吸收塔的相关设计计算
烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型
（2） 喷淋塔吸收区高度设计（二）
对于喷淋塔，液气比范围在8L/m 3-25 L/m 3之间[5]，根据相关文献资料可知液气比选择12.2 L/m 3是最佳的数值。
逆流式吸收塔的烟气速度一般在 2.5-5m/s 范围内[5][6]，本设计方案选择烟气速度为3.5m/s 。
湿法脱硫反应是在气体、液体、固体三相中进行的，反应条件比较理想，在脱硫效率为90%以上时（本设计反案尾5%），钠硫比(Na/S)一般略微大于1，本次选择的钠硫比(Na/S)为1.02。 （3）喷淋塔吸收区高度的计算
含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷――平均容积吸收率，以ζ表示。
首先给出定义，喷淋塔内总的二氧化硫吸收量除于吸收容积，得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸收量
ζ＝
h
C K V Q η
= (3) 其中 C 为标准状态下进口烟气的质量浓度，kg/m 3
η为给定的二氧化硫吸收率,％;本设计方案为95％ h 为吸收塔内吸收区高度，m
K 0为常数，其数值取决于烟气流速u(m/s)和操作温度(℃) ; K 0=3600u ×273/(273+t)
按照排放标准，要求脱硫效率至少95%。二氧化硫质量浓度应该低于580mg/m 3
（标状态）
ζ的单位换算成kg/( m 2.s),可以写成
ζ=3600×
h y u t
/*273273
*4.22641η+ (7) 在喷淋塔操作温度
10050
752
C ?+=下、烟气流速为 u=3.5m/s 、脱硫效率η=0.95 前面已经求得原来烟气二氧化硫SO 2质量浓度为 a (mg/3m )且 a=0.650×
103mg/m 3
而原来烟气的流量（200C ?时）为标况20×103(m 3/h) (设为V a )换算成工况
25360m3/h 时
已经求得 V a =2×103 m 3/h=5.6 m 3/s
故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为 2SO m =5.6×650mg/m 3=3640mg=3.64g V 2SO =
3.6422.4 L/mol 64/g
g mol
?=1.3L/s=0.0013 m 3/s
则根据理想气体状态方程，在标准状况下，体积分数和摩尔分数比值相等 故 y 1=
0.0013
100%0.023%5.6
?= 又 烟气流速u=3.5m/s, y 1=0.023%,C t ?==75,95.0η
总结已经有的经验，容积吸收率范围在5.5-6.5 Kg/（m 3﹒s ）之间[7]，取ζ=6 kg/（m 3﹒s ）
代入（7）式可得 6=64273
(3600 3.50.000230.95)/22.427375
h ?
????+ 故吸收区高度h=6.17/6≈1.03m
（4）喷淋塔除雾区高度（h 3）设计（含除雾器的计算和选型）
吸收塔均应装备除雾器，在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应该不大于75mg/m 3 [9] 。
除雾器一般设置在吸收塔顶部（低流速烟气垂直布置）或出口烟道（高流速烟气水平布置),通常为二级除雾器。除雾器设置冲洗水，间歇冲洗冲洗除雾器。湿法烟气脱硫采用的主要是折流板除雾器，其次是旋流板除雾器。
① 除雾器的选型
折流板除雾器 折流板除雾器是利用液滴与某种固体表面相撞击而将液滴凝聚并捕集的，气体通过曲折的挡板，流线多次偏转，液滴则由于惯性而撞击在挡板被捕集下来。通常，折流板除雾器中两板之间的距离为20-30mm ，对于垂直安置，气体平均流速为2－3m/s ；对于水平放置，气体流速一般为6－10m/s 。气体流速过高会引起二次夹带。
旋流板除雾器 气流在穿过除雾器板片间隙时变成旋转气流，其中的液滴在
惯性作用下以一定的仰角射出作螺旋运动而被甩向外侧，汇集流到溢流槽内，达到除雾的目的，除雾率可达90％－99％。
喷淋塔除雾区分成两段，每层喷淋塔除雾器上下各设有冲洗喷嘴。最下层冲洗喷嘴距最上层喷淋层（3-3.5）m ，距离最上层冲洗喷嘴（3.4-32）m 。
② 除雾器的主要设计指标
a.冲洗覆盖率：冲洗覆盖率是指冲洗水对除雾器断面的覆盖程度。冲洗覆盖率一般可以选在100 %～300 %之间。
冲洗覆盖率%=
%100*22A
tg h n α
π 式中 n 为喷嘴数量，20个;α为喷射扩散角，90
A 为除雾器有效通流面积 ,15 m 2
h 为冲洗喷嘴距除雾器表面的垂直距离,0.05m
所以 冲洗覆盖率%=
%100*22A tg h n απ= 22200.051100%15
π???=203% b.除雾器冲洗周期：冲洗周期是指除雾器每次冲洗的时间间隔。由于除雾器
冲洗期间会导致烟气带水量加大。所以冲洗不宜过于频繁,但也不能间隔太长,否则易产生结垢现象,除雾器的冲洗周期主要根据烟气特征及吸收剂确定。 c.除雾效率。指除雾器在单位时间内捕集到的液滴质量与进入除雾器液滴质量的比值。影响除雾效率的因素很多,主要包括:烟气流速、通过除雾器断面气流分布的均匀性、叶片结构、叶片之间的距离及除雾器布置形式等。
d.系统压力降。指烟气通过除雾器通道时所产生的压力损失 ,系统压力降越大 ,能耗就越高。除雾系统压降的大小主要与烟气流速、叶片结构、叶片间距及烟气带水负荷等因素有关。当除雾器叶片上结垢严重时系统压力降会明显提高 ,所以通过监测压力降的变化有助把握系统的状行状态 ,及时发现问题 ,并进行处理。
e.烟气流速。通过除雾器断面的烟气流速过高或过低都不利于除雾器的正常运行 ,烟气流速过高易造成烟气二次带水,从而降低除雾效率,同时流速高系统阻力大,能耗高。通过除雾器断面的流速过低,不利于气液分离,同样不利于提高除雾效率。设计烟气流速应接近于临界流速。根据不同除雾器叶片结构及布置形式,设计流速一般选定在3.5～5.5m/ s 之间。本方案的烟气设计流速为6.9m/s 。
f.除雾器叶片间距。除雾器叶片间距的选取对保证除雾效率 ,维持除雾系统稳定运行至关重要。叶片间距大 ,除雾效率低 ,烟气带水严重 ,易造成风机故障 ,导致整个系统非正常停运。叶片间距选取过小,除加大能耗外 ,冲洗的效果也有所下降 ,叶片上易结垢、堵塞 ,最终也会造成系统停运。叶片间距一般设计在 20～
95mm。目前脱硫系统中最常用的除雾器叶片间距大多在30～50mm。
g.除雾器冲洗水压。除雾器水压一般根据冲洗喷嘴的特征及喷嘴与除雾器之间的距离等因素确定，喷嘴与除雾器之间距离一般小于1m ,冲洗水压低时,冲洗效果差,冲洗水压过高则易增加烟气带水,同时降低叶片使用寿命。
h.除雾器冲洗水量。选择除雾器冲水量除了需满足除雾器自身的要求外，还需考虑系统水平衡的要求,有些条件下需采用大水量短时间冲洗,有时则采用小水量长时间冲洗,具体冲水量需由工况条件确定,一般情况下除雾器断面上瞬时冲洗耗水量约为1-4m3/m2.h
③除雾器的最终设计参数
本设计中设定最下层冲洗喷嘴距最上层喷淋层3m。距离最上层冲洗喷嘴3.5m。
1)数量：1套× 1units=套
2)类型：V型级数：2级
3)作用：除去吸收塔出口烟气中的水滴，以便减少烟囱出烟口灰尘量。
4)选材：外壳：碳钢内衬玻璃鳞片；除雾元件：阻燃聚丙烯材料（PP）；冲洗管道：FRP；冲洗喷嘴：PP。
表4 除雾器进出口烟气条件基于锅炉100%BMCR工况进行设计
除雾器进口除雾器出口
烟气量----------- ------------
温度℃50 ------------
烟气压力mmAq 113(1.11kPaG) 93(0.91kPaG)
雾滴含量mg/m3N(D) ------------ ≤75
5)雾滴去除率：99.75% 为达到除雾器出口烟气雾滴含量小于75mg/Nm3（干态），除雾器的雾滴去除率需要达到99.75% 以上。
6)除雾器内烟气流速：6.9m/s
a.重散布速度
大直径的雾滴颗粒可以通过除雾器元件惯性作用产生颗粒间碰撞从而去除雾滴。（平均颗粒直径大小为100～200μm）。
因此，烟气流速越高，雾滴去除率越高。但是，被去除的雾滴会重新散布，而降低雾滴去除效率。这就是雾滴重散布速度的概念。
b．通过除雾器的烟气流速
为了使除雾器的雾滴去除率达到99.75% 以上，根据吸收塔出口端（即除雾器入口端）雾滴颗粒直径的实际分布状况，直径大于17μm的雾滴颗粒必须
100％完全去除。
综上所述，除雾区的最终高度确定为3.5m ，即h 3=3.5m （5) 喷淋塔浆液池高度设计（设高度为h 2）
浆液池容量V 1按照液气比L/G 和浆液停留时间来确定，计算式子如下： 11N L
V V t G
=
?? 其中 L/G 为 液气比,12.2L/m 3
V N 为烟气标准状态湿态容积，V N =V g =39.40m 3/s T 1=2-6 min [8],取t 1=2.8min=168s 由上式可得喷淋塔浆液池体积
V !=(L/G) ×V N ×t !=12.20×39.40×168=80.02 m 3
选取浆液池内径等于吸收区内径，内径D 2= D i =3.8m
而V 1=0.25×3.14×D 2×D 2×h 2=0.25×3.14×3.8×3.8×h 2 所以 h 2=7.06m
（6) 喷淋塔烟气进口高度设计（设高度为h 4）
根据工艺要求，进出口流速（一般为12m/s-30m/s ）确定进出口面积，一般希望进气在塔内能够分布均匀，且烟道呈正方形，故高度尺寸取得较小，但宽度不宜过大，否则影响稳定性.
