塔设备设计样本

4.3 塔设备设计

4.3.1 设计规范

塔设计规范如表4.3.1。

表4.3.1 设计规范

规范原则号

《石油化工塔形设备设计规范》SH 3098-

《石油化工塔盘设备设计规范》SH 3088-1998

《石油化工钢制塔、容器现场组焊施工工艺原则》SH3524-1999

《建筑抗震设计规范》GB 50011-

《建筑构造载荷规范》GB 50009-

4.3.2 设计规定

作为重要用于传质过程塔设备，必要保证气液两相充分接触，以获得较高传质效率；同步还应充分考虑设备经济费用。为此，塔设备应满足如下基本规定：1）气液两相充分接触，分离效率高；

2）生产能力大，即气液相解决量大；

3）操作弹性大，对气液相负荷波动具备较强适应性，即能维持操作稳定性，保持高分离效率；

4）流体流动阻力小，流体通过塔设备压降小；

5）构造简朴可靠，材料耗用量少，制造安装容易，以减少设备投资，同步尽量减少操作费用；

6）耐腐蚀和不易堵塞。

本厂有5个塔，咱们对其进行了详细设计，并以精馏塔T201为例阐述详细计算和选型过程。

4.3.3 工艺参数设计

4.3.3.1 生产能力

依照Aspen模仿得到塔T201进料量为66.032kmol／h（泡点进料）,塔顶采出量为6.603kmol／h，塔底物料流量为59.429kmol／h。

4.3.3.2操作参数

精馏塔T101操作参数如表4.3.2。

表4.3.2 精馏塔T101操作参数

操作压力回流比进料状态理论板数进料位置

0.1MPa 0.07705 泡点进料30 1

4.3.3.3物料衡算和能量衡算

（1）物料衡算

选用整个塔作为衡算系统，则其共有3股物料：进料、塔顶出料、塔底出料，故有66.032=6.603+59.429（单位：kmol / h）。

（2）能量衡算

同样选用整个塔作为衡算系统，则能量可分为两某些：加热负荷和冷却负荷。由Aspen 模仿成果可知，加热负荷为5071.37kW，冷凝负荷为-4958.21kW。4.3.4 基本构造设计

4.3.4.1塔设备选型原则

气液传质分离用最多为塔式设备。它分为板式塔和填料塔两大类。板式塔和填料塔均可用作蒸馏、吸取等气液传质过程，但两者各有优缺陷，依照详细状况进行选取。

（1）下列状况优先选取填料塔

1）在分离限度规定高状况下，因某些新型填料具备很高传质效率，故可采用新型填料以减少塔高度；

2）对于热敏性物料蒸馏分离，因新型填料持液量较小，压降小，故可优先选取真空操作下填料塔；

3）具备腐蚀性物料，可选用填料塔，由于填料塔可采用非金属材料，如陶瓷、塑料等；

4）容易发泡物料，宜选用填料塔。

（2）填料塔长处

1）小直径塔费用低，便于安装；

2）液压减少，有助于真空精馏；

3）用于难分离场合以减少塔高；

4）用于腐蚀严重场合，在这种状况下可采用耐腐蚀材质填料；

5）适合于发泡物系；

6）改造老塔，增长通量，减少消耗，提高产品质量；

7）用于间歇精缩，由于填料塔持液量低。

（3）下列状况优先选取板式塔

1）塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范畴较宽，对进料浓度变化规定不敏感，操作易于稳定；

2）液相负荷较小；

3）含固体颗粒，容易结垢，有结晶物料，由于板式塔可选用液流通道较大塔板，堵塞危险性较小；

4）在操作过程中随着放热或需要加热物料，需要在塔内设立内部换热组件，如加热盘管，需要各种进料口或各种侧线出料口。这是由于一方面板式塔构造上容易实现，此外，塔板上有较多滞液以便与加热或冷却管进行有效地传热；

5）在较高压力下操作蒸馏塔仍多采用板式塔。

（4）板式塔长处

1）对于大直径塔设备费用低；

2）不易堵塞，且易清理；

3）适合大液量操作。由于板式塔气流为错流，流量增大对气体负荷影响不大；

4）适合中间内部换热、侧线出料多场合。

（5）体系特点

本厂工艺液相负荷相对气体负荷较大；物料干净且无腐蚀。比较分析板式塔和填料塔各自特点，结合该塔体系特点，从分离效率、成本和操作维修等方面考虑，重要分离段精馏塔选用板式塔。选用板式塔可以控制成本，有较高操作弹性，同步维修以便。

