一層互相交錯(cuò)的十字形翅片，翅片的角度是45度角。圓筒一端為向外翻卷的喇叭口，其高度約為全高的1/5，而直筒的

35、高度為填料直徑的一半。由于兩端形狀不對(duì)稱，在填料中各環(huán)相互呈點(diǎn)接觸，增大了填料的空隙率，使填料的表面積得以充分利用，因此可使壓降降低，傳質(zhì)效果提高。</p><p>　　該吸收過(guò)程處理量不大，所用的塔徑不會(huì)太大，以采用填料塔較為適宜，并選用公稱直徑為50mm的鋼質(zhì)階梯環(huán)塔填料，填料方式選為散裝填料，其主要性能參數(shù)如下：</p><p>　　表3-1 選用50mm的鋼質(zhì)階梯環(huán)填料</

36、p><p>　　以上數(shù)據(jù)參考文獻(xiàn)[1]</p><p>　　3.2 吸收劑用量的確定</p><p>　　吸收劑用量可以根據(jù)過(guò)程的物料衡算，依據(jù)最小液氣比確定，依據(jù)混合氣組成情況可知: 吸收塔的進(jìn)出口氣相組成如下： </p><p><b>　　y1=0.0991</b></p><p>

37、;　　吸收塔液相進(jìn)口的組成應(yīng)低于其平衡濃度，該系統(tǒng)的相平衡關(guān)系可以表示為：</p><p><b>　　y=mx</b></p><p>　　由甲醇——水氣液平衡組成與溫度的關(guān)系表查得：(參考文獻(xiàn)[2])</p><p>　　當(dāng)溫度為70℃時(shí)，甲醇液相組成為68.49%,氣相組成為84.92%</p><p>　　則

38、甲醇在該溫度下的相平衡常數(shù)為： </p><p>　　則系統(tǒng)相平衡關(guān)系可以近似表示為：</p><p>　　于是可得吸收塔進(jìn)口液相的平衡濃度為</p><p>　　吸收劑入口濃度應(yīng)低于 ,其值的確定應(yīng)同時(shí)考慮其吸收和解吸的操作，兼顧兩者，經(jīng)優(yōu)化計(jì)算后方能確定，這里?。?lt;/p><p>　　氣體混合物的平均分子量為：</p>&l

39、t;p>　　依據(jù)文獻(xiàn)[1]式（6—5），得</p><p>　　取實(shí)際液氣比為最小液氣比的1.5倍，則可以得到吸收劑用量為</p><p>　　摩爾流量： </p><p>　　吸收劑平均分子量為：</p><p><b>　　則質(zhì)量流量為： </b></p><p><b&

40、gt;　　吸收劑平均密度為：</b></p><p>　　則體積流量為： </p><p><b>　　3.3 塔徑的計(jì)算</b></p><p>　　塔底的氣相負(fù)荷和液相負(fù)荷均較塔頂大，為此，以塔底的氣、液參數(shù)計(jì)算塔徑。</p><p>　　考慮到填料塔的壓力降，可以取塔的操作壓力為4.9MPa，依此可

41、以計(jì)算出</p><p>　　混合氣體的密度為： </p><p><b>　　液相密度為： </b></p><p>　　液相粘度可由文獻(xiàn)[2]式（3—5）和式（3—6）計(jì)算</p><p><b>　　計(jì)算如下：</b></p><p>　　查文獻(xiàn)得 30℃

42、時(shí)水的粘度為：0.8007 mPa·s</p><p>　　40℃時(shí)水的粘度為：0.6560 mPa·s</p><p>　　則由文獻(xiàn)[2]式（3—5），得</p><p><b>　?。?—1） </b></p><p>　　式中，µL——液體溫度為T(mén)時(shí)的粘度，mPa·s&l

43、t;/p><p><b>　　T——溫度，K</b></p><p>　　A,B——液體粘度常數(shù)</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　→ 水的粘度常數(shù)為 A=822.11</p><p><b>　　B=292.73&

44、lt;/b></p><p>　　所以，70℃時(shí)水的粘度為：</p><p><b>　　→ </b></p><p>　　查文獻(xiàn)[2]表（3—14），得</p><p>　　甲醇的液體粘度常數(shù)為：A=555.30，B=260.64</p><p>　　則， 70℃時(shí)甲醇的粘度為：&

45、lt;/p><p><b>　　→ </b></p><p>　　則由文獻(xiàn)[2]式（3—6），得 液相混合物粘度為：</p><p><b>　　（3—2）</b></p><p>　　式中，µm——混合液的粘度，mPa·s</p><p>　　&

46、#181;i——i組分的液體粘度，mPa·s</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　→ µm =0.384 mPa·s 即為液相粘度</p><p>　　3.3.1 塔底液泛氣速計(jì)算</p><p>　　利用文獻(xiàn)[1]式（6—11）貝因—霍根關(guān)聯(lián)