因此取进口烟气流速为20m/s ，而烟气流量为36.30 m 3/s ，
可得 s m s m m h /30.36/25322
4
=? 所以 h 4=1.20m
2×1.20=2.40m(包括进口烟气和净化烟气进出口烟道高度)
综上所述，喷淋塔的总高（设为H,单位m ）等于喷淋塔的浆液池高度h 2 (单
位m)、喷淋塔吸收区高度h (单位m)和喷淋塔的除雾区高度h 3（单位m ）相加起来的数值。此外，还要将喷淋塔烟气进口高度h 4（单位m ）计算在内 因此喷淋塔最终的高度为
H= h+h 2+h 3+ h 4=18.47+7.06+3.50+2.40=31.43m 取圆整值32m 4.1.1.2 喷淋塔的直径设计
根据锅炉排放的烟气，计算运行工况下的塔内烟气体积流量，此时要考虑以下几种引起烟气体体积流量变化的情况：塔内操作温度低于进口烟气温度，烟气容积变小；浆液在塔内蒸发水分以及塔下部送入空气的剩余氮气使得烟气体积流量增大。喷淋塔内径在烟气流速和平均实际总烟气量确定的情况下才能算
出来，而以往的计算都只有考虑烟道气进入脱硫塔的流量，为了更加准确，本方案将浆液蒸发水分V 2 (m 3/s)和氧化风机鼓入空气氧化后剩余空气流量V 3 (m 3/s) 均计算在内，以上均表示换算成标准准状态时候的流量。
（1） 吸收塔进口烟气量V a (m 3/s)计算
该数值已经由设计任务书中给出，烟气进口量为：36.30(m 3/s)
然而，该计算数值实质上仅仅指烟气在喷淋塔进口处的体积流量，而在喷淋塔内延期温度会随着停留时间的增大而降低，根据PVT 气体状态方程，要算出瞬间数值是不可能的，因此只能算出在喷淋塔内平均温度下的烟气平均体积流量。
（2） 蒸发水分流量V 2 (m 3/s)的计算
烟气在喷淋塔内被浆液直接淋洗，温度降低，吸收液蒸发，烟气流速迅速达到饱和状态，烟气水分由6%增至13%，则增加水分的体积流量 V 2 (m 3/s)为：
V 2=0.07×36.30(m 3/s)=2.541(m 3/s)（标准状态下）
（3） 氧化空气剩余氮气量V 3 (m 3/s)
在喷淋塔内部浆液池中鼓入空气，使得亚硫酸钙氧化成硫酸钙，这部分空气对于喷淋塔内气体流速的影响是不能够忽略的，因此应该将这部分空气计算在内。
假设空气通过氧化风机进入喷淋塔后，当中的氧气完全用于氧化亚硫酸钙，即最终这部分空气仅仅剩下氮气、惰性气体组分和水汽。理论上氧化1摩尔亚硫酸钙需要0.5摩尔的氧气。(假设空气中每千克含有0.23千克的氧气 ) 又V SO2=0.15 m 3/s 质量流率G SO2=
s g /644
.221000
0.15??=0.42857kg/s ≈0.43 kg/s
根据物料守蘅,总共需要的氧气质量流量G O2=0.43×0.5kg/s=0.214Kg/s 该质量流量的氧气总共需要的空气流量为空气G = G O2/0.23=0.932 Kg/s 标准状态下的空气密度为1.293kg/ m 3 [2]
故V 空气=0.932/1.293(m 3/s)=0.72 (m 3/s) V 3=(1-0.23) ×V 空气=0.77×0.72 m 3/s=0.56 m 3/s 综上所述，喷淋塔内实际运行条件下塔内气体流量 V g =V a +V 2+V 3=36.30+2.54+0.56(m 3/s)=39.40(m 3/s) （4） 喷淋塔直径的计算
假设喷淋塔截面为圆形，将上述的因素考虑进去以后，可以得到实际运行状态下烟气体积流量V g ，从而选取烟速u ，则塔径计算公式为：
D
i = 2 ×
u
V
g
π
其中： V g为实际运行状态下烟气体积流量，39.40 m3/s u为烟气速度，3.5m/s
因此喷淋塔的内径为 D
i = 2 ×
u
V
g
π
=2×
5.3
14
.3
40
.
39
?
=3.786m≈3.8m
4.1.2吸收塔喷淋系统的设计（喷嘴的选择配置）
在满足吸收二氧化硫所需表面积的同时，应该尽量把喷淋造成的压力损失降低到最小，喷嘴是净化装置的最关键部分，必须满足以下条件：
（1）能产生实心锥体形状，喷射区为圆形，喷射角度为60-120；
（2）喷嘴内液体流道大而畅通，具有防止堵塞的功能；
（3）采用特殊的合金材料制作，具有良好的防腐性能和耐磨性
能；
（4）喷嘴体积小，安装清洗方便；
（5）喷雾液滴大小均匀，比表面积大而又不容易引起带水；
雾化喷嘴的功能是将大量的石灰石浆液转化为能够提供足够接触面积的雾化小液滴以有效脱除烟气中二氧化硫。湿法脱硫采用的喷嘴一般为离心压力雾化喷嘴，可粗略分为旋转型和离心型。常用的有空心锥切线型、实心锥切线型、双空心锥切线型、实心锥型、螺旋型等5种。
喷嘴布置分成2-6层，一般情况下为4层；层数的安排可以根据脱硫效率的具体要求来增减。底负荷时可以停止使用某一层，层间距0.8-2米，离心式喷嘴 1.7米。实际上从浆液池液面到除雾器，整个高度都在进行吸收反应。因而实际吸收区高度要比h高6-8米。
本方案采用4层喷嘴，层间距为 1.5米。每台吸收塔再循环泵均对应一个喷淋层，喷淋层上安装空心锥喷嘴，其作用是将石灰石/石膏浆液雾化。浆液由吸收塔再循环泵输送到喷嘴，喷入烟气中。喷淋系统能使浆液在吸收塔内均匀分布，流经每个喷淋层的流量相等。一个喷淋层由带连接支管的母管制浆液分布管道和喷嘴组成，喷淋组件及喷嘴的布置成均匀覆盖吸收塔的横截面，并达到要求的喷淋浆液覆盖率，使吸收浆液与烟气充分接触，从而保证在适当的液/气比（L/G）下可靠地实现至少95%的脱硫效率，且在吸收塔的内表面不产生结垢。喷嘴系统管道采用FRP玻璃钢，喷嘴采用SIC,是一种脆性材料，但是特别耐磨，而且抗化学腐蚀，可以长期运行而无腐蚀、无磨损、无石膏结垢以及堵塞等问题。
4.1.2.1喷嘴布置设计原理 （1) 喷管管数的确定
根据单层浆体总流量Q l 和单个喷嘴流量Q s ，可得单层喷嘴个数n Q l = 480.68/4=120.17(L/s)
而单个喷嘴流量为Q s =0.75L/s
N=Q l /Q s
所以 N=120.17/0.75=160.22取整数值161个
单喷管最大流量
V D Q s max max,4
π
=
单喷淋层主喷管数
1int max,+???
?
??=s l Q Q N 式中 max D 为单喷淋管可选最大管径，0.04m ； V 为喷淋管内最大流速，6m/s 。 所以 V D Q s max max,4
π
=
=0.25×3.14×0.04×0.04×6=7.536L/S
1int max,+???
?
??=s l Q Q N =int(120.17/7.536)+1=16 （2) 各喷管间距的确定
根据脱硫塔直径、喷嘴个数等参数，各喷管之间间距：
sp
im
sp N D L =
式中 D im 为脱硫塔内径
N sp 为喷嘴间距
（3) 各支喷管直径的确定
根据布置在主管、各支管的喷嘴个数以及单喷嘴流量，可以确定主管各段、各支管喷管直径
V
Q D i
i π4=
式中Q i 为节点i 处浆体流量，m 3/s ；D i 为节点i 处喷管直径，m 。
（4) 喷淋层在塔内覆盖率的确定 喷淋层在脱硫塔内覆盖率为：
100?=
A
A EFF
α 则 100?=
A A EFF
α=2
200.25 3.8
π??=176% 式中 A EFF 为单层喷嘴在脱硫塔内的有效覆盖面积，20m 2
A 为脱硫塔面积，11.3m 2
计算主要包括喷淋层内主喷管数、各支喷管的管径及流速、喷嘴在塔内位
置等的计算及设计。根据上述设计方法、结合实际经验，确定喷淋层内各喷管直径、各个喷嘴位置等几何参数。
在确定喷嘴布置设计中，需要确定喷嘴在塔内的位置坐标在确定各支喷管直径时，要根据厂家提供的标准管径来选取。在确定各个支喷管直径后，还要根据厂家提供的喷嘴与各主、支喷管之间间距要求，对初步喷嘴位置进行调整，以避免喷出的液滴与喷管发生喷射碰撞。
在喷嘴布置完成后，需要确定喷淋层在塔内的履盖率以及多层覆盖状况，验证喷嘴布置的合理性。
4.1.2.2进行喷嘴在塔内布置设计中应该注意以下问题：
（1)选择合理的喷嘴覆盖高度，通常根据喷嘴特性及两层喷淋之间距离来确定。
（2)选择合理的单层喷嘴个数。一般来说，喷嘴个数根据工艺计算来确定。
（3)当喷嘴覆盖高度确定以后，就可以计算单个喷嘴的覆盖面积，
??