4.3.4.2塔板选型原则

（1）板式塔塔板种类

依照塔板上气液两相相对流动状态，板式塔分为穿流式与溢流式。当前板式塔大多采用溢流式塔板。穿流式塔板操作不稳定，很少使用。

（2）各种塔板性能比较

工业上需分离物料及其操作条件各种各样，为了适应各种不同操作规定，迄今已开发和使用塔板类型繁多。这些塔板有各自特点和合用体系，几种重要塔板性能比较见表4.3.3。

表4.3.3 塔板性能比较

类型长处缺陷应用条件

泡罩塔板操作弹性较大，液气比范畴

大，不易堵塞，适于解决各

种物料，操作稳定可靠

构造复杂，造价高，塔板压

降大，生产能力及板效率较

低

在设计中除特殊需

要（如分离粘度大、

易结焦等物系）外

普通不适当选用

浮阀塔板构造简朴，制造以便，造价

低，塔板开孔率高，生产能

力大，操作弹性大，气液接

触时间长，塔板效率高

解决易结焦，粘度大物料时，

阀片易与塔板粘结，在操作

过程中有时会发生阀片脱落

或卡死等现象，使塔板效率

和操作弹性较大

分离规定高

筛孔塔板构造简朴，造价低，板上液

面落差小，气体压减少。生

产能力较大，气体分散均匀，

传质效率高

筛孔易堵塞，不易解决易结

焦、粘度大物料

工业应用中以小孔

径筛板为主，大孔

径筛板多用于某些

特殊场合（如分离

粘度大、易结焦等

物系）

舌形塔板操作气速大，可增大解决能

力，塔盘上无液面落差，持

液量少，故压力减少，塔盘

开孔率较大，气液解决量液

胶泡沫型塔盘有所提高

液体在塔盘上停留时间段

内，塔板效率低于筛板，舌

片尺寸及张角影响塔板效率

及操作稳定性

分离规定较低闪蒸

浮喷板压力降小浮板易脱落分离规定较低减压穿流筛板构造简朴操作范畴窄用于小直径精馏塔

表4.3.4是几种重要塔板应用范畴。

表4.3.4 塔板应用范畴

塔板类型相对生产能力相对板效率操作范畴压降构造成本

泡罩板 1 1.0 10-100 高复杂 1.0 筛板 1.2-1.4 1.1 35-100 低简朴0.4-0.5 穿流筛板 1.2-1.5 0.8 50-100 低最简朴0.5

浮阀板 1.2-1.3 1.2 10-100 中普通0.7-0.9 （3）塔板选取

本厂分离过程，生产能力规定高，操作较为稳定，负荷变化不大，对操作范畴规定不高。综合考虑塔板效率、分离效果和设备成本、制造、维修等，咱们选取当前使用较为广泛生产能力较大、操作弹性较大及塔板效率高浮阀塔。浮阀类型诸多，当前国内使用浮阀有六种，最惯用时V-1型（即F1型），V-4型，其中V-1型浮阀最为普遍，由于V-1型浮阀已有系列化原则，各种设计数据完善，便于设计和对比，因而综合考虑，本厂5个精馏塔选取浮阀塔（V-1型塔板）。V-1型浮阀示意图见图4.3.1。

塔器设备的制作与安装方案分析

塔器设备的制作与安装方案分析 ——洪应波 一般塔器的直径大、高度高、吨位重、受热处理设备能力、运输条件及现场安装能力的限制，一般在制造厂内将塔器分段制造，发运到安装现场进行立置组装，制造安装难度很大。塔内件等与支承圈、联接板等均采用焊接连接形式，变形较大，公差很难保证，故而在制作、安装过程中需要采取相应的工艺措施进行严格控制。 1.设备的制作：a）塔体的分段，一般塔体高度很高，采取分段制作的手段必不可少。分段过程中尽量均匀、减少制作量、减小误差并利于下面的工序进行。b）要保证塔体的直线度就必须控制好每节筒节的圆度、直线度。卷圆过程中应应严格控制好每节筒节的纵向接头的对口错边量，使纵缝间隙保持一致，组焊后的棱角度、圆度、端面平行度、环向焊接接头的对口错边量必须严格按照工艺要求范围内进行。c）筒节组装成筒体时应按筒节的序号及上、下心线进行组装，每段筒体的筒节全部组装焊接、检验合格后在筒体外表面划出0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°共8条心线，检测每段塔体的直线度，并将8条心线

