填料塔支承圈及栅板校核有限元分析

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精馏塔用填料支撑格栅结构优化设计

尸．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂｅａｉｎｒｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏｍｍｏｎｅｍｐｉｉｃｒａｌｍｏｄｅｌｓｆｏｒｒｅｃｔｉｉｃｆａｔｉｏｎｔｏｗｅｒ－ｐｕｒｐｏｓｅｐａｃｋａｇｅｓｕｐｐｏｒｔｇｒｉｄｏｆｔｈｅａｉｒｓｅｐａｒａｔｉｏｎｐｌａｎｔｉｓａｎａｌｙｚｅｄｗｉｔｈｌａｒｇｅｓｉｚｅｄｉｎｆｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅＡＮＳＹＳ，ｔｈｒｅｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｓｃｈｅｍｅｓｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｒｅａａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｐｏｉｎｔｏｆ
ＺｈｏｎｇｓｈａｎＲｏａｄ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１４，Ｚｈｅｊｉａｎｇ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；２，３，４．ＤｅｓｉｇｎｉｎｇＩｓｔｎｉｔｕｔｅ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ
摘要：运用大型有限元分析软件ＡＮＳＹＳ，对空分设备精馏塔用填料支撑格栅常用的经验模

填料塔常用填料概要

填料塔
（四）手孔手孔是指手和手提灯能伸入的设备孔口，用于不便进入或不必进入设备即能清理、检查或修理的场合。手孔又常用作小直径填料塔装卸填料之用，在每段填料层的上下方各设置一个手孔，卸填料的手孔有时附带挡板，以免反应生成物积聚在手孔内。（五）塔内件填料塔的内件有填料、填料支撑装置、填料压紧装置、液体分布装置和液体收集再分布装置等。合理的选择和设计塔内件，对保证填料塔的正常操作及优良的传质性能十分重要。（1）除沫器当空塔气速较大，塔顶溅液现象严重，以及工艺过程不允许出塔气体夹带雾滴的情况下，设置除沫装置，从而减少液体的夹带损失，确保气体的纯度，保证后续设备的正常操作。常用的除沫装置有折板除沫器（见图4.5）丝网除沫器（见图4.6）以及旋流板除沫器。此外还有链条型除沫器、多孔材料除沫器及玻璃纤维除沫器等。在分离要求不严格的场合，还将干填料层作除沫器用。
填料塔
填料塔结构如右图所示，它由塔体、液体分布器、填料压紧装置、填料层、液体收集与再分配装置和支撑栅板组成。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1-塔体；2-液体分布器；3-填料压紧装置；4-填料层；5-液体收集与再分配装置；6-支撑栅板图4.3 填料塔结构
填料塔
（二）塔体支座塔设备常采用裙式支座（见图4.4），它应当具有足够的强度和刚度，来承受塔体操作重量、风力等引起的载荷。
(d)排管式
(e)环管式
填料塔-液体分布装置
槽式液体分布器通常是由分流槽（又称主槽或一级槽）、分布槽（又称副槽或二级槽）构成的。一级槽通过槽底开孔将液体初分为若干流股，分别加入其下方的液体分布槽，分布槽的槽底（或槽壁）上设有孔道，将液体均匀分布于填料层上，如图片4.10 （f）所示。槽式分布器具有较大的操作弹性和较好的抗污性，特别适合于气液负荷大及含有固体悬浮物、粘度大的分离场合。由于槽式分布器具有优良的分布性能和抗污垢性能，应用范围非常广泛。