?
??=2220?πtg H A (?为喷雾角)
则??
?
??=2220?πtg H A =3.14×1×1=3.142m
（4)当在脱硫塔内布置喷嘴时，选择合适的喷嘴之间的距离。通常根据喷嘴个数和脱硫塔直径来选择喷嘴间距，并要与连接喷嘴的喷管布置方案整体考虑。
（5)选择合理的经济流速，并根据喷管产品的标准来确定石灰石浆液母管和支管直径。
（6)当检验喷淋层在脱硫塔覆盖率时，不仅要考虑喷嘴液流与母管、支管和支撑的碰撞对覆盖率的影响，还要考虑所有喷嘴在脱硫塔内覆盖均匀度。
4.1.3 吸收塔底部搅拌器及相关配置
在吸收塔底部，石灰石浆液经过脱硫过程之后，变成了CaSO3和CaSO3﹒1/2 H2O，此时为了使氧化风机鼓入的空气能够充分地和CaSO3和CaSO3﹒1/2 H2O接触，以便充分氧化，需要CaSO3和CaSO3﹒1/2 H2O的混合溶液内部颗粒分布均匀，在这种情况下，需要使用搅拌器来使溶液悬浮颗粒均匀混合，同时增大和空气接触的面积。
由于底部溶液是固体悬浮溶液，根据
不同搅拌过程的搅拌器型式推荐表2-5[1]
搅拌器型式适用条件表2-6[1]
搅拌器型式使用范围表2-7[1]
在吸收塔浆液池的下部，沿塔径向布置四台侧进式搅拌器，其作用是使浆液的固体维持在悬浮状态，同时分散氧化空气。搅拌器安装有轴承罩、主轴、搅拌叶片、机械密封。搅拌器叶片安装在吸收塔降池内，与水平线约为10度倾角、与中心线约为-7度倾角。搅拌桨型式为三叶螺旋桨，轴的密封形式为机械密封。在吸收塔旁有人工冲洗设施，提供安装和检修所需要的吊耳、吊环及其他专用滑轮。采用低速搅拌器，有效防止浆液沉降。吸收塔搅拌器的搅拌叶片和主轴的材质为合金钢。在运行时严禁触摸传动部件及拆下保护罩。向吸收塔加注浆液时，搅拌器必须不停地运行。
叶片和叶轮的材料等级是ANSI/ASTMA176—80a，搅拌器轴为固定结构，转速适当控制，不超过搅拌机的临界转速。所有接触被搅拌流体的搅拌器部件，必须选用适应被搅拌流体的特性的材料，包括具有耐磨损和腐蚀的性能。
4.1.4 吸收塔材料的选择
因为脱硫塔承受压力不大，而且16MnR钢材综合力学性能、焊接性能以及低温韧性、冷冲压以及切削性能比较好，低温冲击韧性也比较优越，价格低廉，应用比较广泛。故塔壁面由16MnR钢材制造，为了节约材料和防止腐蚀，内衬橡胶板防腐层，其烟气入口部分内衬玻璃鳞片加耐酸瓷砖。
4.1.5吸收塔壁厚的计算(包括计算壁厚和最小壁厚)
4.1.
5.1吸收塔计算壁厚的计算
由于操作压力不大，假设计算壁厚小于16毫米，根据附表九[3]16MnR钢板
[ =170Mpa。
在操作温度下的许用应力为t]
对于浆液池部分由于浆液会对塔壁产生压力，因此计算时还要这部分压力考虑在内，同时假设塔内的计算压力取0.202 MPa （2个标准大气压）
P C ’=0.202+gh ρ（ρ为浆液密度1257kg/m 3，g=9.81m/s 2,h 浆液池高度7.06m ）
所以P C ’=0.202+gh ρ=0.202610?+1257×9.81×7.06=0.292×106Pa=0.292MPa
又根据式4-5[3]可知:吸收塔（喷淋塔）的计算壁厚公式为:
S=
c
t
i
c P D P -Φ][2σ (mm) 其中： P c 计算压力，对于浆液池以上部分取二倍大气压，0.202 MPa P C ’=0.292MPa
D i 圆筒或者球壳内径,为3800mm
Φ 焊接接头系数，取Φ=1; C 壁厚附加量,取C=1.00mm C 2 腐蚀裕量,mm ; C 1 钢板厚度负偏差,mm 对于喷淋塔顶部以下浆液池以上的部分（简称上部分）
S=
c t i c P D P -Φ][2σ=mm 259.28
.3396
.767202.0117023800202.0==-???
根据取腐蚀裕量C 2=1.00mm [3],根据表4-7[3]可得 C 1=0.25mm 则 C 1 + C 2=0.25+1=1.25mm
2.259+C=2.259+1.25=
3.509mm 圆整后取S n =
4.00mm
因此脱硫塔上部分应该选用的壁厚为4.00mm 的16MnR 钢材，与上面的假设相符4.0mm 〈16.00mm
对于喷淋塔浆液池部分（简称下部分）
S ’=
mm P D P c
t i c 31.37
.3398
.1124292.0117023800292.0][2'
'
==-???=
-Φσ
根据取腐蚀裕量C 2=1.00mm ]3[,根据表4-7[3[可得 C 1=0.5mm
则 C 1+ C 2=0.5+1=1.5mm
3.31+C=3.31+1.5=
4.81mm 圆整后取S n ’=5mm
4.1.
5.2吸收塔（喷淋塔）计算壁厚的液压试验校核 上部分：e
e i T T S S D P 2)
(+=
σ（设计试验温度为200度，则[σ]=170Mpa ）
P T =1.25×P ×
Mpa Mpa
Mpa t
170170202.025.1]
[][??=σσ=0.253Mpa S e =S n -C=4-1.25=2.75mm D i =3800mm 故 e
e i T T S S D P 2)
(+=
σ=0.253×(3800+2.75)/2×2.75=174.93Mpa ≈175Mpa
而 0.9Φσ)(2.0σs =0.9×1×274=246.6Mp 因此e
e i T T S S D P 2)
(+=σ=175MPa 〈0.9Φσ)(2.0σs =246.6Mpa 所以液压试验强度
符合要求 下部分：e
e i T T
S S D P '''1
2)(+=σ≤0.9Φσ)(2.0σs
P 'T =1.25×P 'c ×
Mpa Mpa
Mpa t
170170292.015.1]
[][??=σσ=0.365Mpa S 'e =S 'n -C=5-1.5=3.5mm D i =3800mm
故 e
e i T T
S S D P '
''1
2)
(+=σ=0.365×(3800+3.5)/（2×3.5）=201Mpa 而 0.8Φσ)(2.0σs =0.8×1×274=219.2MPa 因此e
e i T T
S S D P '
''1
2)(+=σ=201MPa 〈0.9Φσ)(2.0σs =219.2Mpa 所以液压试验强度符合要求
综上所述，设计的材料选择，壁厚计算数值和试验强度均符合实际操作要求。
4.1.
5.3吸收塔最小壁厚的计算
根据相关规定，塔壳圆筒不包括腐蚀裕度的最小厚度，对于碳钢和低合金钢制造的塔设备为0.2%的塔径[20]，而且不小于4mm 。
而喷淋塔的内径为3800mm ，所以最小壁厚S m in =0.2%×3800=7.6mm
根据取腐蚀裕量C 2=1.00mm ]3[,根据表4-7[3[可得 C 1=0.8mm
则 C 1+C 2=0.8+1=1.8mm
7.6+C=7.6+1.8=9.4mm 圆整后取S n =10mm
综合以上计算壁厚和最小壁厚的结果，最终台喷淋塔的壁厚为10mm 4.1.6吸收塔封头选择计算
考虑到封头与筒体采用双面焊接的焊接方法进行焊接，根据力学有关 知识，为了不使应力集中破坏设备，决定两端封头采用浅碟形封头，根据相关知识，在浅碟形封头内部：
（1）球面部分半径R i 不得大于筒体内径R i ≤ D i ,故R i ≤ D i ，一般取R i =0.9D i
（2）折边半径r 在任何情况下不得小于筒体内径D i 的10%即380mm ，而且不应该小于3倍的封头名义壁厚S n (封头)。
因此 r ≥3 S n 且r ≥10% D i =380mm
浅碟形封头的尺寸是：D i =3800 mm ；R i =0.9D i =3420mm ；r 取400mm
则 浅碟形封头的形状系数M=r R i +
3(*4
1
)=0.25×(3+
)400
3420
而
92.24003420
==r R i
取r
R i =3.00（根据表4-12]3[） Pc=0.292Mpa,材料选用16MnR 钢材，故t ][σ=170Mpa, Φ=1,取C 2=2.00mm 浅碟形封头的计算壁厚S=
c
t
i
c P R MP 5.0][2-Φσ（根据式4-23]3[） 所以S=
mm mm mm 41.48
.33996
.1497292.05.0117023420292.05.1==?-????
