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1、XXXX大学设计说明书题目I院系：机械工程学院专业，过程装备与控制工程专业班级：200102班学生姓名，工指导教师：论文提交日期：2005年6月25日论文辩论日期I2005年6月27日phaseof1.iquid.makethequa1.ity,twokindsofhottransmittanceprocesscangoonprompt1.yandefficient1.y;Canisitexposed1.ogas,1.iquidtwophaseafterseparateintime,carryeachothersecret1.ytomakea1.so.Thetowerequipmentisap
2、p1.iedtothetradeofpetrochemica1.industrymain1.y,thereisa1.otofitskind,forexamp1.ethereareatmosphericpressuretowers,pressurizeinthetowerandreducepressureinthetower,operateanddividerectifyingtoweraccordingtotheunit,absorbthetower,1.iebetweenandsuckthetower,extractthetower,thereactiontower,drytower,etc
3、.Theonethatdesignedis2thistime.Therectifyingtowerof60,(X)0tonsofC1.hy1.ene,designmaincon1.en1.inc1.udingthreemajorrespectsinChinathistime:First,thecraftisca1.cu1.ated,second,theca1.cu1.ationoftheintensityandstabi1.ity,third,thematicpart.FirstpartBeregardedastheweighingapparatusofthesupp1.iesmain1.y,
4、thesurenessofthesizeofthethingsinthetower,thesurenessofdifferentpipediameters,choiceoftheaccessoryequipment,etc.SecondpartIntheintensityandstabi1.ityareca1.cu1.ated.ca1.cu1.ateouteverypartofqua1.ityofthetowerdevice,checkthreedangeroussectionsofthetower,main1.yqua1.ity1.oad,theca1.cu1.ationwith1.oade
5、dwind1.oadandearthquake.Mendstrongca1.cu1.ation.Itisathemaicpartfina1.1.y,name1.yhangtheexertionandcheckofthepost.Keywords:TrayTowerDisti1.1.ingEquipmentPackedtower目录塔设备概述0第一局部：工艺计算2第节物料衡算2D塔顶产品品22）人孔的补强计算333）进料管接管补强34第三局部吊柱的强度计算351）设计载荷352）曲杆局部的校核352）柱的校核36参考文献37附录英文翻译38致谢42浮阳塔板的结构特点是在塔板上开有假设干个阀孔，每
6、个阀孔装有一个可上下浮动的阀片，阀片本身连有几个脚腿，插入阀孔后将阀腿底脚拨转90,以限制阀片升起的最大高度，并防止阀片被气体吹走。阀片周边冲出几个略向当的定距片，当气速很低时，由于定距片的作用，阀片与塔板呈点接触而坐落在阀孔上，在定程度上可防止阀片与板面的粘结。操作时,由阀孔上升的气流经阀片与塔板间隙沿水平方向进入液U,增加了气液接触时间，浮阀开度随气体负荷而变，在低气量时，开度较小，气体仍能以足够的气速通过缝隙，防止过多的漏液：在高气量时，阀片自动浮起,开度增大，使气速不致过大。浮阀塔板的优点是结构简雎、造价低，生产能力大，操作弹性大,塔板效率较高。其缺点是处理易结佳、高粘度的物料时，阀片
7、易与塔板粘结：在操作过程中有时会发生阳片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降.塔设备主要有三个参数作为其性能好坏的评价指标，即通量、别离效率和操作弹性。通员是指单位塔截面的生产能力，其表征塔设备的处理能力和允许的空塔气速。别离效率是指单位压力降的别离效果,板式塔以板效率表示,填料塔以等板高度表示。操作弹性即塔的适应能力，表现为对处理物料的适应性和对气液负荷波动的适应性.塔的通量大、别离效率高、操作弹性大，塔的性能就好。第一局部：工艺计算第一节物料衡算1）塔顶产品餐按72小时/年考虑,摩尔流量（CMJ:2.6*IO4IO328.05*72002）塔釜,塔顶流量及组成表1进料各组分组成及性质