填料塔的设计

目录一．设计任务书..............................................................................................................1.设计目的 ......................................................................................................................2.设计任务 ......................................................................................................................3.设计内容和要求 ..........................................................................................................二．设计资料..................................................................................................................1.工艺流程 ......................................................................................................................2.进气参数 ......................................................................................................................3.吸收液参数 ..................................................................................................................4.操作条件 ......................................................................................................................5.填料性能 ......................................................................................................................三．设计计算书..............................................................................................................1．填料塔主体的计算 ...................................................................................................1.1吸收剂用量的计算 ...................................................................................................1.2塔径的计算 ...............................................................................................................1.3填料层高度的计算 ...................................................................................................1.4.填料塔压降的计算 ...................................................................................................2.填料塔附属结构的类型与设计 ..................................................................................2.1支承板.......................................................................................................................2.2填料压紧装置...........................................................................................................2.3液体分布器装置.......................................................................................................2.4除雾装置...................................................................................................................2.5气体分布装置...........................................................................................................2.6排液装置...................................................................................................................2.7防腐蚀设计...............................................................................................................2.8气体进料管 ...............................................................................................................2.9液体进料管： ...........................................................................................................2.10封头的选择.............................................................................................................2.11总塔高计算 .............................................................................................................3.填料塔设计参数汇总 ..................................................................................................四．填料塔装配图（见附录）......................................................................................五．总结..........................................................................................................................六．参考文献..................................................................................................................附录..................................................................................................................................前言世界卫生组织和联合国环境组织发表的一份报告说：“空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。

填料塔中分块式栅板结构尺寸计算

填料塔中分块式栅板结构尺寸计算摘要：一、引言二、填料塔概述三、分块式栅板结构介绍四、分块式栅板结构尺寸计算方法1.计算原则2.计算步骤五、计算实例六、总结正文：一、引言填料塔是一种广泛应用于化工、石油等行业的设备，用于气液或气固相的接触与分离。

分块式栅板是填料塔内的重要组成部分，对气液两相的流动特性产生重要影响。

本文将针对分块式栅板结构尺寸的计算方法进行探讨。

二、填料塔概述填料塔是一种用于实现气液或气固相接触与分离的设备，内部装有填料层和分块式栅板。

填料层起到增加气液接触面积、提高分离效果的作用，而分块式栅板则有助于气液两相的均匀分布与流动。

三、分块式栅板结构介绍分块式栅板是由若干个矩形或正方形块组成的，具有规则排列的孔洞。

其主要作用是引导气液两相在填料层内均匀流动，同时防止填料的流失。

分块式栅板的尺寸、形状和孔洞排列方式等因素都会影响填料塔的性能。

四、分块式栅板结构尺寸计算方法1.计算原则分块式栅板尺寸的计算应遵循以下原则：保证气液两相在填料层内能均匀流动，且不引起过大的压降；同时要满足生产工艺的要求，保证塔内气液两相的传质、传热效果。