47、式計(jì)算液泛氣速，計(jì)算公式如下：</p><p><b>　?。?—3）</b></p><p>　　式中，uF——泛點(diǎn)氣速，m/s；</p><p>　　g——重力加速度，取9.81m/s2;</p><p>　　at——填料總比表面積，m2/m3;</p><p>　　——填料層空隙率，m3/m

48、3；</p><p>　　——?dú)庀啵合嗝芏?，kg/m3；</p><p>　　µL——液體粘度，mPa·s</p><p>　　——?dú)庀?，液相的質(zhì)量流量，kg/h；</p><p>　　A ，K—— 關(guān)聯(lián)常數(shù)</p><p>　　因選擇散裝填料，金屬階梯環(huán)，故</p><p&g

49、t;　　由文獻(xiàn)[3]表（5—10）查得 A=0.106, K=1.75</p><p>　　又ωL=2311.57kg/h ωV=605.22kg/h</p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　→ </b></p><p&

50、gt;<b>　　→ </b></p><p>　　即，泛點(diǎn)氣速為0.52m/s</p><p><b>　　取空塔氣速</b></p><p>　　3.3.2 塔徑計(jì)算</p><p><b>　　塔徑的計(jì)算公式為</b></p><p>　　，m

51、 （3—4） </p><p>　　式中，—?dú)怏w的體積流量，</p><p><b>　　—適宜的空塔氣速，</b></p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　取則<

52、/b></p><p>　　根據(jù)JB1153-71圓整為</p><p>　　所以，塔的總截面積為：</p><p>　　3.3.3 塔徑校核</p><p>　　1.實(shí)際操作氣速和泛點(diǎn)率校核</p><p><b>　　氣速</b></p><p><b>

53、;　　滿足m/s</b></p><p><b>　　泛點(diǎn)率</b></p><p><b>　?。ㄔ谠试S范圍內(nèi)）</b></p><p>　　2.液體噴淋密度校核</p><p>　　取最小潤(rùn)濕速率為：(LW)min=0.08</p><p><b>

54、　　查表，得 </b></p><p>　　查文獻(xiàn)[3]，得 對(duì)于散裝填料，其最小噴淋密度采用式（5—40）計(jì)算，即</p><p><b>　?。?—5）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　—填料的比表面積，；</p>

55、<p><b>　　—最小噴淋密度，；</b></p><p><b>　　—最小潤(rùn)濕率， 。</b></p><p><b>　　代入得</b></p><p>　　實(shí)際液體噴淋密度由文獻(xiàn)[3]式（5—39），得</p><p><b>　?。?—6） &

56、lt;/b></p><p>　　式中， U—液體噴淋密度，；</p><p>　　Lh—液體噴淋量，；本設(shè)計(jì)Lh=23.315</p><p>　　D—填料塔直徑，m。</p><p>　　則， 實(shí)際 ，滿足要求</p><p><b>　　3.核算徑比</b></p&g

57、t;<p>　　查文獻(xiàn)[3]表（5—9），得 </p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用D=1200mm合理。</p><p>　　3.4 填料層高度計(jì)算</p><p>　　3.4.1傳質(zhì)單元高度計(jì)算</p><p>

58、　　塔內(nèi)的液相及氣相物性參數(shù)如下：</p><p><b>　　液相的表面張力為：</b></p><p>　　計(jì)算如下：（參考文獻(xiàn)[2]）</p><p>　　按表3—15，得，q=1</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　則由文獻(xiàn)[2]式

59、（3—10）得：液相表面張力為： </p><p><b>　　氣相擴(kuò)散系數(shù)為：</b></p><p>　　液相擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算如下：</p><p>　　依文獻(xiàn)[4]式（8—25），得</p><p><b>　　甲醇的摩爾體積為：</b></p><p>　　締

60、合因子 α水=2.6</p><p>　　按式（8—25）計(jì)算液相擴(kuò)散系數(shù)為：</p><p><b>　　氣相及液相流速為：</b></p><p>　　依文獻(xiàn)[1]式（6—45）得</p><p><b>　　氣相傳質(zhì)系數(shù)為：</b></p><p>　　式中，為填料的形

61、狀修正系數(shù)，本設(shè)計(jì)中取1.45</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　液相傳質(zhì)系數(shù)可依文獻(xiàn)[1]式（6—46）和式（6—40）計(jì)算，其中，</p><p>　　查文獻(xiàn)[1]表（6—11），得</p><p><b>　　臨界表面張力 </b></p>

62、;<p><b>　　則 </b></p><p>　　由文獻(xiàn)[1]式（6—40），得</p><p><b>　　（3—7） </b></p><p><b>　　填料潤(rùn)濕表面積：</b></p><p>　　由此可以由文獻(xiàn)[1]式（6—46）計(jì)算液相