S+ C 2=6.41mm,根据表4-7[3]，负偏差C 1=0.5mm,C= C 1+C 2=2+0.5=2.5mm S+ C 1+C 2=4.41+2.5=6.91mm 圆整后取S n =7.00mm
此时浅碟形封头的最大允许工作压力[P e
i e
t w S MR S 5.0][2]+=φσMpa(根据式4-25[3])
[P e i e t w S MR S 5.0][2]+=φσ=MPa MPa 202.0298.05
.45.034205.15
.41702?=?+???
故脱硫塔的浅碟形封头设计强度不够。为了运行安全，应该增加壁厚，选择封头的壁厚和筒体壁厚一致，则封头壁厚为10mm.
此时浅碟形封头的最大允许工作压力[P ''
'
2[]]0.5t e
w i e
S MR S σφ=+Mpa(根据式4-25[3]) [P ''
'
2[]]0.5t e w i e S MR S σφ=+= 21707.52550
0.4960.2021.534200.57.55130 3.75
MPa MPa ??==??+?+ 故强度符合要求，因此浅碟形封头的壁厚为10mm 。
下端碟形封头与塔体采用焊接的方式，上端碟形封头与塔体采用法兰盘的连接方式。
4.1.7吸收塔裙式支座选择计算
立式容器的支座主要有耳式支座、腿式支座、支承式支座和裙式支座四种。中小型直立容器采用前三种支座，高大的塔设备则采用裙式支座。
本设计中，吸收塔（喷淋塔）内径为3800mm ，而吸收塔（喷淋塔）的高度为32m,根据服表4-9[3]可知，选用的裙座规格为： ;5.15.;2.8mm S mm S r s ==基础环厚度裙座圈厚度 地脚螺栓个数20个，公称直径M27
裙座的材料选用Q238-AR 钢材，塔体与裙座采用对接焊接，塔体接头焊接系1=φ，裙座的壁厚取12mm,裙座的壁厚附加量取C=2mm 。 4.1.8吸收塔配套结构的选择
（1） 吸收塔（喷淋塔）进料浆液管道和配套阀门的设计选择
设计时应该充分考虑到石灰石浆液对管道系统的腐蚀与磨损，一般应该选用衬胶管道或者玻璃钢管道。管道内介质流速的选择既要 考虑到应该避免浆液沉淀，同时又要考虑到管道的磨损和屹立损失减少到最小[9]。而且浆液管道上的阀门应该选用蝶阀，尽量少采用调节阀门。阀门的流通直径与管道一致[9]。 （2） 吸收塔（喷淋塔）配套结构的选择（人孔选择）
塔设备内径大于2500mm ，封头和筒体都应该开设人孔，室外露天设备，考虑清洗，检修方便，一般选用公称直径450mm 或者500mm 的人孔；常压大型设备，贮槽则选用公称直径为500mm 或者600mm 的人孔。
综上所述，本设计方案中的吸收塔应该选用公称直径为500mm的人孔。
d w×S D D1 B b B1 B2 H1 H2 螺栓直径
长度
530×6 62 12 160 90 M16×5 4.2吸收塔最终参数的确定
（1）吸收塔（喷淋塔）数量：1 套×1 units=1 套
（2）类型：管道内置型吸收塔（喷淋塔）
（3）作用：烟气中的二氧化硫气体由吸收塔（喷淋塔）的浆液吸收并去除，为
了使得烟气和浆液充分接触，应该合理地设计吸收塔（喷淋塔）内的除雾器、
喷嘴、搅拌器。
4.2.1设计条件
（1）烟气条件吸收塔（喷淋塔）进出口烟气设计条件基于锅炉100％BMCR工
况。
进口出口备注
烟气量(m3/s) 33.60(标况) 39.40(标况) 大气压：
101325Pa
温度(℃) 100 50
SO2浓度(mg/ m3) 11800(标况) 590(标况)
设计工况压力进口/出口平均值：0.202Mpa(2atm)
（2）二氧化硫脱硫效率：95%（最小值）
（3）钙硫率：1.02（最大）
（4）烟气流速：3.5m/s
（5）吸收塔（喷淋塔）液气比：12.20L/ m3
（6）浆液池循环时间：≥4min ；
（7）排浆时间：≥16.5h
以上数值为经验值，该时间可以确保浆液池内充分的石膏产品和晶体生长
（参考设计讲义）。
4.2.2吸收塔尺寸的确定
4.2.2.1喷淋区截面面积以及尺寸
根据吸收塔（喷淋塔）出口实际烟气流量和上升和下降段烟气流速，喷淋区
域截面面积如下所示： 240.10/36001
/5.31(W)31,000m3/h 1m h
s s m =??
240.104
1
m D D =???π（此处没有将氧化空气和饱和蒸汽考虑在内）
根据该面积算出D=3.64m<3.8m,所以取内径为3.8m 符合设计要求
4.2.2.2吸收塔（喷淋塔）浆液循环量
根据吸收塔（喷淋塔）出口烟气量和液气比，浆液循环量计算如下所示： s L s m m L /68.480/40.39/20.1233=?
125L/s ×4=500L/s
4.2.2.3喷淋区域高度和
喷淋层数
： 喷淋层数目：
4
层；
喷淋区域高度：1.5 m ×4 层＝6.0 m 4.2.2.4已确定的参数尺寸（mm ）
吸收塔（喷淋塔） 3800Φ×32000 喷淋区 6000 出口烟道 1200 进口烟道 1200 反应池 7100
4.2.2.5选
材
及
防
腐
塔本体：碳钢16MnR 钢材
塔内部螺栓、螺母类：6%Mo 不锈钢材料 塔内壁：衬里施工前经表面预处理，喷砂除锈，内衬材料为丁基橡胶板 塔内件支撑：碳钢衬丁基橡胶
丁基橡胶是由异丁烯中混以1.5%—4.5%的异戌二烯具有化学稳定性好、对臭氧、酸碱的耐腐蚀能力强、无吸水性等优良性能。丁基橡胶经改性后有卤化丁基橡胶，包括氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶，基本特性有：
（1）具有优良的耐水气渗透性能、耐浆液磨损性能、耐腐蚀性特别是耐F ˉ性、耐SO 2、耐CL -性及耐热性等。结合脱硫工程浆液介质条件，通常来说厚度为4mm 即可，在磨损严重的部位衬2层4mm 丁基橡胶。
（2）气体透过性小，气密性好回弹性小，在较宽温度范围内（30～50℃）均不大20% ，因而具有吸收振动和冲击能量的特性。
（3）耐热老化性优良，且有良好的耐臭氧老化、耐天候老化和对化学稳定性以及耐电晕性能与电绝缘性好。
（4）耐水性好、水渗透率极低，因而适于做绝缘材料。缺点是硫化速度慢、粘合性和自粘性差、与金属粘合性不好、与不饱和橡胶相容性差，不能并用。 4.2.3吸收塔的强度和稳定性校核 4.2.3.1强度和稳定性校核条件
（1）塔体内径D i =3800mm ，塔高度32000mm ，裙座高度3060 mm ，计算压力0.292MPa,设计温度200℃。
（2）设置地区：基本风压350N/m 2,地震防烈度8度，场地土地类：B 类。 （3）沿塔高开设3个人孔，相应在人孔处安装圆形平台3个 ，平台宽度B=900mm ，高度为1000 mm 。
（4）塔外设置保温层厚度为100 mm ，密度300kg/m 3. (5)塔体与封头选用16MnR 钢材，其MPa t 170][=σ
MPa E MPa MPa t S 5109.1,345,170][?===σσ
（6）裙座材料选用Q238-AR
（7）塔体与裙座对接焊接，塔体焊接系数1=φ
（8）塔体与封头壁厚附加量取C=2.00 mm ，裙座壁厚附加量取C=2.00 mm 。 4.2.3.2塔设备质量载荷计算
（1） 塔体圆筒、封头、裙座质量m 01
圆筒质量kg m 3.1873243.315961=?= 封头质量260021200m kg =?= 裙座质量3596 3.061823.76m kg =?=
0112321756m m m m kg =++=
其中 塔体高度为31.43米，查得DN3800 mm ，壁厚10 mm 的圆筒每米质量为596kg;；
查得DN3800 mm ，壁厚10 mm 的封头每米质量为600kg ；裙座高度3060 mm 。
（2） 塔内件质量，取max 01020304402276a W e m m m m m m m m kg =++++++=
02100m kg =
（3） 保温层质量22'
0302031[(22)(2)]24
i n i n m D S D S H m πδρ=++-++
22031
3.14[(380020.0120.1)(380020.01)]31.433002(1.54 1.18)300
4
m =?+?+?-+???+-? =11836.7kg
其中 '03m 封头保温层质量
（4） 平台扶梯质2204011
[(222)(22)]42
i n i n F F m D S B D S nq q H πδδ=+++-++++
220411
[(380020.0120.120.9)(380020.0120.1)]3.50403442
m π=+?+?+?-+?+???+?