2.计算步骤（1）确定分块式栅板的形状和孔洞排列方式。

（2）根据填料塔内气液两相的流速、密度、粘度等参数，计算分块式栅板上的流体动力学阻力。

（3）根据分块式栅板上的流体动力学阻力和气液两相的流动要求，确定合适的分块式栅板尺寸。

五、计算实例以某化工企业的填料塔为例，根据分块式栅板尺寸计算方法，可得到合适的分块式栅板尺寸。

经实际应用证明，采用该尺寸的分块式栅板能有效提高填料塔的分离效果和生产效率。

六、总结分块式栅板结构尺寸的计算是填料塔设计中的关键环节。

合适的分块式栅板尺寸能保证气液两相在填料层内均匀流动，提高填料塔的性能。

化工钳工技能大赛静设备判断判断题

题干答案(正确用难度系数（1、2、3）从承压能力来看，半球形最1好，椭圆形封头其次。

1椭圆形封头长短轴之比(D i/2h i)越1大，封头应力越大，所需壁厚也越大。

1压力容器法兰的公称压力是1指其最大允许工作压力。

0为了防止卧式设备的移动，1故将两个支座均设计为固定支座。

0化工设备指静设备，如塔器、换热1器等，化工机器指动设备，如压缩机、泵等。

1在相同的设计条件下，球形封头的计1算厚度是标准椭圆封头的1／2。

1容器或设备标准化的主要参1数是公称直径和公称压力。

1程度为极度和高度1危害的中压容器为第三类压力容器。

1压力容器危害性与介质的压力、容器1容积大小以及介质的危害程度有关系。

1在化工设备中能承受操作压1力p≥100MPa的容器是高压容器。

0厚壁容器是三向应力状态，1三个应力中周向应力最大。

1反应釜具有动、静1设备的综合特点。

1高合金钢制容器的1最小壁厚不小于2mm。

1高黏度、大容量液体混合，1可采用推进式搅拌器。

0工作压力为 1.8MPa的废热锅1炉为二类压力容器。

0头、碟形封头直边的作用是1降低与筒体连接处的边缘应力。

1封头可分为凸形封头、椭圆1形封头和碟形封头。

0采用自增强技术可1提高高压容器筒体的强度。

1一类压力1容器是最危险的。

0对内压薄壁圆筒而言，纵向1焊缝比横向焊缝重要。

0压力等于10MPa的压1力容器，属于高压容器。

1设计厚度是指计算1厚度与厚度附加量之和。

0工作压力是指在正常工作情况下，容1器顶部可能达到的最高压力。

1当接口管长度必须很短时，1应用凸缘来代替接口管。

0补强计算1常采用极限分析法。

0外压容器外部压力1大于内部压力。

1容器水压试验主要1是检验容器的强度。

1在制造圆筒形容器时，由于环向应力高于纵向1应力，故环向焊缝的质量要求比纵向焊缝高。

0由于球形容器具有容积大、用材省、制造简单1等优点，故其在大型储罐方面得到较广泛的应用。

0当外压力小于等于临界外压1力时，外压圆筒不会失稳。

填料塔常用填料资料

(f)槽式
填料塔-液体分布装置
槽盘式分布器是近年来开发的新型液体分布器，它将槽式及盘式分布器的优点有机地结合一体，兼有集液、分液及分气三种作用，结构紧凑，操作弹性高达10：1，气流分布均匀，阻力小，特别适用于易发生夹带、易堵塞的场合。槽盘式液体分布器的结构如图4.10(g)所示。
(g)槽盘式图4.10 液体分布器
填料塔-填料的类型和性能评价
(c)矩鞍(Intalox saddle)
为克服弧鞍填料容易套叠的缺点，将弧鞍填料两端的弧形改为矩形，且两面大小不等，即成为矩鞍填料。矩鞍填料堆积时不会叠合，液体分布较均匀，且较耐压力，构形简单。一般采用陶瓷材料制成，其性能优于拉西环。目前国内大多数应用瓷质拉西环的场合
(a) 截锥式再分布器图4.11 液体收集再分布装置
填料塔
在通常情况下，一般
将液体收集器及液体分布器同时使用，构成液体收集及再分布装置。液体收集器的作用是将上层填料流下的液体收集，然后送至液体分布器进行液体再分布。常用的液体收集器为斜板式液体收集器，如图4.11(b)所示。
(b)斜板式液体再收集器图4.11 液体收集再分布装置
图4.6 丝网除沫器
填料塔
填料的作用是为气、液两相提供充分的接触面，并为提高其湍动程度(主要是气相)创造条件，以利于传质(包括传热)。它们应能使气、液接触面大、传质系数高，同时通量大而阻力小，所以要求填料层空隙率高、比表面积大、表面湿润性能好，并在结构上还要有利于两相密切接触，促进湍流。制造材料又要对所处理的物料有耐腐蚀性，并具有一定的机械强度，使填料层底部不致因受压而碎裂、变形。常用的塔填料可分为两大类：散装填料与规整填料。（3）填料支撑装置填料支撑装置的作用是支撑塔内填料层，对其要求是：第一，应具有足够的强度和刚度，能支撑填料的重量、填料层的持液量及操作中的附加压力等；第二，应具有大于填料层孔隙率的开孔率，以防止在此处首先发生液泛；第三，结构合理，有利于气液二相的均匀分布，阻力小，便于拆装。

氨气吸收(清水)化工原理课程设计 (2)精选全文

可编辑修改精选全文完整版设计任务书（一）设计题目试设计一座填料吸收塔，采用清水吸收混于空气中的氨气。

混合气体的处理量为2200m3/h，其中含氨为8%（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。

要求：氨气的回收率达到97% 。

（二）操作条件（1）操作压力：常压（2）操作温度：20℃（3）采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。