63、傳質(zhì)系數(shù)</p><p>　　則，液相傳質(zhì)系數(shù)為：</p><p>　　將得到的傳質(zhì)系數(shù)換算成以摩爾分?jǐn)?shù)差為推動(dòng)力的傳質(zhì)系數(shù)</p><p>　　其中，C為液相總濃度</p><p>　　于是，由文獻(xiàn)[1]式（6—36），得 氣相總傳質(zhì)單元高度為：</p><p><b>　?。?—8）</b

64、></p><p><b>　　其中，氣相流率為：</b></p><p>　　則 </p><p>　　考慮到計(jì)算偏差，實(shí)際上取</p><p>　　3.4.2傳質(zhì)單元數(shù)計(jì)算</p><p>　　全塔的物料衡算方程為：</p><p>

65、;<b>　?。?—9）</b></p><p>　　依據(jù)該方程可以確定吸收塔底水中甲醇的組成為：</p><p>　　于是，可以計(jì)算該塔的塔底、塔頂以及平均傳質(zhì)推動(dòng)力分別為：</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)[1]式（6—55）求得吸收過(guò)程的傳質(zhì)單元數(shù)為：</p><p>　　3.4.3填料層高度確定</p>

66、<p>　　依據(jù)文獻(xiàn)[1]式（6—34）可以計(jì)算填料層高度</p><p>　　則 </p><p>　　考慮到恩田公式最大偏差為，為安全計(jì)取設(shè)計(jì)填料層高度為：</p><p><b>　　h設(shè)計(jì)=</b></p><p>　　則 h設(shè)計(jì)= </p>

67、<p>　　故本設(shè)計(jì)中填料層高度取為4m</p><p>　　查文獻(xiàn)[3]表（5—16），對(duì)于階梯環(huán)填料，</p><p>　　本設(shè)計(jì) 取</p><p>　　則 </p><p>　　計(jì)算得填料層高度為4000mm，故不需要分段。</p><p>　　3.4.4填料層壓降

68、計(jì)算</p><p>　　采用Ecket通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算填料層壓降</p><p><b>　　橫坐標(biāo)為：</b></p><p><b>　　其中，氣相質(zhì)量流量</b></p><p><b>　　液相質(zhì)量流量</b></p><p>　　則，橫坐標(biāo)為：

69、 </p><p>　　查文獻(xiàn)[3]表（5—18），得 </p><p><b>　　則 縱坐標(biāo)為：</b></p><p>　　查文獻(xiàn)[3]圖（5—21），得</p><p><b>　　填料層壓降為：</b></p><p>　　3.5 塔附屬高度估算<

70、;/p><p>　　塔的上部空間高度可以取為2000mm，塔底液相停留時(shí)間按5min考慮，則塔底所占空間高度為：</p><p>　　考慮到氣相接管所占空間高度，塔底空間高度可取為2000mm。因本設(shè)計(jì)中填料不需要分段，故只設(shè)計(jì)液體分布器，安裝液體分布器的空間高度取為1000mm，塔裙座高度高度取為2000mm，所以塔的附屬高度可以取為7000mm。</p><p>　

71、　第四章 筒體、封頭、裙座的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1筒體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1.1 筒體厚度計(jì)算</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)[5]式4-13 </p><p><b>　?。?—1）</b></p><p><b>　　式中 ，

72、</b></p><p>　　選用雙面焊，100%檢測(cè)對(duì)接頭，=1.00，筒體選用16MnR </p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)[8]，根據(jù)文獻(xiàn)[8]，70℃下材料的有關(guān)性能參數(shù)如下：</p><p>　　選取厚度大于16~36mm,則=325Mpa,=163MPa</p><p>　　又P=5.0MPa, Di=1.2m,</

73、p><p>　　液體靜壓力 P<5% P=0.25MPa 可忽略不計(jì)</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　查文獻(xiàn)[5]表4-2知鋼板負(fù)負(fù)偏差C=0.9mm,腐蝕裕量C=2mm</p><p>　　則

74、 設(shè)計(jì)厚度：mm</p><p><b>　　名義厚度：</b></p><p><b>　　有效厚度：mm</b></p><p>　　4.1.2 筒體厚度驗(yàn)算</p><p>　　1.名義厚度為22mm在假設(shè)的厚度大于16~36mm范圍內(nèi)，故假設(shè)合理；</p><p>&

75、lt;b>　　2.強(qiáng)度校核</b></p><p><b>　　3.水壓試驗(yàn)校核</b></p><p>　　常溫下=170，設(shè)計(jì)溫度下=163 根據(jù)文獻(xiàn)[5]有</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　則滿足要求。</b>

76、;</p><p><b>　　4.2 封頭設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.2.1 封頭厚度計(jì)算</p><p>　　選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓型封頭，即壓力增強(qiáng)系數(shù)K=1</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)[5]（4-46）式有 </p><p><b>　?。?—2）</b></