=8659.5 kg
（5） 操作时物料质量2205102111
44
i W i f m D h D h V πρπρρ=++
2205111
3.14387.061257 3.14 3.8(31.437.06) 1.0144f m V ρ=????+???-?+
=100874 kg
其中 W h 为石灰质浆液高度，7.06m 0h 除浆液区外的塔高，31.43-7.06m 1ρ石灰石浆液密度，12573/kg m 2ρ空气在
10050
752
C ?+=时候的密度，1.013/kg m （6） 附件质量a m ，按照经验值取010.250.25215765439a m m kg =?=?=
（7） 充水质量201
24
W i f m D H V πρρ=+
21
3.14 3.831.4310002 1.1810004W m =????+??=358631 kg
下面将塔分成六段，计算下列各质量载荷 表6 吸收塔各计算段的质量
塔段
0-1
1-2 2-3 3-4 4-5 5-塔顶 合计 人孔与平0
1
2
3
台数量 塔板数
01i m
621.6 1243 4351 6216 6216 3108 21576
02i m 00 03i m 338 676 2366 338 836 04i m 39 78 272 2822 5255 195 8659 05i m —— 12 83 21483 16089 100874 i a m 16 i W m
—— 4587 9 94939 87708 358631 i e m
0 0 0 0 0 0 0 0i m
1
35 8 1 各塔段最小质量
1158.6 2297
全塔操作质量 00102030405402276a e m m m m m m m m kg =++++++= 全塔最小质量
min 010203040.247710a e m m m m m m m kg =+++++=
水压试验最大质量
max 01020304402276a W e m m m m m m m m kg =++++++=
4.2.3.3风载荷计算 612010()i i i i ei P K K q f l D N =?
其中 1K 体型系数，对于圆筒取1K =0.7；2i K 塔设备各段风振系数，
当塔高≤20米时2i K =1.7；当塔高＞20米时2i K =1i zi
i
f ζνφ+
计算
0q 为10米塔高处的基本风压值，3502/N m ，见表8-4[3]
i f 为风压高度变化系数，见表8-5[3]；ζ为脉动增大系数，见表8-6[3]； i ν为第i 段脉动增大影响系数，见表8-7[3]；
zi φ为第i 段振型系数，根据2/N m 与u 查表8-8[3]；
it h 为塔器第i 段顶截面距离地面的高度，m ； i l 为同一直径两相邻计算截面间的距离，mm ； ei D 为塔器各段有效直径，mm ；
当笼式扶梯与塔顶管线成180?时，3422ei oi si o ps D D K K d δδ=+++++ oi D 为塔各计算段的外径，mm ；si δ为塔器第i 段的保温层厚度，mm ； 3K =400mm ；4K =
2o
A l ∑（A 投影面积，o l 操作平台所在计算段长度）
表7 风载荷各项数值
计算段 i l
0q
1K
i ν
zi φ
i ζ
2i K
f
i h
平台数 1 1000 350 0.7 0.72 0.0075 2.36 1.70 0.64 1 0 2 2000 350 0.7 0.72 0.0375 2.36 1.70 0.72 3 0 3 7000 350 0.7 0.72 0.110 2.36 1.70 1.00 10 0 4 10000 350 0.7 0.79 0.350 2.36 1.70 1.25 20 1 5 10000 350 0.7 0.85 0.665 2.36 1.94 1.42 30 2 6
5000
350
0.7 0.85 1.000 2.36
2.38 1.45 35 0 4K
ei D
i P
0 5020 1338 0 5020 3010 0 5020 14640 257 5277 27470 360 5380 36310 0
5020
21220
填料塔计算部分
填料吸收塔设计任务书 一、设计题目 填料吸收塔设计 二、设计任务及操作条件 １、原料气处理量：5000m3/h。 ２、原料气组成：98％空气＋％的氨气。 ３、操作温度：20℃。 ４、氢氟酸回收率：98％。 ５、操作压强：常压。 ６、吸收剂：清水。 ７、填料选择：拉西环。 三、设计内容 1.设计方案的确定及流程说明。 2.填料吸收塔的塔径，填料层的高度，填料层的压降的计算。 3.填料吸收塔的附属机构及辅助设备的选型与设计计算。 4.吸收塔的工艺流程图。 5.填料吸收塔的工艺条件图。
目录 第一章设计方案的简介 (4) 第一节塔设备的选型 (4) 第二节填料吸收塔方案的确定 (6) 第三节吸收剂的选择 (6) 第四节操作温度与压力的确定 (7) 第二章填料的类型与选择 (7) 第一节填料的类型 (7) 第二节填料的选择 (9) 第三章填料塔工艺尺寸 (10) 第一节基础物性数据 (10) 第二节物料衡算 (11) 第三节填料塔的工艺尺寸的计算 (12) 第四节填料层压降的计算 (16) 第四章辅助设备的设计与计算 (16) 第一节液体分布器的简要设计 (16) 第二节支承板的选用 (17) 第三节管子、泵及风机的选用 (18) 第五章塔体附件设计 (20) 第一节塔的支座 (20) 第二节其他附件 (20)
第一章设计方案的简介 第一节塔设备的选型 塔设备是化工、石油化工、生物化工制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。 1、板式塔 板式塔为逐级接触式气液传质设备，是最常用的气液传质设备之一。传质机理如下所述：塔内液体依靠重力作用，由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘，然后横向流过塔板，从另一侧的降液管流至下一层塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液层。气体则在压力差的推动下，自下而上穿过各层塔板的气体通道（泡罩、筛孔或浮阀等），分散成小股气流，鼓泡通过各层塔板的液层。在塔板上，气液两相密切接触，进行热量和质量的交换。在板式塔中，气液两相逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化，在正常操作下，液相为连续相，气相为分散相。 一般而论，板式塔的空塔速度较高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，操作弹性大，且造价低，检修、清洗方便，故工业上应用较为广泛。 ２、填料塔 填料塔是最常用的气液传质设备之一，它广泛应用于蒸馏、吸收、解吸、汽提、萃取、化学交换、洗涤和热交换等过程。几年来，由于填料塔研究工作已日益深入，填料结构的形式不断更新，填料性能也得到了迅速的提高。金属鞍环，改型鲍尔环及波纹填料等大通量、低压力降、高效率填料的开发，使大型填料塔不断地出现，并已推广到大型汽—液系统操作中，尤其是孔板波纹填料，由于具有较好的综合性能，使其不仅在大规模生产中被采用，且由于其在许多方面优于各种塔盘而越来越得到人们的重视，在某些领域中，有取代板式塔的趋势。近年来，在蒸馏和吸收领域中，最突出的变化是新型填料，特别是规整填料在大直径
化工设备课程设计计算书(板式塔)
《化工设备设计基础》 课程设计计算说明书 学生姓名：学号： 所在学院： 专业： 设计题目： 指导教师： 2011年月日 目录 一.设计任务书 (2)
二.设计参数与结构简图 (4) 三.设备的总体设计及结构设计 (5) 四.强度计算 (7) 五.设计小结 (13) 六.参考文献 (14) 一、设计任务书 1、设计题目 根据《化工原理》课程设计工艺计算内容进行填料塔（或板式塔）设计。
设计题目： 各个同学按照自己的工艺参数确定自己的设计题目：填料塔（板式塔）DNXXX设计。 例：精馏塔（DN1800）设计 2、设计任务书 2.1设备的总体设计与结构设计 （1）根据《化工原理》课程设计，确定塔设备的型式(填料塔、板式塔)； （2）根据化工工艺计算，确定塔板数目(或填料高度)； （3）根据介质的不同，拟定管口方位； （4）结构设计，确定材料。 2.2设备的机械强度设计计算 （1）确定塔体、封头的强度计算。 （2）各种开孔接管结构的设计，开孔补强的验算。 （3）设备法兰的型式及尺寸选用；管法兰的选型。 （4）裙式支座的设计验算。 （5）水压试验应力校核。 2.3完成塔设备装配图 （1）完成塔设备的装配图设计，包括主视图、局部放大图、焊缝节点图、管口方位图等。 （2）编写技术要求、技术特性表、管口表、明细表和标题栏。 3、原始资料 3.1《化工原理》课程设计塔工艺计算数据。 3.2参考资料： [1] 董大勤.化工设备机械基础[M].北京：化学工业出版社，2003. [2] 全国化工设备技术中心站.《化工设备图样技术要求》2000版[S]． [3] GB150-1998.钢制压力容器[S]． [4] 郑晓梅.化工工程制图化工制图[M]．北京：化学工业出版社，2002. [5] JB/T4710-2005.钢制塔式容器[S]． 4、文献查阅要求
精馏塔设计流程
在一常压操作的连续精馏塔内分离水—乙醇混合物。已知原料的处理量为2000吨、组成为36%（乙醇的质量分率，下同），要求塔顶馏出液的组成为82%，塔底釜液的组成为6%。设计条件如下： 操作压力 5kPa(塔顶表压)； 进料热状况自选； 回流比自选； 单板压降≤0.7kPa； 根据上述工艺条件作出筛板塔的设计计算。 【设计计算】 （一）设计方案的确定 本设计任务为分离水—乙醇混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。 设计中采用泡点进料，将原料液通过预料器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.5倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 （二）精馏塔的物料衡算 1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 M=46.07kg/kmol 乙醇的摩尔质量 A M=18.02kg/kmol 水的摩尔质量 B
F x =18.002 .1864.007.4636.007.4636.0=+= D x =64.002 .1818.007.4682.007.4682.0=+= W x =024.002.1894.007.4606.007.4606.0=+= 2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 F M =0.18×46.07+(1-0.18)×18.02=23.07kg/kmol D M =0.64×46.07+(1-0.64)×18.02=35.97kg/kmol W M =0.024×46.07+(1-0.024)×18.02=18.69kg/kmol 3.物料衡算 以每年工作250天，每天工作12小时计算 原料处理量 F = 90.2812 25007.2310002000=???kmol/h 总物料衡算 28.90=W D + 水物料衡算 28.90×0.18=0.64D+0.024W 联立解得 D =7.32kmol/h W =21.58kmol/h （三）塔板数的确定 1. 理论板层数T N 的求取水—乙醇属理想物系，可采用图解法求理论板层数。 ①由手册查得水—乙醇物系的气液平衡数据，绘出x —y 图，如图。 ②求最小回流比及操作回流比。 采用作图法求最小回流比。在图中对角线上，自点e(0.18 , 0.18)作垂线ef 即为进料线（q 线），该线与平衡线的交点坐标为 q y =0.52 q x =0.18 故最小回流比为 min R =q q q D x y y x --=35.018 .0-52.052.0-64.0=3 取操作回流比为 R =min R =1.5×0.353=0.53 ③求精馏塔的气、液相负荷 L =RD =17.532.753.0=?=kmol/h V =D R )1(+=（0.53+1）20.1132.7=?kmol/h
大气课设填料塔设计计算