（20C°氨在水中的溶解度系数为H＝0.725kmol/m3.kPa）（三）填料类型采用散装聚丙烯DN阶梯环填料。

50（四）设计内容（1）设计方案的确定和说明（2）吸收塔的物料衡算；（3）吸收塔的工艺尺寸计算；（4）填料层压降的计算；（5）液体分布器简要设计；（6）绘制液体分布器施工图（7）吸收塔接管尺寸计算；（8）设计参数一览表；（9）绘制生产工艺流程图（A3号图纸）；（10）绘制吸收塔设计条件图（A3号图纸）；（11）对设计过程的评述和有关问题的讨论。

目录1. 设计方案简介 (1)1.1设计方案的确定 (1)1.2填料的选择 (1)2. 工艺计算 (2)2.1 基础物性数据 (2)2.1.1液相物性的数据 (2)2.1.2气相物性的数据 (2)2.1.3气液相平衡数据 (2)2.1.4 物料衡算 (3)2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (4)2.2.1 塔径的计算 (4)2.2.2 填料层高度计算 (5)2.2.3 填料层压降计算 (8)2.2.4 液体分布器简要设计 (8)3. 辅助设备的计算及选型 (9)3.1 填料支承设备 (9)3.2填料压紧装置 (10)3.3液体再分布装置 (10)4. 设计一览表 (10)5. 后记 (11)6. 参考文献 (11)7. 主要符号说明 (12)8. 附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图） (13)1.设计方案简介1.1设计方案的确定本设计任务为吸收空气中的氨气。

用水吸收氨气属易溶解的吸收过程，所以本次设计的吸收剂为清水。

填料及其支撑装置

填料及其支撑装置
填料的基本要求及常用的调料
什么是填料？
填料泛指被填充于其他物体中的物料。在化学工程中，填料指装于填充塔内的惰性固体物料，例如鲍尔环和拉西环等，其作用是增大气-液的接触面，使其相互强烈混合。在化工产品中，填料又称填充剂，是指用以改善加工性能、制品力学性能并（或）降低成本的固体物料。在污水处理领域，主要用于接触氧化工艺，微生物会在填料的表面进行累积，以增大与污水的表面接触，对污水进行降解处理
水工艺容器设备中常用的填料
滤料：既在过滤器设备中起到过滤杂质。截留附着物，但可以让
过滤介质通过的材料。用于压力式过滤器的填料主要有石英砂和无烟煤。在压力作用下，
水通过填料颗粒的缝隙而得以净化，而水中的悬浮颗粒被滤料拦截和吸附而得以去除。滤料主要分为两大类，一类是用以进水过滤的粒状材料，通常指石英砂，白煤或矿石等。另一类是物理分离的过滤介质，主要包括过滤布，过滤网，滤芯，滤纸，以及最新的膜。
水工艺容器设备中常用的填料
水处理工艺中还用到一些其他填料，如碎石、卵石、砖块、炉渣。这些填料虽然价格低廉，但因相对密度大，比表面积小，一般不用于水工艺设备。
水工艺容器设备中常用的填料
软填料
结构简单、装拆方便，成本较低，使用安全可靠。软填料常制成圆形、长形、长方形、楔形、三角形、锥套形等多种形状。
水工艺容器设备中常用的填料
离子交换剂
离子交换剂是由空间网状骨架与附属在骨架上的许多活性基团所构成的不溶性高分子化合物，活性基团的一部分能在一定的范围内自由移动，并与周围水溶液的其他离子进行交换反应。
凡是能够进行离子交换的这类物质都称为离子交换剂。离子交换剂分无机质类和有机质类两大类。无机质类又可分天然的——如海绿砂；人造的——如合成沸石。有机质类又分碳质和合成树脂两类。其中碳质类如磺化煤等；合成树脂类分阳离子型——如强酸性和弱酸性树脂；阴离子型——如强碱性和弱碱性树脂、两性树脂和螯合树脂等类。水处理中常用的离子交换剂有离子交换树脂和磺化煤。阳离子交换树脂和磺化煤常用于水的软化和脱碱软化。阴阳离子交换树脂配合使用则用于水的除盐。