77、p><p><b>　　式中 ，</b></p><p>　　焊縫也選用雙面焊，100%檢測(cè)對(duì)接頭，=1.00，封頭選用16MnR </p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)[8]，70℃下材料的有關(guān)性能參數(shù)如下：</p><p>　　選取厚度大于16~36mm,則=325Mpa,=163MPa</p><p>

78、<b>　　則</b></p><p>　　mm </p><p>　　查文獻(xiàn)[5]表4-2知鋼板負(fù)負(fù)偏差C=0.9mm,腐蝕裕量C=2mm</p><p>　　所以 設(shè)計(jì)厚度：mm</p><p><b>　　名義厚度：</b></p><p><

79、;b>　　有效厚度：mm</b></p><p>　　4.2.2 封頭厚度校核</p><p><b>　　1.壓力校核</b></p><p><b>　　最大允許壓力</b></p><p><b>　　P<,滿足要求。</b></p>

80、<p><b>　　2.厚度核算</b></p><p>　　根據(jù)GB150規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)橢圓型封頭的有效厚度應(yīng)小于封頭內(nèi)直徑的就可以，故滿足要求。</p><p><b>　　3.封頭選型</b></p><p>　　查標(biāo)準(zhǔn)JB4746-2002，選用EHA120022-16MnR JB/T4746

81、 </p><p><b>　　參數(shù)如下：</b></p><p><b>　　表4-1</b></p><p>　　筒體與封頭連接采用焊接結(jié)構(gòu)，不設(shè)置容器法蘭。</p><p><b>　　4.3 裙座設(shè)計(jì)</b></p><p>　　裙座材料選用Q

82、235-A,材料有關(guān)性能參數(shù)如下：</p><p>　　=235Mpa, =113MPa， </p><p>　　裙座厚度取為與筒體厚度相等</p><p>　　即 設(shè)計(jì)厚度：mm</p><p><b>　　名義厚度：</b></p><p><b>　　有效厚度：m</b

83、></p><p>　　第五章 填料塔主要附件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　填料塔主要附件包括：液體分布裝置、填料支承裝置、填料壓緊裝置、除沫裝置、液體再分布裝置、氣體分布裝置、裙座、吊住。</p><p>　　5.1 液體分布裝置</p><p>　　填料塔操作時(shí)，在任一橫截面上，保證氣液的均勻分布都是十分重要的。對(duì)于任一裝填完畢的

84、填料塔，氣速的分布是否均勻，主要取決于液體分布的均勻程度。因此，液體在塔頂?shù)某跏季鶆驀娏?，是保證填料塔達(dá)到預(yù)期分離效果的重要條件。液體分布裝置的作用是使液體的初始分布盡可能地均勻，設(shè)計(jì)液體分布裝置的原則應(yīng)該是能均勻分散液體，通道不易堵塞，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造檢修方便等。</p><p>　　實(shí)際上，液體初始不良分布，相當(dāng)于損失了一段填料高度。因此，正確設(shè)計(jì)液體分布裝置是十分重要的?？紤]到塔內(nèi)物料的一些性質(zhì)，此處選用溢流

85、槽式液體分布器。溢流槽式液體分布器是適應(yīng)性較好的分布器。有關(guān)其具體尺寸見(jiàn)裝配圖和零件圖。</p><p>　　5.2 填料支承裝置</p><p>　　填料支承結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足3個(gè)條件：</p><p>　　（1）要有有足夠的強(qiáng)度和剛度，能承受填料的質(zhì)量，并考慮填料孔隙中的持液重量以及可能加于系統(tǒng)的壓力波動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、溫度波動(dòng)等因素；</p><p&g

86、t;　?。?）使氣液能順利通過(guò)，對(duì)于普通填料塔，支承件上的流體通過(guò)的自由截面應(yīng)為塔截面的50%以上，且應(yīng)大于填料空隙率；此外，應(yīng)考慮到裝上填料后會(huì)將支承板的自由截面堵去一些，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取盡可能大的自由截面，自由截面太小，在操作中會(huì)產(chǎn)生攔液現(xiàn)象，增加壓降，降低效率，甚至形成液泛。</p><p>　　（3）要有一定的耐腐蝕性能。</p><p>　　填料支承裝置對(duì)保證填料塔的操作性能具有重

87、大作用?？v使填料本身的通過(guò)能力很大，如果支承裝置設(shè)計(jì)不當(dāng)，液泛仍將提前到來(lái)，使塔的生產(chǎn)能力降低，選用梁型氣噴射式支承板。它的特點(diǎn)是：氣體通道大，可提供大于100%的自由截面。它是目前性能最優(yōu)的大塔支承板，使用塔徑最大達(dá)12m，波形尺寸bH為300300，數(shù)量6塊，數(shù)據(jù)如下表： 表5-1 </p><p>　　5.3 液體再分布裝置及填料壓板</p><p><b&