返至筒体内壁，以筒体下端面为基准，距下端面100 mm处的筒体内表面划出一条基准环线，以心线及基准环线作为划塔内支撑圈、接管开孔及分段口处用于现场组对的基准环线的基准。现场组对基准环线距下端面的理论距离为100mm。在各分段口处分别测量圆度、平面度及外圆周长并作好记录，以便进行现场调整组对。 2.塔内件的制作与安装：a)塔内件一般均采用焊接连接形式。此焊接至关重要，直接影响内件的顺利安装及工艺操作，故应严格按照焊接工艺卡和施工图纸的要求去施焊组装，塔体分段处留一层塔内件在塔体内不焊，现场合拢缝组对后再在塔内组装焊接。b）焊接完要进行焊渣清理。 3.塔器的预组装：塔体分别制造检验完毕后，在制造厂内按JB／T4710的规定进行无间隙预组装，对分段口处的超差圆度和总体直线度进行调整，预组装后的尺寸应满足图纸及相关标准的要求，预装检验合格后 每段塔体分段端口外表面处的0°、90°、180°、270°四条心线位置用白色油漆划出，并点焊现场组对定位工艺板，以便现场组对。 4.现场组对：a）塔体运至现场经复验合格后，将环缝从下至上一次进行空中组焊。b）检验基础是否满足安装要求，确定后把基础上表面清理干净。c）将裙座下段吊装到基础上，利用工艺垫铁进行主体找平、找正等相关工作。可采用经纬仪检查塔体的垂直度和其他要求。d）检验合格后做好检验记录，拧紧地脚螺栓、螺母，通过搭建的工装进行装配组对。e）采用经纬仪检查筒体的垂直度，利用钢尺检测塔体对口间隙和错边量，并复查管口方位。f）以上检测结果符合设计要求后点焊固定，焊缝的强度至少能够承受风载荷等其他外力。g）塔体周围应布置安全防护措施保

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 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 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；

大直径塔器裙座结构设计

大直径塔器裙座模板结构设计 摘要：本文以实例介绍大直径塔器裙座模板的结构和设计方法，提出了防止模板变形应采取的加强措施。 关键词：大直径塔器裙座模板结构设计 1.前言 塔器是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。一般塔设备的高径比较大，要承受地震、风、偏心以及内压等载荷，为保证塔设备的安全可靠运行，其安装基础非常重要，必须进行可靠、合理的设计。但目前国内外有关塔设备基础设计的文献较少，有的只是定性介绍[1]，有的虽然有定量的介绍[2]，但不全面，特别是针对大直径塔器的基础设计几乎没有。为此，本文以实例介绍一种较为完整的大直径塔设备裙座基础模板的设计方法。 2.裙座模板 塔设备的基础一般由三部分组成：模板、混凝土地基及地脚螺栓。混凝土地基由土建专业设计，地脚螺栓一部分埋入混凝土地基中，裙座支撑的塔设备要用地脚螺栓固定在地基上。而裙座模板在地基之上，起到固定地脚螺栓位置的作用。模板制造材料一般为Q235-A。 现在以某公司的DN6000塔器的裙座模板为例，介绍模板结构，请看图一。因为直径比较大，无法整体运输，所以分为两部分，相互采取螺栓连接结构。为了防止运输时变形，设置了支撑角钢。 截面Z-Z请看图二。每个地脚螺栓外均套有一根定距管，定距管为标准钢管。此外，每间隔三个地脚螺栓间有一块支撑板，它和定距管一起，对模板起加强作用。

图一 图二

图三 A-A截面请看图三。上下支撑角钢与上下模板焊接，相互之间采用支撑板连接，同时在支撑板和支撑角钢上面打孔，采用螺栓连接使两部分模板联为一体。 C-C截面请看图四。此图进一步表示出上下支撑角钢和支撑板的关系。 E-E截面请看图五。此图表示出上下支撑角钢和上下模板的连接关系。 图六是I处放大图，更清楚地表示出定距管与上下模板的连接结构。 图四