化工塔设备专题知识

3填料塔
3.3.1.6 金属英特洛克斯（Intalox）填料
将环形构造与鞍形构造旳特点集于一体而形成旳一种独特构造旳填料，具有生产能力大、压降低、液体分布性能好、传质速率高及操作弹性大等优良性能，取得广泛应用，如减压蒸馏优势明显。
3填料塔
3.3.1.7 网体填料（Wire gauze packings）
3填料塔
3.2 构造
塔体、填料及支承、液体分布器及再分布器、除沫器等。
3.3 填料
填料是填料塔旳关键内件，它为气－液两相充分接触进行传热传质提供了表面积。可分为散装填料和规整填料两大类。
3填料塔
3.3.1 散装填料以乱堆为主旳填料，具有一定外形旳颗体，又称颗粒填料
（1）环形填料：拉西环填料、鲍尔环填料、阶梯环填料；（2）鞍形填料：弧鞍填料、矩鞍填料、改善矩鞍填料；
合用范围：造价较高，易堵塞难清洗，一般用于较难分离或分离要求很高旳情况。
3填料塔
规整填料种类：丝网波纹填料和板波纹填料。叠成圆筒形整块放入塔内或分块拼成圆筒形在塔内砌装。
金属板波纹规整填料
多种陶瓷规整填料
3填料塔
3.3.3 填料用材旳选择（1）塑料：要求设备操作温度较低，除强酸外，体系对塑料无溶胀。
2板式塔
2.2 板式塔旳类型
泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌片塔等。
2.2.1 泡罩塔
应用最早旳板式塔。构造主要由泡罩(气液接触元件)、升气管、溢流堰、降液管及塔板等部分构成。
2板式塔
泡罩塔旳优点：操作弹性大，气液比旳范围大，不易堵塞。
泡罩塔旳缺陷：构造复杂、造价高、气相压降大、以及安装维修麻烦等。
4 精馏塔

某过滤器主管板及其支撑圈环设计工况下有限元分析及强度评定

３管板有限元分析、３１．计算模型建立根据结构特点和载荷特性，采用对称的沿圆周４度方向建立三维５力学模型。计算模型建立以后，需要在模型上施加边界条件及材料参数。３Ｉ１．．边界条件对计算模型施加的边界条件包括了力边界条件，位移边界条件。具体对于该模型来说，力边界条件为在管板下表面和滤芯开孔环面施加内压，管板上下表面存在压差。位移边界条件为在所有被切开的模型断面处施加对称约束，板外缘底部设定管板的水平位移值（ｚ为管ｕ）
设计
２１Ｓ：．５８９ａ１５９ＭＰ６ＭＰ通过
．
设计
Ｂ— Ｂ
ａ
一
次膜＋弯应力强度Ｓ．３．２ａ１５．．８７ＭＰ６ＭＰ
１５．Ｓ：
ａ
通过
设计
以上区域应力强度评定均合格，故可认为管板在设计工况下可安
０。
３１材料参数．２．主管板在设计工况下材料性能参数见表１所示。表金钢锻件
８＝０２０
ＳＭＰａ
ＥＭＰａ
１０１
１７．９× １０
３２网格划分．
本次有限元分析采用ＡＳＳ１软件提供的ＳＬＤ５ＮＹ１．０ＯＩ９单元进行网络划分，见图３。
科技信息
集边滤器主管觚及其支撑固环设计工况下有限元分析及强度评定
东华工程科技股份有限公司李国军
［要］摘本文介绍了应用有限元软件ＡＹ对某过滤器主管板设计Ｘ；＂Ａ管板应力场进行分析的情况及对主管板支撑圈环设计ＮＳＳ－，＇－ｆＸＸ）Ｔ支撑圈环应力场进行分析的情况。有限元建模采用了三维参数化建模方法，－ＬＪ包括了管板、主管板支撑圈环以及筒体。得到分析结果以后，进行强度评定，以判断该部件结构在＂ＴＸＴ是否安全运行。／－，￣－；［关键词］滤器主管板有限元分析强度评定过