88、gt;　　1.液體再分布裝置</b></p><p>　　因本設(shè)計(jì)填料層高度為4m，小于需要分段的要求（6m），所以本設(shè)計(jì)不需要分段，故不需要設(shè)計(jì)液體再分布裝置。</p><p><b>　　2.填料壓板</b></p><p>　　為了給填料一定壓力，從而保持均勻一致的空隙結(jié)構(gòu)。使操作正常，穩(wěn)定，在填料安裝后在其上方要安裝填料壓緊

89、裝置。這樣可以防止在高壓降，瞬時(shí)負(fù)荷波動(dòng)等情況下填料床層發(fā)生劇烈跳動(dòng)，形成流化態(tài)。</p><p>　　填料壓緊裝置分為填料壓板和床層限制板兩大類，每類又有不同的形式。填料壓板自由放置在填料床層上邊，靠自身的重量將填料壓緊。它適用于陶瓷，石墨制的散裝填料。因其易碎，當(dāng)填料層發(fā)生破碎時(shí)，填料層空隙率下降，此時(shí)填料壓板可隨填料層一起下落，緊緊壓住填料，而不會(huì)形成填料的松動(dòng)。床層限制板用于金屬散裝填料，塑料散裝填料及所

90、有規(guī)整填料。因金屬和塑料填料不易破碎，且具有彈性，在裝填正確時(shí)不會(huì)使填料下沉。床層限制板要固定在塔壁上，為不影響液體分布器的安裝和使用，不能采用連續(xù)的塔圈的固定，對(duì)于小塔可用螺釘固定于塔壁上。而大塔則用支耳固定。</p><p>　　對(duì)任何一個(gè)填料塔，均需安裝填料壓板或床層限制板，本設(shè)計(jì)選絲網(wǎng)壓板 它適用于直徑小于等于1200的塔，它是用金屬絲編織成的金屬網(wǎng)與扁鋼圈焊接而成。鋼圈外緣的限制臺(tái)肩與焊在塔壁上的限制板

91、配合，以控制壓板的上限位置。有關(guān)其具體尺寸見(jiàn)裝配圖和零件圖。</p><p>　　5.4 氣體分布裝置</p><p>　　為使氣相在塔內(nèi)能夠穩(wěn)定均勻分布必須有合適的氣體分布器。一般來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)氣相均勻分布要比液相容易一些，故氣體入塔的分布裝置也相對(duì)簡(jiǎn)單一些。一般情況下，對(duì)于直徑小于2.5m的小塔多采用簡(jiǎn)單的氣體分布裝置，進(jìn)氣口位置應(yīng)在填料層以下的一個(gè)塔徑的距離，且高于塔釜液面300mm以上

92、，也可以設(shè)置具有緩沖擋板的進(jìn)氣裝置，由于擋板的作用使入塔氣體分為兩股，呈環(huán)流向上，使氣體分布均勻。有關(guān)其具體尺寸見(jiàn)裝配圖</p><p><b>　　5.5 除霧沫器</b></p><p>　　在塔內(nèi)操作氣速較大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)塔頂霧沫夾帶，這不但造成物料的流失，也使塔的效率降低，同時(shí)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

93、保氣體的純度，保證后續(xù)設(shè)備的正常操作。</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)[1]，本設(shè)計(jì)選用固定下裝式絲網(wǎng)除沫器絲網(wǎng)直徑為0.2mm。絲網(wǎng)厚度為150mm。絲網(wǎng)除沫器具有比表面積大，重量輕，空隙率大以及使用方便等優(yōu)點(diǎn)。特別是它具有除沫效率高，壓力降小的特點(diǎn)，因而是應(yīng)用最廣泛的除沫裝置。</p><p>　　材料為Q235-A，代號(hào)為Q235，GB/T343</p><p>

94、;<b>　　具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)裝配圖。</b></p><p><b>　　5.6 裙座</b></p><p>　　塔體常采用裙座支撐。此處選用圓筒形裙座。為防止風(fēng)載荷或地震引起的彎矩造成塔翻到，則需要配制較多的地角螺栓及具有足夠大承載面積的基礎(chǔ)環(huán)。</p><p>　　裙座與塔底焊接于封頭見(jiàn)的焊接接頭可分為對(duì)接及塔接。此處采

95、用對(duì)接接頭，裙座筒體外與塔體下封頭外徑相等，焊縫必須采用全焊透的連續(xù)焊。</p><p>　　裙座不直接與塔內(nèi)介質(zhì)接觸，也不承受塔內(nèi)介質(zhì)的壓力，因此不受壓力容器用材的限制?？蛇x用Q235-A。</p><p>　　裙座各部分的具體尺寸見(jiàn)裝配圖。</p><p><b>　　5.7 吊柱</b></p><p>　　對(duì)于較