8、组分CMGH1CJ1.CH1沸点-88.6tC分子量组成选择乙烯为轻关键组分，乙烷为重关键组分，比乙烯沸点低的甲烷是轻组分，比乙烷沸点高的丙烯是重组分，两关键组分挥发度相差较大，且两者是相邻组分，为清晰分割情况，比流关键组分还重的丙烯在塔顶不出现，比请关键组分还轻的甲烷在塔顶不出现。这样塔顶饱出液由甲烷乙烯和少量乙烷组成“塔釜由丙烯乙烷和少量乙烯组成.塔釜乙烯含量0.03即XSCJHe=O.001,x,CJI1表2组分C,H1C-IKCJ1.CH进料量KMoI/h88.9899.8430.5100.658100塔顶产品流量KMo1./h89-0.003W0D塔釜产品流量KMoh0W在全塔内对乙
9、烯进行物料衡算：F=D+W1)fXFXr=DrXt,Wv,2)f=129.78+w那么塔顶塔釜摩尔分率及摩尔流量列于表3表3塔顶塔釜摩尔分率及摩尔流量组分C2H1CMCjH6CH1塔顶产品摩尔流量0组成01塔底产品摩尔流员0组成01第二节确定塔温D塔釜温度确实定查P-T-K图，计算y,-ZKxXr=I假设泡点温度为20C那么可查篇类P-T-K得CH、CM.、CM、CH1K.代入得Zw=ZA产=XXX46+7.6=15.41.说明此泡点温度过高.假定温度为TOtZw=内*W=X0,01954-0,899X=Rv+（2）a-ct-ac-式中：vUXh一一进料中A,B,C组分的分子分数；人，XK塔顶
10、组分A,B.C组分的分子分数：q一一进料热状态参数.泡点进料，q=1.；有关数据及i列表如I1.表5组分Qi1CJ1.5CACH1Xf1O1K1,1将数据带入(U式中：1.48*0.8891*0.098430.26*0.00517.4*0.00658八+=01.48-。1-60.26-61A-试取。计算：00=1.35(2)式=-0,03740内插法得0=1。48,将。带入（2）式，求的Rm,有效补强面积:Ae=A1.+%+A3=326mm-另外所须补强面积：A1-A-A,-1885mm-根据公称直径Dg200,采用补强圈补强.2)人孔的补强计算人孔筒节的材料为16MnDR,人体材料为16Mn
11、DRf,强度削弱系数：(1)所削弱面积：A=d+23f1.(-fr)2-C其中5为开孔出计算厚度，筒光的荐度6=-3-接管的有效厚度：%=12-I=I1.e;开口直径：d=di+2c=458所以：A=184mm(2)有效补强范围a、有效宽度(2d=916加B=、取/d+2心+犯=494b,有效商度外侧仃效高度：h1=、福=53.4取小h,内IW有效高度:h,二取小h,-Omm(3)有效补强面积简体多余金属面积：A1=(B-d)(6.-6)-25”(,-)(1.-fr)=232mm：接管的计算厚度用=而锋万接管多余金属面积：A2=2h1(-.)fr+2h3(c,-c)fr=1296mm1接管区焊
12、健面积认广2XX6X6-36m有效补强面积:Ae-AI+A：+R3=2284ran另外所须补强面积:Ai=Ac=4572-2284=2288三根据公称直径Dg450,采用补强圈补强.3)进料管接管补强筒节的材料为IGMnDR,壳体材料为16MnDR强度削弱系数:所削弱面积：A=db+2冽其中6为开孔出计算厚度,筒充的厚度6=PM2,-P.接管的有效厚度：2,XT=3mm;开口直径：d三di+2c=184三所以：A=184mm(2)有效补强范围a、有效宽度B=f2d=368取大值i3681111n1+2&+2=225b、有效高度卮j200外(W有效高度：h1=7d=53.4取小h内侧仃效高度：h
13、y取小h0=Omm(3)有效补强面积简体多余金属面积：A1.=IB-d)(-)-2e1.(f-)(1.-fr)=9411w4接管的计算厚度S,=”,2-A,接管多余金底面积:Az=2h1(,1-,)fr+2ha(,1.-c)fr=164am2接管区焊健面积认尸2XX6X6=36m有效补强面积:Ae=A+AjA3=302nun另外所须补强面枳:A；=A-AI,-1635mm根据公称直径Dg450,采用补强圈补强.第三局部吊柱的强度计算1)设计载荷式中W,一起用载荷，,取100kg;W=2200N;吊柱材料为20#无缝钢管，其他各件采用Q235A,吊柱与塔连接的衬板应与塔本体材料相同.2)曲杆局部
14、的校核吊柱的受力图如下：W=2500N0108*10吊柱受载荷情况如上图所示R1.)段可按受弯矩及轴向力作用的曲杆计我兵中抽向压缩应力：WU=0.82MpaA弯矩发生的最大值发生在八点，在A点的内(W受压缩，压应力在A点外侧手到拉伸应力M,wrAR=0.187MPabwc是压应力，而且其值大于bw7.断换算系数：A=生第16R坡大应力：-1=CW+1=19+8=1.A4pa2)柱的校核吊柱的AB段可视为B端固定,A端受自由载荷的长柱。柱中的应”(Pa)计算式为:b=*(1.+scc。)最大应力出现于=g处，展开SeCO并舍去商次相得=7+Tt1.+0-5i)其中=IIKfA1.11一一吊柱断面
15、中心至断面任小单元的距离cm.EAyyi)r,一一吊柱断面的惯性半径E一一弹性模员1.AB段的长度1.=S400-900-1000=150011对于圆管旧M+q21Y10-(-6)EAyy1.)K=%*鄂1+052)=1.06MPa在此温度F20钢的许用应力,=130Mpa所以吊柱校核合格参考文献2 .3 .4 .5 .化学工业部设计技术中心站，广西大学.塔设备设计：上海科技技术出版社，1985.6 .石油化工技术参考资料.轻碳轻化合物数据手册，第一册，燃料部第五化工设计院，19717 .石油化工技术参考资料.轻碳轻化合物数据手册，第二册，燃料部第五化工设计院，19718 .9 .北京化工研究