填料塔中支撑格栅的数值模拟

1 引言
填料塔广泛应用于石油、化工、制药等行业的传质分离过程。随着企业生产规模的不断扩大，对大型填料塔内构件的设计提出了更高的要求。但据现有文献分析，多数研究[1-4]集中在填料及液体分布器方面，对填料塔内支撑格栅的研究较少，因此重点对支撑格栅进行详细分析及探讨。
常用的填料支撑装置主要有梁式气体喷射式支承板和支撑格栅[5]。梁式气体喷射式支承板多用于小塔径的塔内支撑散堆填料，其结构可根据规范 HG/T21512-95《梁型气体喷射式填料支承板》[6]进行设计。支撑格栅结构简单，造价比梁式气体喷射式支承板低，尤其在大型塔内使用较多[7]，可用来支撑散堆填料与规整填料，但是目前无专门单列的针对支撑格栅的设计规范。在操作工
粤遭泽贼则葬糟贼：In order to explore the most reasonable design and size of the packed support grid in packed column，the blocking support grid is taken as the object，the distributed load and its strength，deflection and stability under load are analyzed theoretically，influencing factors and corresponding calculation formulas are given. ANSYS Workbench is used to simulate the blocking support grid basing on the actual project. The theoretical value agrees well with the simulation value，which verifies the correctness of the theoretical formula and the finite element model. Basing on the proper model，the lightest weight of the blocking support grid is regarded as the objective function，the strength and deflection are the constraints，finite element method is used to optimize the blocking support grid. The results show that the main factor affecting the strength and deflection is the thickness and height of row grid；Column grid mainly stabilize row grid. The numerical simulation and optimization method are of great significance to the reasonable design of packed support grid. Key Words：Packed Column；Support Grid；Numerical Simulation；Strength；Deflection；Stability

填料塔常用填料概要

填料塔-液体分布装置
喷头式分布器如图4.10（a）所示。液体由半球形喷头的小孔喷出，小孔直径为 3-10mm,同心圆排列，喷洒角小于80°，喷洒直径1/5-1/3 D。这种分布器结构简单，只适用于直径小于600mm的塔中。因小孔容易堵塞，一般应用较少。盘式分布器有盘式筛孔型分布器、盘式溢流管式分布器等形式。如图4.10（b）、（c）所示。液体加至分布盘上，经筛孔或溢流管流下。分布盘直径为塔径的0.6-0.8 倍，此种分布器用于D＜800mm的塔中。
(a) 截锥式再分布器图4.11 液体收集再分布装置
填料塔
在通常情况下，一般
将液体收集器及液体分布器同时使用，构成液体收集及再分布装置。液体收集器的作用是将上层填料流下的液体收集，然后送至液体分布器进行液体再分布。常用的液体收集器为斜板式液体收集器，如图4.11(b)所示。
(b)斜板式液体再收集器图4.11 液体收集再分布装置
均以被瓷质矩鞍填料所取代。
填料塔-填料的类型和性能评价
(d)鲍尔环(Pall ring) 鲍尔环的构造，相当于在拉西环的壁面上开一排或两排正方形或长方形孔，开孔时只断开四条边中的三条边，另一边保留，向环内弯曲，形成内伸的舌叶，，这些舌片在环内几乎对接起来。填料的空隙率与比表面并未因而增加。但由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气体流动阻力降低，液体分布比较均匀。因此，鲍尔环比拉西环气体通量增大50&以上，传质效率增加30%左右。鲍尔环填料以其优良性能得到广泛应用。
(a)喷头式
(b)盘式筛孔式
(c)盘式溢流管式
填料塔-液体分布装置
管式分布器由不同结构形式的开孔管制成。其突出的特点是结构简单，供气流流过的自由截面大，阻力小。但小孔易堵塞、弹性一般较小，管式液体分布器多用于中等以下液体负荷的填料塔中，在减压精馏及丝网波纹填料中，由于液体负荷较小故常用之。管式分布器有排管式、环管式等不同形状，如图片4.10（d）、（e）所示。