塔器设计时应具备那些知识点.doc

一、塔器的分类及用途 1.塔设备的作用： 2.塔器的分类:①按操作压力分②按单元操作分③按内件结构分：填料塔和 板式塔 3.填料塔的结构：①塔体②支座③人孔或手孔④吊柱及扶梯⑤操作平台 ⑥填料⑦除沫器，等等 4.板式塔的结构：①塔体②支座③人孔或手孔④吊柱及扶梯⑤操作平台⑥ 塔盘等。 5.填料塔使用场合：①分离程度要求高的情况②具有腐蚀性的物料的情况 ③容易发泡的物料的情况 6.板式塔使用场合：①液相负荷较小时②含固体颗粒，容易结垢，有结晶 的物料等。 二、填料塔 1.填料塔的特点： 2.填料分类：散装填料和规整填料 散装填料的分类：（1）环形填料（2）开孔环形填料（3）鞍形填料 （4）金属环矩鞍填料 规整填料分类：（1）丝网波纹填料（2）板波纹填料 填料的选用： 3.液体的分布器分类：（1）管式液体分布器：重力型和压力型（2）槽式液体 分布器（3）喷洒式液体分布器（4）盘式液体分布器 4.液体的分布器作用： 5.了解填料支撑的种类，结构 三、板式塔的种类 1、泡罩塔的结构 优点： 缺点： 2、浮阀塔的结构 优点： 缺点： 3、筛板塔的结构 优点： 缺点: 4、无降液管塔 5、导向筛板塔 6、斜喷型塔 四、板式塔的塔盘 1、板式塔的塔盘分类：溢流型和穿流型 2、板式塔的塔盘结构分类：①整块式塔盘：定距管式塔盘和重叠式塔盘 ②分块式塔盘 3、塔盘支撑结构种类，结构 五、塔设备的附件 1、除沫器的作用： 2、常用的除沫装置：丝网除沫器、折流板式除沫器、旋流板除沫器

3、吊柱的结构： 六、塔设备的计算 塔设备的各种载荷，计算中需要知道设计哪些载荷 塔设备标准的适用范围，什么样的设备，才算是塔设备 设计压力，设计温度如何考虑 材料的选择，负偏差，腐蚀裕量，最小厚度 1.了解塔设备的受力模型，塔设备受力模型的理论基础 地震受力模型 地震水平力如何计算， 地震垂直力如何计算；什么情况下考虑地震垂直作用力 地震弯矩如何计算 多质点的地震弯矩是如何叠加的 风载受力模型 风作用力的计算 风弯矩的计算 地震作用和风载作用是如何叠加的 2.塔设备强度计算包括哪些步骤 3.塔的固有周期，振型的概念是什么，又是如何参与到塔设备计算中的 七、塔设备零部件 1.裙座 1.1 裙座材料的选择，地脚螺栓的选择，许用应力的确定 1.2 裙座的类型，每种类型适用场合，每种结构有何要求 1.3 裙座与塔壳的连接形式，焊缝有和要求 1.4 排气孔，排气管和隔火圈的规格数量的确定 1.5 裙座上面引出管的结构如何设计 1.6检查孔规格，数量的确定 1.7地脚螺栓座的结构有哪些，每种结构尺寸如何确定的 2.塔壳 通常包括的元件有哪些，塔壳结构有哪些 3.静电接地板如何设置 4.地脚螺栓模板的用途，结构如何考虑 5.设置吊柱的目的（分段塔可不设置吊柱），结构尺寸的确定 6.塔设备吊耳如何选择，如何计算 八、设备法兰（专题讨论） 1）设备法兰的类型，以及各种类型的优缺点，各适用什么场合 2）设备法兰的标准号，在选用标准设备法兰需要注意什么 3）非标设备法兰如何计算，结构尺寸如何确定，怎样才算是最优设计 4）设备法兰材料有哪些，如何选择 5）设备法兰的制造，法兰的制造技术要求有哪些 九、螺栓和螺母， 1）螺栓材料选择，标准的选择，载荷计算