96、高的室外無(wú)框架的整體塔，在塔頂設(shè)置吊柱，對(duì)補(bǔ)充和更換填料，安裝和拆卸內(nèi)件，是既方便有經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)設(shè)施。吊柱的方位應(yīng)使吊柱中心線與人孔中心線間有合適的夾角，使人能在平臺(tái)上操縱手柄，使吊柱的垂直線可以轉(zhuǎn)到人孔附近，以便從人孔裝入或取出塔內(nèi)件。</p><p>　　吊桿選用正火狀態(tài)的10號(hào)無(wú)縫鋼管，支座的墊板選用同塔體材料20R。查吊柱的標(biāo)準(zhǔn)系列HG/T21639得各個(gè)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如下圖所示：</p>&l

97、t;p><b>　　具體尺寸見(jiàn)裝配圖。</b></p><p>　　第六章 管口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　6.1 進(jìn)出口管的確定</p><p>　　流體的進(jìn)出口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先要確定的是管口直徑。根據(jù)管口所輸送的氣體或液體的流量的大小，有下式計(jì)算管口直徑：</p><p><b>　?。?—1）&l

98、t;/b></p><p>　　式中 —流體的體積流量，</p><p><b>　　─進(jìn)料管管徑，m</b></p><p><b>　　u—流體速度，</b></p><p>　　管徑有所選氣速?zèng)Q定后，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)管規(guī)格進(jìn)行圓整，并按實(shí)際管徑重新核算流速。為防止流速過(guò)大引起管道沖蝕、磨損、震動(dòng)

99、和噪音，液體流速一般不超過(guò)3m/s，氣體流速一般不超過(guò)100m/s。</p><p>　　6.1.1 液體進(jìn)口管</p><p>　　體積流量=2.3315/3600=</p><p><b>　　液相進(jìn)料，取，則有</b></p><p>　　查GB/T8163—1999選擇熱軋無(wú)縫鋼管鋼管。其理論質(zhì)量為4.56kg/

100、m。查文獻(xiàn)[1]接管長(zhǎng)度取為200mm。</p><p>　　當(dāng)選取的無(wú)縫鋼管時(shí)，進(jìn)料管中料液的實(shí)際流速為：</p><p>　　故滿足要求，因此進(jìn)料管選用的無(wú)縫鋼管，接管外伸長(zhǎng)度200mm</p><p>　　液體進(jìn)口裝置采用直管式液體進(jìn)口裝置。材料為10號(hào)鋼GB8163,.焊接形式為雙面焊對(duì)接，100%無(wú)損檢測(cè)對(duì)接接頭形式。即焊縫接頭系數(shù)為</p>

101、<p>　　6.1.2 液體出口管</p><p>　　進(jìn)出口流量看著不變，因此其接管也與進(jìn)口管一樣。即</p><p><b>　　液相出料，取，則有</b></p><p>　　查GB/T8163—1999選擇熱軋無(wú)縫鋼管鋼管。其理論質(zhì)量為4.56kg/m。查文獻(xiàn)[1]接管長(zhǎng)度取為200mm。</p><p&

102、gt;　　當(dāng)選取的無(wú)縫鋼管時(shí)，進(jìn)料管中料液的實(shí)際流速為：</p><p>　　故滿足要求，因此進(jìn)料管選用的無(wú)縫鋼管，接管外伸長(zhǎng)度200mm</p><p>　　液體出口裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)便于塔內(nèi)流體的排放，防止堵塞出口，并且要保證塔內(nèi)有一定的液封高度，防止氣體短路。具體形式見(jiàn)裝配圖。</p><p>　　6.1.3氣體進(jìn)口管</p><p>　　體

103、積流量=1500/3600=0.417</p><p><b>　　氣相進(jìn)料，取,則有</b></p><p>　　查GB/T8163—1999選擇熱軋無(wú)縫鋼管鋼管。其理論質(zhì)量為57.95kg/m。查文獻(xiàn)[1]接管長(zhǎng)度取為200mm。</p><p>　　當(dāng)選取的無(wú)縫鋼管時(shí)，進(jìn)氣管中料液的實(shí)際流速為：</p><p>　

104、　故滿足要求，因此進(jìn)料管選用的無(wú)縫鋼管，接管外伸長(zhǎng)度200mm</p><p>　　氣體進(jìn)口裝置的設(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。其具體形式見(jiàn)裝配圖。</p><p>　　材料為10號(hào)鋼GB8163,.焊接形式為雙面焊對(duì)接100%無(wú)損檢測(cè)對(duì)接接頭形式。即焊縫接頭系數(shù)為</p><p>　　6.1.4氣體出口管</p><

105、p>　　體積流量=1500/3600=0.417</p><p><b>　　氣相出料，取,則有</b></p><p>　　查GB/T8163—1999選擇熱軋無(wú)縫鋼管鋼管。其理論質(zhì)量為57.95kg/m。查文獻(xiàn)[1]接管長(zhǎng)度取為200mm。</p><p>　　當(dāng)選取的無(wú)縫鋼管時(shí)，進(jìn)氣管中料液的實(shí)際流速為：</p>&l