化工单元操作：填料塔附属结构

Ø 3800液体收集再分布器
填料塔
填料塔的附属结构
7、除沫器
当塔内气速较高，液沫夹带较严重时，在塔顶气体出口处需设置除沫装置。折板除沫器：阻力较小 (50~100Pa)，但只能除去 50m 以上的液滴。
填料塔
填料塔的附属结构
7、除沫器
丝网除沫器：造价较高，可除去 5μm 的液滴，但压降较大(约250Pa)。
下持液的重量。 (2) 足够的自由面积以确保气、液两相顺利通过。总开孔面积应尽可能不小于填料层的自由
截面积。开孔率过小可导致液泛提前发生。一般开孔率在 70% 以上。
常用的支承板有栅板、升气管式和气体喷射式等类型。
填料塔
填料塔的附属结构
1、填料支承装置
栅板：优点是结构简单，造价低；缺点是栅板间的开孔容易被散装填料挡住，使有效开孔面积减小。
填料塔
填料塔的附属结构
6、液体收集器
气液流率的偏差会造成局部气液比不同，使塔截面出现径向浓度差，如不及时重新混合，就会越来越坏。一般15～20个理论级需进行一次气液再分布。在各床层间用液体收集器将流下的液体完全收集并混合，再进入液体分布器，以消除塔径向质与量的偏差。
用于大塔径的斜板式液体收集器用于小塔径的斜板式液体收集器
用于气体流量很大的场合。其操作弹性在 2:1~2.5:1 之间。缺点：也存在小孔易堵塞的问题，故被喷淋的液体不能有固体颗粒或悬浮物。
梯形
填料塔
填料塔的附属结构
3、液体分布器
孔流分布器：有盘式和槽式两种。
盘式孔流分布器：气、液流道分离，液体自盘底的喷淋孔流下，盘中维持有一定高度的液位，气体则从盘中设置的圆管中上升。
填料塔
填料塔的附属结构

附塔换热器支撑结构承载有限元分析

附塔换热器支撑结构承载有限元分析杨湖;孙志刚;吴显伟【摘要】附塔支架支撑的换热器结构形式特殊,相关文献对这种结构进行分析时支撑梁承载假设与实际情况存在着一定偏离.考虑设备的实际安装过程,采用有限元分析法详细分析了支撑梁在不同工况下的承载情况,得到不同工况下支撑梁和接管承载比例,分析结果更加符合实际,对结构强度校核提出了相关的建议,可作为此类结构设计的参考.【期刊名称】《化工设备与管道》【年(卷),期】2018(055)005【总页数】5页(P30-34)【关键词】塔;换热器;支撑;承载;有限元【作者】杨湖;孙志刚;吴显伟【作者单位】无锡化工装备股份有限公司,江苏无锡214131;无锡化工装备股份有限公司,江苏无锡214131;中国化学工程第十四建设有限公司,南京211500【正文语种】中文【中图分类】TQ051.5;TH123当换热器标高较高时，换热器可能会采用附塔支架支撑，即悬挂支撑。

文献 [1]认为这种附塔支架支撑仅适用相对小型的换热器，如文献 [2，3]中采用类似支撑结构的设备最大重量为10 t，但也有比较重的换热器采用这种支撑形式的，如文献[4]中的换热器最大重量达到245 t。

换热器与塔器之间的连接接管开孔补强需要考虑换热器重量的影响，对此有两种不同的处理方法。

第一种方法 [2]认为支架承担100 %的换热器重量，设计中仅针对支架设计考虑换热器重力载荷，接管不承受换热器重量；第二种方法 [3-4]认为接管和支架均承受换热器重量，通过建立包含塔器部分、接管、换热器部分以及支架的整体模型计算出接管和支架的实际承载或者相应的应力分布。

从工程实际分析发现两种方法均有合理性和不足。

设备在现场安装时首先安装塔器，然后安装支架，最后安装换热器，在换热器重力作用下支架会产生变形，换热器与塔器对接的接管会对不齐，现场会校平支撑梁使得塔器接管与换热器接管对齐，然后再进行接管连接。

由此可见，安装时换热器空重100 %由支架承担，在其他工况下换热器空重也应该是支撑梁承受的，换热器操作以及水压试验时的介质重量、地震载荷和风载荷作用时支架会发生二次变形，这些载荷由接管和支架共同承担。

