化工设备填料塔的设计

化工设备课程设计

—填料塔的设计说明书

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目录

一、填料塔高度的确定 (3)

二、筒体壁厚的设计 (6)

三、筒体封头壁厚的设计 (7)

四、强度校核 (7)

五、塔设备的总质量 (8)

六、人孔及补强 (9)

七、容器支座 (9)

八、参考文献 (9)

九、后记 (9)

十、符号说明 (9)

化工设备设计

一、填料塔高度的确定

首先对塔体的尺寸的设计，塔体总有效高度（不包括裙座）由下列关系计算：

塔高（H）=吸收段高度(

H)+ 支持圈高度(2H) + 栅板高度(3H)

1

+ 支持板高度(

H) +液体再分布装置高度(5H)+ 液体喷淋装置高度

4

(

H) + 塔底除雾沫器高度(7H) + 塔底段高度(8H)+封头尺寸(9H)+

6

其他附属高度(

H)

10

1、吸收段高度

H

1

通过化工原理相应知识的运用计算得，吸收段的高度为

10.5m,同时将填料吸收段划分为两段。

2、支持圈高度

H

2

支持圈采用圆环式支持圈，支持圈厚度应当考虑在塔高之中，以保证填料段的吸收效果。本设计中选用厚度为40mm的支持圈。

3、栅板高度

H

3

本设计选用栅板式支撑板，栅板式的支撑结构较为常用，由竖立的扁钢制成。栅板可以制成整块式或分块式的。针对于本设计中塔径为800mm，所以将栅板分成两块。栅板的运用起到了对吸收过程中，吸收效果的恒定和维持的重要作用，本设计中选用厚度为6mm的栅板。

4、支持板高度

H

4

支持板对于支撑支持圈，同时为支撑填料起着至关重要的作用。本设计中选用支持板上段高度为20mm的支持板。

5、液体再分布装置高度

H

5

填料塔内当液体沿填料层下流时，往往会产生壁流现象，使塔中心填料得不到良好的润湿，减少了气液接触的有效面积。为了克服这种现象，当填料层过高时，应将填料层分段装填，并在塔内每两段填料之间安装液体再分布装置，是液体重新分布。本设计选用可用于直径1000mm以下的塔的槽形再分布器，同时大致高度取800mm。

6、液体喷淋装置高度

H

6

液体喷淋装置的作用是为了能有效地分布液体，提高填料表面的有效利用率。液体喷淋装置的安装位置，通常需高于填料层表面150-300mm，本设计取250mm,，提高足够的自由空间，让上升气流不受约束地穿过喷淋器。本设计考虑了各种喷淋器的使用范围限制，选用适用范围为直径在800mm以上的塔的盘式分布器。

7、塔底除雾沫器高度

H

7

穿过填料层的气体有时会夹带液体和雾滴，因此有时需在塔底气体排出口前设置除雾沫器，以尽量出去气体中被夹带的液体雾沫，本设计选用分离效率高，阻力较小，重量较轻，所占空间不大的丝网除雾器。丝网除雾器的设计计算如下：（1）、设计气速的计算气体通过除雾器的速度是影响除雾器取得高效率的重要因素，设计气速可通过下式求取：

u=

式中 u —气速，m/s

K —系数，可去0.08-0.11； ρ—密度,kg/m3 (2)丝网盘的直径

丝网盘的直径取决于气体的处理量，可按下式计算：

1D =

式中： V —气体处理量，3

/m s

（3）丝网层厚度H 的确定

对于金属丝网，当丝网直径为0.076-0.4mm 时，在适宜气速下，丝网层的厚度取为100-15mm 时，就能把气体中的绝大部分雾滴分离下来，当合成纤维丝网直径为0.005-0.03mm 时，丝网厚度一般取50mm 。结合液体喷淋装置对应的高度以及其他余量高度，本设计中取1800mm 。

8、 塔底段高度8H

塔底空间高度具有中间贮槽的作用，塔釜料液最好能在塔底有10-15分钟的储量，以保证塔底料液不致排完。本设计选用12分钟的储存时间，则高度为

2

,,3

,2

2

3013.2431/998.2/0.23.140.80.3004v l m l m l V V

H S R V q t q t q t

kg h kg m h

H R m

πρρπ===⨯=÷⨯÷⨯÷⨯=

=

⨯=

塔底空间高度一般取1.0~1.5m ，本设计去1.2m ，加之塔底液体

的储备高度，则塔底段高度取1.5m

9、 封头尺寸9H

本设计中选用椭圆封头，根据填料塔的筒体尺寸为800m ，则椭圆的深度取为225mm

10、 其他附属高度10H

人孔直径一般为450~550mm 。凡设有人孔的塔板应当考虑到人孔的直径大小。人孔数目是根据物料清洁程度和塔板安装方便而确定。对于本设计中，物料不易结垢、结焦等特点，无需经常清洗，故取每隔8-10块板设计一个人孔，所以本设计无需开设人孔。对于填料的添装通过填料段的两个手孔进行。

综上所述的介绍，则填料的总高度取为16m 。

二、筒体壁厚的设计

根据工艺尺寸D=800mm ，H=16m,( 估计）分析可得，本筒体选用材料Q235-B 制作筒体和封头。出现液泛时，压强最大：

m a x 998.29.8116

156677.472

0.1567P g h P a M P a

ρ==⨯⨯=≈ 设计压力为操作压力的

1.1

倍，则

m a x

1

.1

1.1

0.156

7

.1

7

2

4

P P M P a =⨯=⨯= 根据壁厚设计公式：

[]2i d t

pD C p

δδϕ=

+-

假设选取材料壁厚δ为4mm ，则[]t

δ为113MPa ，D=800mm, ϕ=1.