106、t;p>　　故滿足要求，因此進(jìn)料管選用的無(wú)縫鋼管，接管外伸長(zhǎng)度200mm.</p><p>　　氣體出口裝置，要求既能保證氣體暢通，有應(yīng)能盡量除去被夾帶的霧沫，可在氣體出口加裝除沫擋板。具體形式見(jiàn)裝配圖。</p><p><b>　　6.2 管法蘭選擇</b></p><p>　　按公稱壓力PN6.3進(jìn)行選擇。</p>&l

107、t;p>　　根據(jù)HG/T20595—97，采用帶頸對(duì)焊鋼制管法蘭（WN）突面（RF）型式。</p><p>　　表6-1液體進(jìn)出口法蘭 單位 mm</p><p>　　表6-2氣體進(jìn)出口法蘭 單位 mm</p><p>　　6.3 平臺(tái)、扶梯的選擇</p><p>　　在人孔處相應(yīng)安裝操作平臺(tái)，選用A型標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，寬B=900mm

108、，單位質(zhì)量為150kg/m，包角180o</p><p>　　梯子采用標(biāo)準(zhǔn)的多層平臺(tái)連用型，材料為Q235-AF</p><p>　　6.4鋼制管法蘭緊固件</p><p>　　根據(jù)HG20613—20614—97進(jìn)行選擇。</p><p><b>　　1.液體進(jìn)出口管</b></p><p>　

109、　采用雙頭螺栓M16，數(shù)量為8，性能等級(jí)為8.8級(jí)。材料Q235-A。質(zhì)量為90kg。</p><p><b>　　2.氣體進(jìn)出口管</b></p><p>　　采用雙頭螺栓M24，數(shù)量為12，性能等級(jí)為8.8級(jí)。材料Q235-A。質(zhì)量為105kg。</p><p>　　6.5 人孔與卸料孔</p><p>　　此處把卸

110、料孔按人孔的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　根據(jù)HG/T21518—2005,選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對(duì)焊法蘭孔MFM型。為人孔MFMDN400PN6.3HG/T21518—2005</p><p>　　增設(shè)填料擋板。具體尺寸如下： 表6-3</p><p>　　墊片為石棉橡膠板墊片（HGJ69—91）代號(hào)為，材料為石棉橡膠板。</p><p

111、><b>　　6.6 焊接結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　1.筒體</b></p><p><b>　　采用Y形坡口</b></p><p>　　說(shuō)明：采用容積墊（HD）和銅墊（TD）保護(hù)熔池</p><p><b>　　2.筒體與封頭</b&g

112、t;</p><p><b>　　采用對(duì)接接頭</b></p><p>　　3.采用插入式 全熔透焊縫T型接頭K=6mm,各種接頭的具體型式見(jiàn)裝配圖。</p><p><b>　　第七章 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)</b></p><p>　　本計(jì)算的封頭與接管的厚度附加量均為2.0。液柱靜壓忽略不計(jì),筒體和封頭的

113、焊接接頭系數(shù)=1(雙面焊100%對(duì)接接頭),接管的焊接接頭系數(shù)為=1(雙面焊100%對(duì)接接頭)。接管材料為10號(hào)鋼，=112MPa。封頭和筒體的材料為16MnR，=163MPa。設(shè)計(jì)壓力為5.0 MPa。</p><p>　　7.1 液體進(jìn)口管補(bǔ)強(qiáng)</p><p>　　此接管為425mm，孔開(kāi)在筒體上。</p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)方法判別</b

114、></p><p>　　補(bǔ)強(qiáng)判別 根據(jù)文獻(xiàn)[5]表4-14，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管為89mm。本開(kāi)孔外徑為42mm,故不需另行補(bǔ)強(qiáng)。</p><p>　　7.2液體出口管補(bǔ)強(qiáng)</p><p>　　此接管為425mm，孔開(kāi)在下橢圓封頭上。</p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)方法判別</b></p>&

115、lt;p>　　補(bǔ)強(qiáng)判別 根據(jù)文獻(xiàn)[5]表4-14，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管為89mm。本開(kāi)孔外徑為42mm,故不需另行補(bǔ)強(qiáng)。</p><p>　　7.3氣體進(jìn)口管補(bǔ)強(qiáng)</p><p>　　此接管為24510，孔開(kāi)在筒體上。</p><p>　　1.補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別</p><p>　　a.補(bǔ)強(qiáng)判別 根據(jù)文獻(xiàn)[5]表4-14，允許不

116、另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管為89mm。本開(kāi)孔外徑為245mm,故需另行補(bǔ)強(qiáng)。</p><p>　　b.補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別</p><p>　　開(kāi)孔直徑 d=+2C=225+22=229mm</p><p>　　本圓筒上開(kāi)孔直徑為d=229mm<=800mm，滿足等面積法開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。</p><p><