课程设计说明书 题 目：S H S 20-25型锅炉低硫烟煤 烟 气袋式除尘湿式脱硫系统设计 学生姓名： 周永博 学 院： 能源与动力工程学院 班 级： 环工13-1 指导教师：曹英楠
2016年7 月 1 日 内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书 课程名称：大气污染控制工程学院：能源与动力工程学院班级：环工13-1 学生姓名：周永博学号：201320303014 指导教师：曹英楠
技术参数： 锅炉型号：SHS20-25 即，双锅筒横置式室燃炉（煤粉炉），蒸发量20t/h，出口蒸汽压力25MPa 设计耗煤量：2.4t/h 设计煤成分：C Y=75.2% H Y=3% O Y=4% N Y=1% S Y=0.8% A Y=10% W Y=6%； V Y＝18％；属于低硫烟煤 排烟温度：160℃ 空气过剩系数＝1.25 飞灰率＝29％ 烟气在锅炉出口前阻力800Pa 污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行。 连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度150m，90°弯头30个。
参考文献： 《大气污染控制工程》郝吉明、马广大； 《环保设备设计与应用》罗辉..北京.高等教育出版社.1997； 《除尘技术》高香林..华北电力大学.2001.3； 《环保设备?设计?应用》郑铭..北京.化学工业出版社.2001.4； 《火电厂除尘技术》胡志光、胡满银..北京.中国水利水电出版社.2005； 《除尘设备》金国淼..北京.化学工业出版社.2002； 《火力发电厂除尘技术》原永涛..北京.化学工业出版社.2004.10； 《环境保护设备选用手册》鹿政理..北京.化学工业出版社.2002.5； 《工业通风》孙一坚主编..中国建筑工业出版社，1994； 《锅炉及锅炉房设备》奚士光等主编..中国建筑工业出版社，1994； 《除尘设备设计》金国淼主编..上海科学技术出版社，1985； 《环境与工业气体净化技术》. 朱世勇主编.化学工业出版社，2001； 《湿法烟气脱硫系统的安全性及优化》曾庭华，杨华等主编..中国电力出版社；《燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例》. 钟秦主编.化学工业出版社，2004； 《环保工作者使用手册》. 杨丽芬，李友琥主编.冶金工业出版社，2001； 《工业锅炉房设计手册》航天部第七研究设计院编.中国建筑工业出版社，1986；《火电厂烟气湿法脱硫装置吸收塔的设计》王祖培编.化学工业第二设计院，1995；《大气污染控制工程》. 吴忠标编.科学出版社，2002； 《湿法烟气脱硫吸收塔系统的设计和运行分析》. 曾培华著.电力环境保护，2002。
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《化工设备机械基础》 塔设备设计 课程设计说明书 学院：木工学院 班级：林产化工0 8 学号： 035 036 姓名：万永燕郑舒元 分组：第四组
目录
前言 摘要 塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。填料塔内装有各种形式的固体填充物，即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，其组成沿塔高连续地变化。目前在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大，所需塔径常达一米以上，故采用板式塔较多；吸收操作的规模一般较小，故采用填料塔较多。 板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板，塔板上开有很多筛孔，每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，造价低，检修、清理方便
精馏塔工艺工艺设计方案计算
第三章 精馏塔工艺设计计算 塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。 板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形势穿过板上的液层，进行传质与传热，在正常操作下，气象为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。 本次设计的萃取剂回收塔为精馏塔，综合考虑生产能力、分离效率、塔压降、操作弹性、结构造价等因素将该精馏塔设计为筛板塔。 3.1 设计依据[6] 3.1.1 板式塔的塔体工艺尺寸计算公式 （1） 塔的有效高度 T T T H E N Z )1( -= （3-1） 式中 Z –––––板式塔的有效高度，m ； N T –––––塔内所需要的理论板层数； E T –––––总板效率； H T –––––塔板间距，m 。 （2） 塔径的计算 u V D S π4= （3-2） 式中 D –––––塔径，m ； V S –––––气体体积流量，m 3/s u –––––空塔气速，m/s u =（0.6~0.8）u max （3-3） V V L C u ρρρ-=max （3-4） 式中 L ρ–––––液相密度，kg/m 3
V ρ–––––气相密度，kg/m 3 C –––––负荷因子，m/s 2 .02020?? ? ??=L C C σ （3-5） 式中 C –––––操作物系的负荷因子，m/s L σ–––––操作物系的液体表面张力，mN/m 3.1.2 板式塔的塔板工艺尺寸计算公式 (1) 溢流装置设计 W OW L h h h += (3-6) 式中 L h –––––板上清液层高度，m ； OW h –––––堰上液层高度，m 。 3 2100084.2??? ? ??=W h OW l L E h （3-7） 式中 h L –––––塔内液体流量，m ； E –––––液流收缩系数，取E=1。 h T f L H A 3600= θ≥3~5 (3-8) 006.00-=W h h (3-9) ' 360000u l L h W h = (3-10) 式中 u 0ˊ–––––液体通过底隙时的流速，m/s 。 (2) 踏板设计 开孔区面积a A ： ??? ? ??+-=-r x r x r x A a 1222sin 1802π （3-11）
填料塔课程设计
目录 1.前言 (4) 2.设计任务 (6) 3.设计方案说明 (6) 4.基础物性数据 (6) 5.物料衡算 (6) 6.填料塔的工艺尺寸计算 (8) 7.附属设备的选型及设备 (14) 8.参考文献 (19) 9.后记及其他 (20)
1.前言 填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。而塔填料塔内件及工艺流程又是填料塔技术发展的关键。聚丙烯材质填料作为塔填料的重要一类，在化工上应用较为广泛，与其他材质的填料相比，聚丙烯填料具有质轻、价廉、耐蚀、不易破碎及加工方便等优点，但其明显的缺点是表面润湿性能。 1.1填料塔技术 填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。 当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。 填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。 1.2 填料的类型 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。
塔设备设计说明书
《化工设备机械基础》 塔设备设计 课程设计说明书 学院：木工学院 班级：林产化工0 8 学号： 姓名：万永燕郑舒元 分组：第四组 目录 前言............................................................... 错误！未定义书签。 摘要 (2) 关键字 (2) 第二章设计参数及要求 (2) 1.1符号说明 (2) 1.2.设计参数及要求 (3) 3 3 第二章材料选择 (4) 2.1概论 (4) 2.2塔体材料选择 (4) 2.3 裙座材料的选择 (4) 第三章塔体的结构设计及计算 (5) 3.1 按计算压力计算塔体和封头厚度 (5) 3.2 塔设备质量载荷计算 (5) 3.3 风载荷和风弯矩 (6) 3.4 地震弯矩计算 (7) 3.5 各种载荷引起的轴向应力 (7) 3.6 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 (8) 3.7 塔体水压试验和吊装时的应力校核 (9) 3.7.1 水压试验时各种载荷引起的应力 (9) 9 3.8塔设备结构上的设计 (10) 10 10 板式塔的总体结构 (11) 小结 (11) 附录 (11) 附录一有关部件的质量 (11)
附录二矩形力矩计算表 (12) 附录三螺纹小径与公称直径对照表 (12) 参考文献 (12) 前言 摘要 塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。填料塔内装有各种形式的固体填充物，即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，其组成沿塔高连续地变化。目前在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大，所需塔径常达一米以上，故采用板式塔较多；吸收操作的规模一般较小，故采用填料塔较多。 板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板，塔板上开有很多筛孔，每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，造价低，检修、清理方便 关键字 塔体、封头、裙座、。 第二章设计参数及要求 1.1符号说明 Pc ----- 计算压力，MPa； Di ----- 圆筒或球壳内径，mm； [Pw]-----圆筒或球壳的最大允许工作压力，MPa； δ ----- 圆筒或球壳的计算厚度，mm； δn ----- 圆筒或球壳的名义厚度，mm； δe ----- 圆筒或球壳的有效厚度，mm；
填料塔计算和设计
填料塔计算和设计
填料塔计算和设计 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
填料塔设计 2012-11-20 一、填料塔结构 填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。在填料的上方安装填料压板，以限制填料随上升气流的运动。液体从塔顶加入，经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设置）分布后，与液体呈逆流接触连续通过填料层空隙，在填料表面气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式的气液传质设备，正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。二、填料的类型及性能评价 填料是填料塔的核心构件，它提供了气液两相接触传质的相界面，是决定填料塔性能的主要因素。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两大类。散装填料根据结构特点不同，分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料等；规整填料按其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等，目前工业上使用最为广泛的是波纹填料，分为板波纹填料和网波纹填料； 填料的几何特性是评价填料性能的基本参数，主要包括比表面积、空隙率、填料因子等。1.比表面积：单位体积填料层的填料表面积，其值越大，所提供的气液传质面积越大，性能越优； 2.空隙率：单位体积填料层的空隙体积；空隙率越大，气体通过的能力大且压降低；