16、院“板式塔”10 .天津大学根木有机化工教研室主编,根本有机化学工程，天津：人民教育出版社11.12.GB150-1998钢制压力容器13.14.HG20581-1998钢制化工容器材料选用规定.国家石油和化学工业同15.GH20582-1998钢制化工容器强度计算规定.国家石油和化学工业局16.HG20583-1998钢制化工容罂结构设计规定.国家石油和化学工业局17.HG205841998钢制化工容器制造技术规定.国家石油和化学工业局18.HG20585-1998钢制低温压力容潺技术规定.国家石油和化学工业局19.HG20652-1998塔器设计技术规定20.HG215141998碳素钢、
17、低合金钢制人、人孔和手孔：化学工业部21.JB4710-92刚制塔式容器,中华人民共和国机械电子工业部，中华人民共和国化学工业部、中华人民共和国劳动部、中国石油化工总公司发布附录英文翻译packedtowerIncomparisonwihtraytowers,packed1.owersarcsuitedtosma1.1.diamecrs,whenever1.owpressureisdesirab1.e,whenever1.owho1.dupisnecessary,andwheneverp1.asticorceramicconstructionisrequired,app1.icationsun
18、Iavorab1.ctopackingsare1.argediameter1.owers,especia1.1.ythosewith1.ow1.iquidandhighvaporrates,becauseofprob1.emswith1.iquiddistribution,andwheneverhighturndownisrequired,in1.argetowers,randompackingmaycostmorethantwiceasmuchassieveorva1.vetrays.Depthofpackingwithoutintermediatesupportsis1.imitedbyi
19、tsdeformabi1.ity;mc1.a1.constructionis1.imitedtodepthsof2025ft,andp1.astictoIO-15ft.intermediatesupportsand1.iquidredistributorsaresupp1.iedfordeeperbedsanda1.sidestreamwithdrawa1.orIccdpoints,1.iquidrcdisiributorsusua1.1.yareneededevery2.5-3towerdiametersforRaschigringsandevery5-10diametersforPa1.i
20、rings,butat1.eastevery10ft.Thevariouskindsofinterna1.sofpackedtowersarerepresentedinFig.4.2whoseindividua1.partsmaybedescribedone-one;(a) isanexamp1.eco1.umnshowingthein1.etandout1.etconnectionandsomeofthekindsofin1.c11a1.sinp1.ace,(b) isacombinationpackingsupportandredistributorsthatcana1.soservead
21、asumpIbrwithdrawa1.ofthe1.iquidfromthetower.(c)isanexamp1.eofaperforatedpipedistributorwhichisavai1.ab1.einavarietyofshapes,andisthemostefficienttypeoverawiderangeof1.iquidrates;in1.argetowersandwheredistributionisespecia1.1.ycritica1.,theyarefittedwithnozz1.esinsteadofperforations.(d)Isaredistribut
22、iondevice,therosette,thatprovidesadequateredistributioninsma1.1.dianc1.cr1.owers;itdivertsthe1.iquidawayfromthewa1.1.towardswhichtendstogo.(c) saho1.d-downp1.ateokeep1.owdensitypackingsinp1.aceandtopreventfragi1.epackingssuchasthosemadeofcarbon.forinstance.fromCiisintegeratingbecauseofmechanica1.dis