117、b>　　2.開(kāi)孔所需面積</b></p><p><b>　　a.封頭計(jì)算厚度</b></p><p>　　此開(kāi)孔為筒體上開(kāi)孔，在前面的筒體計(jì)算中已經(jīng)求的=18.69mm。</p><p>　　b.開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積</p><p><b>　　強(qiáng)度削弱系數(shù)，</b></p&g

118、t;<p><b>　　接管有效厚度</b></p><p>　　開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)所需補(bǔ)強(qiáng)面積</p><p><b>　　3.有效補(bǔ)強(qiáng)范圍</b></p><p><b>　　a.有效寬度B</b></p><p>　　B=2d=2229=458mm</p>

119、<p><b>　　B=</b></p><p>　　取大值故B=458mm。</p><p><b>　　b.有效高度</b></p><p><b>　　外側(cè)有效高度</b></p><p><b>　?。▽?shí)際外伸高度）</b></

120、p><p><b>　　取小值故</b></p><p><b>　　內(nèi)側(cè)有效高度</b></p><p><b>　?。▽?shí)際內(nèi)伸高度）</b></p><p><b>　　取小值故</b></p><p><b>　　4.有

121、效補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p>　　a.封頭多余金屬面積</p><p><b>　　筒體有效厚度</b></p><p><b>　　封頭多余金屬面積</b></p><p>　　b.接管多余金屬面積</p><p><b>　　接管計(jì)算厚度<

122、;/b></p><p><b>　　接管多余金屬面積</b></p><p>　　c.接管區(qū)焊縫面積（焊腳取6.0mm）</p><p><b>　　d.有效補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p>　　5.所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積</p><p><b>　　擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈

123、補(bǔ)強(qiáng)。</b></p><p><b>　　6.補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)接管公稱直徑DN225選擇補(bǔ)強(qiáng)圈，參照補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)JB/T4736—1995取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑440mm。因B=458>,補(bǔ)強(qiáng)圈在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)。采用C型，，則</p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為</b></p

124、><p>　　考慮到鋼板負(fù)偏差并為便于制造時(shí)準(zhǔn)備材料，現(xiàn)補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度也取為封頭的厚度，即=22mm。</p><p>　　7.4氣體出口管補(bǔ)強(qiáng)</p><p>　　此接管為24510，孔開(kāi)在上橢圓封頭上。</p><p>　　1.補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別</p><p>　　a.補(bǔ)強(qiáng)判別 根據(jù)文獻(xiàn)[5]表4-14，允許不另行

125、補(bǔ)強(qiáng)的最大接管為89mm。本開(kāi)孔外徑為245mm,故需另行補(bǔ)強(qiáng)。</p><p>　　b.補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別</p><p>　　開(kāi)孔直徑 d=+2C=225+22=229mm</p><p>　　本圓筒上開(kāi)孔直徑為d=229mm<=800mm，滿足等面積法開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。</p><p><b&

126、gt;　　2.開(kāi)孔所需面積</b></p><p><b>　　a.封頭計(jì)算厚度</b></p><p>　　此開(kāi)孔為筒體上開(kāi)孔，在前面的筒體計(jì)算中已經(jīng)求的=18.69mm。</p><p>　　b.開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積</p><p><b>　　強(qiáng)度削弱系數(shù)，</b></p>

127、<p><b>　　接管有效厚度</b></p><p>　　開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)所需補(bǔ)強(qiáng)面積</p><p><b>　　3.有效補(bǔ)強(qiáng)范圍</b></p><p><b>　　a.有效寬度B</b></p><p>　　B=2d=2229=458mm</p>

128、<p><b>　　B=</b></p><p>　　取大值故B=458mm。</p><p><b>　　b.有效高度</b></p><p><b>　　外側(cè)有效高度</b></p><p><b>　　（實(shí)際外伸高度）</b></p&

129、gt;<p><b>　　取小值故</b></p><p><b>　　內(nèi)側(cè)有效高度</b></p><p><b>　　（實(shí)際內(nèi)伸高度）</b></p><p><b>　　取小值故</b></p><p><b>　　4.有效補(bǔ)

130、強(qiáng)面積</b></p><p>　　a.封頭多余金屬面積</p><p><b>　　筒體有效厚度</b></p><p><b>　　封頭多余金屬面積</b></p><p>　　b.接管多余金屬面積</p><p><b>　　接管計(jì)算厚度</

131、b></p><p><b>　　接管多余金屬面積</b></p><p>　　c.接管區(qū)焊縫面積（焊腳取6.0mm）</p><p><b>　　d.有效補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p>　　5.所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積</p><p><b>　　擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)

132、。</b></p><p><b>　　6.補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)接管公稱直徑DN225選擇補(bǔ)強(qiáng)圈，參照補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)JB/T4736—1995取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑440mm。因B=458>,補(bǔ)強(qiáng)圈在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)。采用C型，，則</p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為</b></p&g