常用塔器制作安装施工方案

常用塔器制作安装施工方案

塔器制作安装施工方案: 我公司承建贵公司的塔器的制作安装工作，已进入施工准备阶段，根据目前现场基本条件和设计要求，特编制施工方案如下，请审议。工程概况：我公司主要负责现场制作安装项目，总重量为Kg，_--年月日止年月的工期日，塔内件为不锈钢和碳钢组合件。 一、现场制作安装基本程序 1、塔体下料和预制按照设计和设计标准进行下料。筒体料预制，预制前视管口位置对钢板进行排列。取筒体直径展开长度，加工艺留量下料，并单边开设30 坡口，预制的单片弧板应与筒体的弧度相同。 2.下料时应保证每块板的两边要平行，对角线相等。 3、安装正装工具对基础进行放线，检查对角螺栓的位置，用经纬仪测°量标高是否正确，用标高为依据调整基础的水平度，并打出基础基准十字线。所有塔器现场安装采用正装，由底座

逐步向上制作安装，采用每4-6 米为一段向上组对主筒体。在空中作业进行组对和焊接时，汽车吊作为主要的施工工具，现场施工的台塔用25 吨吊车将筒体吊之塔高20 米左右，然后再用50 吨吊车进行吊装工作，距塔顶10 米左右时用110 吨吊车进行起吊，施工临时工作平台与工位祥见附图。 二.吊装注意事项 在每段筒体制作完成后，用吊车把上部塔体吊装到下部塔体上，由于起重重量较大并且是高空作业，在吊装前应做好以下工作： a、对下部塔体的上口水平找正，以确保整个塔体的垂直度，并焊接导向板，使上部筒体正确就位。 b、下部塔体的上部搭焊临时平台其标高应低与腰缘1100mm 左右，宽度不小500mm 便与施焊。 c、吊耳，吊耳厚度不小于40mm，宽度应大于300mm，四点吊装，保证吊装安全。超过额定负荷不吊（必须吊的物件，经有关部门研究审批，采取有效措施，方可吊运）； d、信号不明，重量不明，光线暗淡不吊；

塔设备设计

塔设备设计 设计规范 塔设计规范如表。 表设计规范 规范标准号 《石油化工塔形设备设计规范》SH 3098-2011 《石油化工塔盘设备设计规范》SH 3088-1998 《石油化工钢制塔、容器现场组焊施工工艺标准》SH3524-1999 《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010 《建筑结构载荷规范》GB 50009-2001 设计要求 作为主要用于传质过程的塔设备，必须保证气液两相充分接触，以获得较高的传质效率；同时还应充分考虑设备的经济费用。为此，塔设备应满足以下基本要求： 1）气液两相充分接触，分离效率高； 2）生产能力大，即气液相处理量大； 3）操作弹性大，对气液相负荷波动具有较强的适应性，即能维持操作的稳定性，保持高的分离效率； 4）流体流动阻力小，流体通过塔设备的压降小； 5）结构简单可靠，材料耗用量少，制造安装容易，以降低设备投资，同时尽可能降低操作费用； 6）耐腐蚀和不易堵塞。 本厂有5个塔，我们对其进行了详细设计，并以精馏塔T201为例阐述详细

的计算和选型过程。 工艺参数设计 生产能力 根据Aspen模拟得到塔T201进料量为／h（泡点进料）,塔顶采出量为／h，塔底物料流量为／h。 操作参数 精馏塔T101操作参数如表。 表精馏塔T101操作参数 操作压力回流比进料状态理论板数进料位置 泡点进料301 物料衡算和能量衡算 （1）物料衡算 选取整个塔作为衡算系统，则其共有3股物料：进料、塔顶出料、塔底出料，故有 =+（单位：kmol / h）。 （2）能量衡算 同样选取整个塔作为衡算系统，则能量可分为两部分：加热负荷和冷却负荷。由Aspen 模拟结果可知，加热负荷为，冷凝负荷为。 基本结构设计 塔设备选型原则 气液传质分离用的最多的为塔式设备。它分为板式塔和填料塔两大类。板式塔和填料塔均可用作蒸馏、吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，根据具体

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

精馏塔及其主要附属设备设计论文

一、前言 精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法，是工业上应用最广的液体混合物分离操作，广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。 本设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算——物料衡算、操作线方程、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，辅助设备的选型，工艺流程图，主要设备的工艺条件图等内容。通过对精馏塔的运算，调试塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是否合理，换热器和泵及各种接管尺寸的选用是否正确，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。 二．设计任务书 1．设计题目 精馏塔及其主要附属设备设计 2．工艺条件 生产能力：25吨/小时（料液） 年工作日：300工作日 原料组成：34%的二硫化碳和66%的四氯化碳（摩尔分率，下同） 产品组成：馏出液 97%的二硫化碳，釜液5%的二硫化碳 操作压力：塔顶压强为常压 进料温度：58℃ 进料状况：饱和液体泡点进料 加热方式：直接蒸汽加热 塔型：板式塔 3．设计内容 1．确定精馏装置流程; 2．工艺参数的确定； 基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板效率，实际塔板数等。 3．主要设备的工艺尺寸计算； 板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。 4．流体力学计算； 流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。 5.主要附属设备设计计算及选型.