23、turbancesatthe1.opofhcbed.Thebroadc1.assesofpackingsforvapor-1.iquidcontactingareeitherrandomorstructured.TheIbnncraresma1.1.,ho1.1.owstructureswith1.argesurfaceperunitvo1.umethatare1.oadedatrandomintothevesse1.Stnicturedpackingsmaybe1.ayersof1.argeringsorgrids,butarcmostcomncn1.ymadeofexpandedmcia1
24、.orwovenwirescreenthatarestackedin1.ayerorspira1.windings.Therearesevera1.kindsofpackings.Thefirstof(hewide1.yusedrandompackingswereRacingringswhichareho1.1.owcy1.indersofceramicsp1.astics.ormeta1.Theywereaneconomica1.rep1.acementforthecrushedrockrockoftenusedthen.Becauseoftheirsimp1.icityandtheirea
25、r1.yintroduction.Racingringshavebeeninvestigatedthorough1.yandmanyda1.eoftheirperformancehavebeenobtainedwhicharesti1.1.usefu1.forexamp1.e.indefiningthe1.ower1.imitsofmasstransferefficiencythatcanberea1.izedwithimprovedpackings.Structuredpackingsareemp1.oyedparticu1.arf1.yinvacuumservicewherepressur
26、edropsmustbekept1.ow.BecauseoftheiropenStinctureand1.argespecificsurface,hcirmasstransferefficiencyishighwhenproperdistribu1.ionof1.iquidoverthecrosssectioncanbemaintained.填料塔与板式塔比拟起来，填料塔适合到小的直径，当需要低压力和低的压力时.而且每当塑料或陶瓷的结构需要时.应用不易是大的直径塔，尤其有低的液体那些而且高的蒸汽速度.因为液体的分配不均，而且每当高的别离要求时是很难到达的.在大的塔中，随意的填料排列可能花费两倍
27、于筛板塔或浮阀塔的费用消耗。没有直接支持的填料深度受到他们形状的限制，金属结构的深度被限制在20-25英尺,塑料被限制在I(M5英尺,直接支持和液体的再分布被用来使用在深的床上。对于拉西环，液体的重新分布需要大约2.5-3个塔的直径。而对于包耳环大约每510个直径需设置一个液体再分布器。但是最小的距离不少于20英尺。板式塔内部的各中结构在图4.2中列了出来。塔的各个局部逐一讲述。（八）是进出口的连接和一些内部空间。(b)是填料支撑结构，和从塔上回收液体用的再分布器。(C)图示为一种穿孔分布器，这种分布器样式很多，这只是其中之一。它的处理范围叫宽，且效率较高。(d)图为一种再分配器，玫瑰花型保证
28、了主够的再分配，它改变了液体的流动方向。(C)平板用于固定填料，防止发生震动而损害。用来做汽液接触的填料要么是随机排列要么是有结构的排列。前者是采用小的形状，中空的结构能使单位体枳获得较大的气液接触面积。结构填料通常是大的环状一成的形式排列。但大多数是以金属作成的。大约有好几种填料形式。最普遍用的填料是拉西环，通常是由瓷器，金属,塑料做成的主型，有时用碎石块代替能获得很好的经济效益，由于它们简单易用，再早期得到了广泛的应用。对于拉西环已经进行了很深入的研究，它的很多性能数据对其它类型的塔有广泛的指导作用。例如，在确定塔的传质效率下限时可应用的数据。从而改变填料。规那么填料被用再真空设备，压力必
29、须保持较低。因为他们有开放的结构和大的外表。当有适宜的液体分布器排列，它们的效率会有很大的提高。时光飞逝，半年的毕业设计时间马上就要过去了。在这几个月的时间里，在王老师和张老师的悉心指导下，我顺利的完成了自己大学的最后一个环节一毕业设计论文。张老师对待工作认真负黄，对学生和遹但不失严格。和我们在一起如同朋友，在学习方面给予我们无私的帮助，当我们遇到困难时能及时的给予我们信心与勇气。王老师那种勇于探索的科学精神，乐观进取的工作态度，无私奉贤的师长作风，无论是现在还是将来都是我学习的典范。在这半年的时间里，通过自己完成了乙炜精馅塔的设计，我学到了许多东西。分析解决问题的能力，总结归纳的能力，撰写论文的能力都有所提高。所有的这些进步都是与老师的严格要求和悉心指导分不开的。在此，我要对尊敬的导师以及所有帮助我的同学们表示深深的谢意最后，感谢在百忙之中评阅本论文的各位老师，敬请批评、指教。由于我对本实脸的研究时间有限，对某些细节问题理解得还不是很透彻，实脸中不可防止的会出现一些问题，所写论文尚有缺乏之处，希望诸位老师在评审时给予批评指正。谢谢!