3.填料因子：填料的比表面积与空隙率三次方的比值，它表示填料的流体力学性能，其值越小，表面流体阻力越小。 三、填料塔设计基本步骤 1.根据给定的设计条件，合理地选择填料； 2.根据给定的设计任务，计算塔径、填料层高度等工艺尺寸； 3.计算填料层的压降； 4.进行填料塔的结构设计，结构设计包括塔体设计及塔内件设计两部分。 四、填料塔设计 1.填料的选择 填料应根据分离工艺要求进行选择，对填料的品种、规格和材质进行综合考虑。应尽量选用技术资料齐备，适用性能成熟的新型填料。对性能相近的填料，应根据它的特点进行技术经济评价，使所选用的填料既能满足生产要求，又能使设备的投资和操作费最低。 （1）填料种类的选择 填料的传质效率要高：传质效率即分离效率，一般以每个理论级当量填料层高度表示，即HETP值； 填料的通量要大：在同样的液体负荷下，在保证具有较高传质效率的前提下，应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料； 填料层的压降要低：填料层压降越低，塔的动力消耗越低，操作费越小；对热敏性物系尤为重要；
苯氯苯板式精馏塔的工艺设计工艺计算书
苯氯苯板式精馏塔的工艺设计工艺计 算书 1
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苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计工艺计算书(精馏段部分) 化学与环境工程学院 化工与材料系 5月27日
课程设计题目一——苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 一、设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为99.8%的氯苯50000t/a,塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为35%(以上均为质量%)。 二、操作条件 1.塔顶压强4kPa(表压); 2.进料热状况,自选; 3.回流比,自选; 4.塔釜加热蒸汽压力506kPa; 5.单板压降不大于0.7kPa; 6.年工作日330天,每天24小时连续运行。 三、设计内容 1.设计方案的确定及工艺流程的说明; 2.塔的工艺计算; 3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算; 4.塔内流体力学性能的设计计算; 5.塔板负荷性能图的绘制; 1 2020年5月29日
2 2020年5月29日 6.塔的工艺计算结果汇总一览表; 7.辅助设备的选型与计算; 8.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制; 9.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。 四、基础数据 1.组分的饱和蒸汽压οi p (mmHg) 2.组分的液相密度ρ(kg/m 3) 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 推荐:t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-=ρ 推荐:t B 0657.14. 1124-=ρ 式中的t 为温度,℃。 3.组分的表面张力σ(mN/m)
3 2020年5月29日 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算: A B B A B A m x x σσσσσ+= (B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率) 4.氯苯的汽化潜热 常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示: 38 .01 238 .012??? ? ??--=t t t t r r c c (氯苯的临界温度:C ?=2.359c t ) 5.其它物性数据可查化工原理附录。 附参考答案:苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书(精馏段部分) 苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书(精馏段部分) 一、设计方案的确定及工艺流程的说明 原料液经卧式列管式预热器预热至泡点后送入连续板式精馏塔(筛板塔),塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液,其余作为产品经冷却后送至苯液贮罐;塔釜采用热虹吸立式再沸器提供汽相流,塔釜产品经卧式列管式冷却器冷却后送入氯苯贮罐。流程图略。
填料塔计算和设计
填料塔计算和设计文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
填料塔设计 2012-11-20 一、填料塔结构 填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。在填料的上方安装填料压板，以限制填料随上升气流的运动。液体从塔顶加入，经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设置）分布后，与液体呈逆流接触连续通过填料层空隙，在填料表面气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式的气液传质设备，正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。 二、填料的类型及性能评价 填料是填料塔的核心构件，它提供了气液两相接触传质的相界面，是决定填料塔性能的主要因素。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两大类。散装填料根据结构特点不同，分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料等；规整填料按其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等，目前工业上使用最为广泛的是波纹填料，分为板波纹填料和网波纹填料； 填料的几何特性是评价填料性能的基本参数，主要包括比表面积、空隙率、填料因子等。
1.比表面积：单位体积填料层的填料表面积，其值越大，所提供的气液传质面积越大，性能越优； 2.空隙率：单位体积填料层的空隙体积；空隙率越大，气体通过的能力大且压降低； 3.填料因子：填料的比表面积与空隙率三次方的比值，它表示填料的流体力学性能，其值越小，表面流体阻力越小。 三、填料塔设计基本步骤 1.根据给定的设计条件，合理地选择填料； 2.根据给定的设计任务，计算塔径、填料层高度等工艺尺寸； 3.计算填料层的压降； 4.进行填料塔的结构设计，结构设计包括塔体设计及塔内件设计两部分。？ 四、填料塔设计 1.填料的选择 填料应根据分离工艺要求进行选择，对填料的品种、规格和材质进行综合考虑。应尽量选用技术资料齐备，适用性能成熟的新型填料。对性能相近的填料，应根据
填料塔计算部分
填料塔计算部分 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.
二 基础物性参数的确定 1 液相物性数据 对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得，2 气相物性参数 设计压力： ,温度：20C ? 氨气在水中的扩散系数：92621.7610/ 6.33610/L D cm s m h --=?=? 氨气在空气中的扩散系数： 查表得，氨气在0°C ，在空气中的扩散系数为 2/cm s ， 根据关系式换算出20C ?时的空气中的扩散系数： 3 32 2 00022293.150.171273.150.189/0.06804/V P T D D P T cm s m h ?????? ==?? ? ? ??????? == 混合气体的平均摩尔质量为 m i 0.05170.982929.27V i M y M ==?+?=∑ 混合气体的平均密度为 3m 101.329.27 1.2178.314293.15 V Vm PM kg m RT ρ?===? 混合气体的粘度可近似取空气的粘度，查手册得20C ?空气粘度为 51.81100.065()V Pa s kg m h μ-=??=? 3 气液相平衡数据
由手册查得，常压下20C ?时，氨气在水中的亨利系数 76.3a E kP = 相平衡常数 76.30.7532101.3 E m P === 溶解度系数 3s 998.2 0.726076.318.02 L H kmol kPa m EM ρ= = =?? 4 物料衡算 进塔气相摩尔比 1= 110.05 0.05263110.05 y Y y ==-- 出塔气相摩尔比 321(1)0.05263(10.98) 1.05310A Y Y ?-=-=-=? 混合气体流量 330.1013(273.1520) 16.10100.1013273.15 V N Q Q m h ? ?+==?? 惰性气体摩尔流量 273.15(10.05)636.1622.4273.1520 V Q V kmol h =?-=+ 该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算： 1212 L Y Y V Y m X -??= ? -?? 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成 20X = min 0.052630.0010530.73810.052630.7532L V -??== ??? 取操作液气比为 min 1.4L L V V ?? = ??? 1.40.7381 1.0333L V =?= 1.0333636.16657.34L kmol h =?= 1212()636.16(0.052630.001053) 0.0499657.34 V Y Y X X L -?-=+==
板式精馏塔课程设计
《化工原理》课程设计报告 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 合作者 指导教师
化工原理设计任务书 一、设计题目: 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 二、设计任务 1）进精馏塔的原料液中含氯苯为38%（质量百分比，下同），其余为苯。 2）塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。 3）生产能力为日产纯度为99.8%的氯苯Z吨产品。年工作日300天，每天24小时连续运行。（设计任务量为3.5吨/小时） 三、操作条件 1.塔顶压强4kPa（表压）； 2.进料热状况，自选； 3.回流比，自选； 4.塔釜加热蒸汽压力0.5MPa； 5.单板压降不大于0.7kPa； 6. 设备型式：自选 7．厂址天津地区 四、设计内容 1.精馏塔的物料衡算； 2.塔板数的确定； 3.精馏塔的工艺条件及有关五行数据的计算； 4.精馏塔的塔体工艺尺寸计算； 5.塔板的主要工艺尺寸计算； 6.塔板的流体力学计算； 7.塔板负荷性能图； 8.精馏塔接管尺寸计算； 9.绘制生产工艺流程图； 10.绘制精馏塔设计条件图； 11.绘制塔板施工图； 12.对设计过程的评述和有关问题的讨论
五、基础数据 1.组分的饱和蒸汽压 i p （mmHg ） 2.组分的液相密度ρ（kg/m 3） 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-= ρ 式中的t 为温度，℃。 3.组分的表面张力σ（mN/m ） 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算： A B B A B A m x x σσσσσ+= （B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率） 4.氯苯的汽化潜热 常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 。 纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示： 38 .01212??? ? ??--=t t t t r r c c （氯苯的临界温度：C ?=2.359c t ） 5.其他物性数据可查化工原理附录。