合成氨液氨脱硫工艺设计

郑州大学化工与能源学院专业化学工程与工艺班级 4班姓名张晓丹学号 20110380429 题目年产14万吨合成氨脱硫工艺设计指导老师万亚珍职称教授李亦帆职称博士系主任侯翠红职称教授2015年 1 月 24 日目录1.设计任务书 (3)1.1设计要求 (3)1.2设计依据 (3)2.工艺设计条件 (4)3.工艺流程叙述 (5)3.1概述 (5)3.2生产流程简述 (5)3.2.1原理 (5)3.2.2工艺流程简图 (7)4.主要工艺指标 (7)4.1设计方案的确定 (7)4.2物料衡算 (8)4.2.1吸收塔的物料衡算 (8)4.2.2各流股的物料衡算 (9)4.3热量衡算 (10)5.工艺设计 (10)5.1 基础物性数据 (10)5.2 吸收塔的设计 (11)5.2.1 塔径计算 (11)5.2.2 塔径校核 (13)5.2.3 填料层高度及分段 (13)5.2.4 填料塔压降的计算 (17)5.2.5 填料支撑板 (18)5.3喷射氧化再生槽的计算 (19)5.3.1 槽体的计算 (19)5.3.2 扩大部分直径 (19)5.3.3 再生槽高度 (19)5.3.4 喷射器计算 (20)5.4 冷却塔的设计 (23)5.4.1 冷却塔的计算 (23)5.4.2 冷却塔校核 (24)5.4.3 分布器的设计 (34)5.4.4 丝网除沫器的设计 (37)5.4.4冷却塔的选管 (39)5.4.5塔底防涡器的设计 (40)6.设计感悟 (41)1.设计任务书1.1设计要求设计年产14万吨合成氨脱硫工艺，半水煤气含硫4.8g/Nm3, 脱硫方法用氨水液相催化法，填料塔脱硫；富液再生采用喷射氧化再生槽。

1.2设计依据1)《化工工艺设计手册（第四版）》（上、下册）2)《小合成氨厂工艺技术与设计手册》（上、下册）3)陈声宗等主编，化学工业出版社出版的《化工设计》第三版教材4)《填料手册（第二版）》5)《化工设备设计全书（塔设备分册）》6)《塔填料产品及技术手册》7)《小合成氨厂工艺技术与设计手册》（上、下册）8)《给水排水设计手册》9)《化工设备设计手册》（上、下卷）10)《化学化工物性数据手册（无机卷、有机卷）》11)《现代塔器技术》（第二版）12)《小氮肥厂工艺设计手册》13)李登松.脱硫填料吸收塔的工艺设计研究[J].化工装备技术,2013,34(6):41-45.14)徐组根.冷却塔设计[J].河南化工，1999,8:31-34.15)曾国安.冷却塔的设计计算[J].机电产品开发与创新,2009,22(4):76-78.16)董谊仁，过健.填料塔排管式液体分布器的研究和设计[J].化学工程，1990,18（3）：28-35.17)董谊仁，裘俊红，陈国标等.填料塔液体分布器的设计[J].化工生产与技术，1998,18：1-6.18)张硕德.防涡流器的设计[J].化工设备设计，1983,18（23）：42-43.19)白二川.半水煤气直冷塔的计算与设计[J].化肥设计，2010,48（2）：11-15.20)杨怀林.水冷却塔的设计[J].特钢技术，2009,15（58）：53-54.2.工艺设计条件设计能力：14万吨合成氨/年半水煤气中硫含量：4.8g/Nm3年工作日：310天半水煤气消耗定额：3200 Nm3/ 吨氨半水煤气组成（干基）：表1 半水煤气组成表组成H2N2CO CO2O2CH4合计体积（%）42 19 26 11 0.7 1.3 100半水煤气压力：压缩机出口压力4800 mmH2O柱气体温度：36℃溶液温度：32℃贫液组成：总氨含量：1.0M 碳化度R=C/A=0.63 总硫化氢：20.0g/m3硫容： 0.17kg/Nm3 比重：1034kg/m3脱硫后半水煤气含硫： 0.1 g/Nm3富液组成：总氨含量：1.0M 碳化度R=C/A=0.65 总硫化氢：240.0g/m3比重：1034kg/m3再生过程：采用喷射氧化再生槽喷射器入口压力：4atm(表压)液温：30℃吹风强度：100m3/ m33.工艺流程叙述3.1概述由于生产合成氨的各种燃料中含有一定量的硫，因此所制备出的合成氨原料气中，都含有硫化物。