化工机械基础填料塔设计

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1、前言气体吸收时气体混合物中一种或多种组分（溶质）溶解于液体（吸收剂）的一种分离操作。由于填料塔具有结构简单、阻力小、加工容易，可用耐腐蚀材料制作，吸收效果好，装置灵活等优点，所以在化工、环保等工业吸收操作中应用较普遍。由于近年来性能优良的新型散装和规整填料的开发，塔内件结构和设备的改进，促使填料塔的应用更加广泛。填料塔的结构如图所示，主要包括塔体、塔填料和塔内件三大部分，本设计主要是通过给定的一些塔的数据，进一步计算塔的结构尺寸，以及承受的各项指标等等，并通过计算和选择，选出合适的塔的辅助构件，设计出一个合适的填料塔。在石油、化工及轻工等行业中所设计到的均相流体分离过程，多采用吸收或径流的

2、方法进行。所采用的设备称为气液传质设备，也称塔设备。作为塔设备，首先从结构上应能使气液两相在塔内充分接触，以获得较高的传质效率。按照塔内件结构形式，塔设备可分为两大类——板式塔和填料塔。填料塔中装有一定高度的填料层，液体在填料表面行程液膜向下流动，气体自下而上与液体呈连续变化。由于填料塔的特定结构和由之决定的气液两相膜式接触传质，使之具有以下特点。1.生产能力大。2.压降低。3.分离效率较高。4.持液量小。5.操作液—气比和弹性较大。填料塔由塔体和内件构成。塔体一般多为圆筒型，少数亦可方型。塔内件中核心组成部分是塔填料，分散堆型和规整型。此外，为固定填料层，设有填料支撑板和填料压板；为使液

3、体均匀分布，在填料层顶部设有液体初始分布器，为减少液体的壁流现象，常将填料层分段放置，在两段填料层之间这有液体收集—再分布器，在液体初始分布器上方装有除雾沫器；对大直径填料塔，气体入填料层前需经气填料是填料塔中的传质元件，它可以有不同的分类。填料的类型有两大类：拉西环矩鞍填料；鲍尔环；鲍尔环是在拉西环的壁面上开一层或两层长方形小窗。波纹填料有丝网形和孔板形两大类。　29对填料的基本要求有：传质效率高，要求填料能提供大的气液接触面。即要求具有大的比表面积，并要求填料表面易于被液体润湿。只有润湿的表面才是气液接触表面。生产能力大，气体压力降小。因此要求填料层的空隙率大。不移引起偏流和沟流。经久

4、耐用具有良好的耐腐蚀性，较高的机械强度和必要的耐热性。取材容易，价格便宜。填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔内，又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型的散装填料。其中有拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍环、矩鞍环、金属环矩鞍环、球形填料等。第1章填料塔的设计数据塔体内径=3400mm，塔高近似取H=30000mm。计算压力=1.1MPa，设计温度t=200℃设置地区:基本风压值=600N/，地震设防烈度为8度，场地

5、土类：I类，设计地震分组：第二组，设计基本地震加速度为0.2g。塔内设有四个填料层，并选取合适的填料，介质密度为=700kg/,液体的质量流量=10000Kg/h沿塔每个填料层开设一个人孔，人孔数为4个，相应在人孔处安装半圆形平台4个，平台宽度为B=900mm，高度为1000mm。塔外保温层厚度为=100mm，保温材料密度=300kg/。塔体与群座间悬挂一台再沸器，其操作质量为=4000kg，偏心距e=2000mm。29塔体与封头材料选用16MnR，其=170MPa，=170MPa,=345MPa,E=1.9MPa。群座材料选用Q238-B。塔体与群座对接焊接，塔体焊接接头系数。塔体与封头

6、厚度附加量C=2mm。第2章按计算压力计算塔体和封头厚度2.1塔体厚度计算(mm)考虑厚度附加量C=2mm，经圆整，取。2.2封头厚度计算考虑厚度附加量C=2mm，经圆整，取，但由于DN3400mm的椭圆形封头厚度没有14mm，最低只有20mm，所以选择20mm。29第3章塔设备质量载荷3.1筒体圆筒、封头、群座质量圆筒质量：（kg）封头质量：（kg）群座质量：（kg）(kg)注：（1）塔体圆筒总高度为：（2）查得DN3400mm，厚度14mm的圆筒质量为1177kg/m；（3）查得DN3400mm，厚度20mm的椭圆形封头质量为2080kg/m（封头曲面深度850mm，直边高度50mm）

7、；（4）群座高度3060mm，（厚度按16mm计）。3.2塔段内件质量填料封层高度5.0m由设计温度可知，填料选择金属半环填料=（kg）（查得金属半环填料密度为380kg/）3.3保温层质量29==+(kg)其中，为封头保温层质量，kg3.4平台、扶梯质量=n=0.785=4829(kg)注：手册查得平台质量：kg/；笼式扶梯质量kg/m；笼式扶梯总高：=29m；平台数量：n=4。3.5操作时物料质量=0.785=413