板式塔设计计算说明书
一、设计任务 1. 结构设计任务 完成各板式塔的总体结构设计，绘图工作量折合A1图共计4张左右，具体包括以下内容： ⑴各塔总图1张A0或A0加长； ⑵各塔塔盘装配及零部件图2张A1。 2. 设计计算内容 完成各板式塔设计计算说明书，主要包括各塔主要受压元件的壁厚计算及相应的强度校核、稳定性校核等内容。 二、设计条件 1. 塔体内径mm 2000=i D ，塔高m 299.59H i =； 2.设计压力p c =2.36MPa ，设计温度为=t 90C ?； 3. 设置地区：山东省东营市，基本风压值q 0=480Pa ，地震设防烈度8度，场地土类别III 类，地面粗糙度是B 类； 4. 塔内装有N=94层浮阀塔盘；开有人孔12个，在人孔处安装半圆形平台12个，平台宽度B=900m m ，高度为1200m m ； 5. 塔外保温层厚度为δs =100m m ，保温层密度ρ2=3503m /kg ； 三、设备强度及稳定性校核计算 1. 选材说明 已知东营的基本风压值q 0=480Pa ，地震设防烈度8度，场地土类别III 类；塔壳与裙座对接；塔内装有N=94层浮阀塔盘；塔外保温层厚度为δs =100m m ，保温层密度ρ 2=350 3m /kg ；塔体开有人孔12个，在人孔处安装半圆形平台12个，平台宽度B=900m m ， 高度为1200m m ；设计压力 p c =2.36MPa ，设计温度为=t 90C ?；壳 3m m ，裙座厚度附加量2m m ；焊接接头系数取为0.85；塔内径mm 2000=i D 。 通过上述工艺条件和经验，塔壳和封头材料选用Q345R 。对该塔进行强度和稳定计算。 2. 主要受压元件壁厚计算
大气课设填料塔设计计算
学校代码： 10128 学号： 201320303014 课程设计说明书 题目：S H S20-25型锅炉低硫烟煤烟 气袋式除尘湿式脱硫系统设计学生：周永博 学院：能源与动力工程学院 班级：环工13-1 指导教师：英楠
2016年 7 月 1 日 工业大学课程设计（论文）任务书 课程名称：大气污染控制工程学院：能源与动力工程学院班级：环工13-1 学生：周永博学号： 4 指导教师：英楠
技术参数： 锅炉型号：SHS20-25 即，双锅筒横置式室燃炉（煤粉炉），蒸发量20t/h，出口蒸汽压力25MPa 设计耗煤量：2.4t/h 设计煤成分：C Y=75.2% H Y=3% O Y=4% N Y=1% S Y=0.8% A Y=10% W Y=6%； V Y＝18％；属于低硫烟煤 排烟温度：160℃ 空气过剩系数＝1.25 飞灰率＝29％ 烟气在锅炉出口前阻力800Pa 污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行。 连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度150m，90°弯头30个。
参考文献： 《大气污染控制工程》郝吉明、马广大； 《环保设备设计与应用》罗辉...高等教育.1997； 《除尘技术》高香林..华北电力大学.2001.3； 《环保设备?设计?应用》铭...化学工业.2001.4； 《火电厂除尘技术》胡志光、胡满银...中国水利水电.2005； 《除尘设备》金国淼...化学工业.2002； 《火力发电厂除尘技术》原永涛...化学工业.2004.10； 《环境保护设备选用手册》鹿政理...化学工业.2002.5； 《工业通风》一坚主编..中国建筑工业，1994； 《锅炉及锅炉房设备》奚士光等主编..中国建筑工业，1994； 《除尘设备设计》金国淼主编..科学技术，1985； 《环境与工业气体净化技术》. 朱世勇主编.化学工业，2001； 《湿法烟气脱硫系统的安全性及优化》曾庭华，华等主编..中国电力； 《燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例》. 钟主编.化学工业，2004； 《环保工作者使用手册》. 丽芬，友琥主编.冶金工业，2001； 《工业锅炉房设计手册》航天部第七研究编.中国建筑工业，1986； 《火电厂烟气湿法脱硫装置吸收塔的设计》王祖培编.化学工业第二，1995； 《大气污染控制工程》. 标编.科学，2002； 《湿法烟气脱硫吸收塔系统的设计和运行分析》. 曾培华著.电力环境保护，2002。
板式精馏塔设计书.doc
板式精馏塔设计任务书4-3 一、设计题目： 苯―甲苯精馏分离板式塔设计 二、设计任务及操作条件 1、设计任务：生产能力（进料量） 6万吨／年 操作周期 7200 小时／年 进料组成 48.0％（质量分率，下同） 塔顶产品组成 98.0％ 塔底产品组成 3.0% 2、操作条件 操作压力常压 进料热状态泡点进料 冷却水 20℃ 加热蒸汽 0.19MPa 3、设备型式筛板塔 4、厂址安徽省合肥市 三、设计内容： 1、概述 2、设计方案的选择及流程说明 3、塔板数的计算(板式塔) ( 1 ) 物料衡算; ( 2 ) 平衡数据和物料数据的计算或查阅; ( 3 ) 回流比的选择; ( 4 ) 理论板数和实际板数的计算; 4、主要设备工艺尺寸设计 ( 1 ) 塔内气液负荷的计算; ( 2 ) 塔径的计算; ( 3 ) 塔板结构图设计和计算； ( 4 )流体力学校核； ( 5 )塔板负荷性能计算； ( 6 )塔接管尺寸计算； ( 7 )总塔高、总压降及接管尺寸的确定。 5、辅助设备选型与计算 6、设计结果汇总 7、工艺流程图及精馏塔装配图 8、设计评述
目录 1、概述 (3) 1.1 精馏单元操作的简介 (3) 1.2 精馏塔简介 (3) 1.3 苯-甲苯混合物简介 (3) 1.4设计依据 (3) 1.5 技术来源 (3) 1.6 设计任务和要求 (4) 2、设计计算 (4) 2.1确定设计方案的原则 (4) 2.2操作条件的确定 (4) 2.2.1操作压力 (4) 2.2.2进料状态 (5) 2.2.3加热方式的选择 (5) 2.3设计方案的选定及基础数据的搜集 (5) 2.4板式精馏塔的简图 (6) 2.5常用数据表： (6) 3、计算过程 (8) 3.1 相关工艺的计算 (9) 3.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (9) 3.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (9) 3.1.3 物料衡算 (9) 3.1.4 最小回流比及操作回流比的确定 (9) 3.1.5精馏塔的气、液相负荷和操作线方程 (10) 3.1.6逐板法求理论塔板数 (10) 3.1.7精馏塔效率的估算 (12) 3.1.8实际板数的求取 (12) 3.2精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (12) 3.2.1操作压力计算 (12) 3.2.2操作温度计算 (13) 3.2.3平均摩尔质量计算 (13) 3.2.4平均密度计算 (14) 3.2.5液体平均表面张力计算 (15) 3.2.6液体平均粘度计算 (16) 3.3 精馏塔的主要工艺尺寸的计算 (17) 3.3.1 塔内气液负荷的计算 (17) 3.3.2 塔径的计算 (17) 3.3.3 精馏塔有效高度的计算 (19) 3.4 塔板结构尺寸的计算 (19) 3.4.1 溢流装置计算- (19) 3.4.2塔板布置 (21) 3.5筛板的流体力学验算 (23) 3.5.1 塔板压降相当的液柱高度计算 (23) 3.5.2液面落差 (24)
填料塔的设计.doc
目录 一．设计任务书 (3) 1.设计目的 (3) 2.设计任务 (3) 3.设计内容和要求 (3) 二．设计资料 (4) 1.工艺流程 (4) 2.进气参数 (4) 3.吸收液参数 (4) 4.操作条件 (5) 5.填料性能 (5) 三．设计计算书 (6) 1．填料塔主体的计算 (6) 1.1吸收剂用量的计算 (6) 1.2塔径的计算 (7) 1.3填料层高度的计算 (10) 1.4.填料塔压降的计算 (14) 2.填料塔附属结构的类型与设计 (15) 2.1支承板 (16) 2.2填料压紧装置 (16) 2.3液体分布器装置 (16) 2.4除雾装置 (17) 2.5气体分布装置 (17) 2.6排液装置 (18)
2.7防腐蚀设计 (18) 2.8气体进料管 (18) 2.9液体进料管： (19) 2.10封头的选择 (19) 2.11总塔高计算 (20) 3.填料塔设计参数汇总 (21) 四．填料塔装配图（见附录） (22) 五．总结 (22) 六．参考文献 (23) 附录 (23)
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。”如果人类生活在污染十分严重的空气里，那就将在几分钟内全部死亡。工业文明和城市发展，在为人类创造巨大财富的同时，也把数十亿吨计的废气和废物排入大气之中，人类赖以生存的大气圈却成了空中垃圾库和毒气库。因此，大气中的有害气体和污染物达到一定浓度时，就会对人类和环境带来巨大灾难，对有害气体的控制更必不可少。 一．设计任务书 1.设计目的 通过对气态污染物净化系统的工艺设计，初步掌握气态污染物净化系统设计的基本方法。培养学生利用所学理论知识，综合分析问题和解决实际问题的能力、绘图能力、以及正确使用设计手册和相关资料的能力。 2.设计任务 试设计一个填料塔，常压，逆流操作，操作温度为25℃，以清水为吸收剂，吸收脱除混合气体中的NH ，气体处理量为1500m3/h，其中含氨1.9%（体积分数）， 3 要求吸收率达到99%，相平衡常数m=0.95。 3.设计内容和要求 1）研究分析资料。 2）净化设备的计算，包括计算吸收塔的物料衡算、吸收塔的工艺尺寸计算、填料层压降的计算及校核计算。 3）附属设备的设计等。 4）编写设计计算书。设计计算书的内容应按要求编写，即包括与设计有关的阐述、说明及计算。要求内容完整，叙述简明，层次清楚，计算过程详细、准确，书写工整，装订成册。设计计算书应包括目录、前言、正文及参考文献等，格式参照学校要求。 5）设计图纸。包括填料塔剖面结构图、工艺流程图。应按比例绘制，标出设备、
精馏塔计算方法
目录 1 设计任务书 (1) 1.1 设计题目……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1.2 已知条件……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1.3设计要求………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2 精馏设计方案选定 (1) 2.1 精馏方式选择………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.2 操作压力的选择………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.4 加料方式和加热状态的选择…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.3 塔板形式的选择………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.5 再沸器、冷凝器等附属设备的安排…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.6 精馏流程示意图………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3 精馏塔工艺计算 (2) 3.1 物料衡算………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3.2 精馏工艺条件计算……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3.3热量衡算………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4 塔板工艺尺寸设计 (4) 4.1 设计板参数………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………