4.设计结果总汇 将精馏塔的工艺设计计算的结果列在精馏塔的工艺设计计算结果总 5.参考文献 列出在本次设计过程中所用到的文献名称、作者、出版社、出版日期。 三．精馏塔的设计计算 【主要基础数据】:

塔器设计计算要点

塔器设计要点 1.筒体分段原则: 1.1.计算自振周期和地震载荷时的计算分段 1.1.1.对于不等截面的塔(包括等直径不等厚或不等直径塔),在计算基本振型自振周期 和地震载荷时,将其视为多自由度体系(多质点),因此将塔沿高度分解为若干计算段,各段的质量可处理为作用在该段高度中以处的集中质量.考虑到足够高的计算精确度,宜将塔分为10个等高段. 1.1. 2.对于等直径等厚度的塔,计算自振周期无需分段,但在计算地震载荷时仍需将塔分 为若干等高段(10段为宜). 1.2.计算风载荷时塔的计算分段 1.2.1.对于等截面塔(等直径,等厚度),一般将距地面高度10m以下作第一计算段,其它 的计算段一般取每段小于或等于10m; 1.2.2. .对于不等截面的塔(不等直径,不等厚),宜按截面变化情况分段(即相同直径,相同 厚度为一段),当然也可取与自振同期地震载荷计算时相同段数. 1.3.壁厚分段 1.3.1对于塔壁厚取决于压力载荷(内压或外压),且为同一材料时,塔体(裙座除外)可取 同一厚度。但对满液操作的塔，需考虑液柱静压力。因此应根据不同高度处的计算压力决定是否采用同一厚度段。 1.3. 2.当塔壁厚是由风载荷或地震载荷控制时，由于风或地震载荷引起的弯矩随塔高 自上而下递增，因此从等强度及结构设计的合理性考虑，应将塔体分为自上而下逐段递增的厚度段。 其不同厚度段的划分原则如下： （1） 从制造、经济合理等因素考虑，不同壁厚段数不宜太多，以最多不超过5个壁厚段（不包括裙座） （2） 相邻段的壁厚不宜过大，碳钢和低碳钢塔体厚度差一般为2~4mm；不锈钢为1~2mm （3） 在保证强度和结构设计的前提下，同一壁厚段的长度宜控制在5~10m范围内，同时应尽量考虑钢板宽度规格，且是钢板宽度的整数倍。 （4） 有变径段（锥体）时，变径过渡段的锥壳厚度不得小于与其连接的上下圆筒的厚者。 2.裙座 2.1.当符合以下条件之一时，裙座应设与塔底封头（或筒体）材料相同的过渡短节。 （1）塔釜设计温度大于250℃或低于-20℃ （2）裙座筒体与塔釜封头相焊后，将影响塔釜材料性能（如不锈钢、铬钼钢、低温钢等） （3）过渡段的长度规定：当塔釜设计温度大于350℃或低于-20℃，过渡段长度是保温厚的4~6倍，且不小于500mm；当塔釜设计温度在-20℃~350℃之间时， 过渡段长度不小于300mm。

典型塔器设计与选型

1、概述 塔设备是化学工业、石油工业、石油化工等生产中最重要的设备之一。它可使气（汽）液或液液两相之间进行充分接触，达到相际传热及传质的目的。在塔设备中能进行的单元操作有：精馏、吸收、解吸，气体的增湿和冷却等。 在化工、石油化工及炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品质量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有重大的影响。 2、设计依据 3、设计原则 塔设备除了应满足特定的化工工艺条件（如温度、压力及腐蚀性）外，为了满足生产的需要还应达到下列要求： （1）生产能力大，即企业处理量大。 （2）高的传质、传热效率，即气液有充分的接触空间、接触时间和接触面积。 （3）操作稳定、操作弹性（最大负荷对最小负荷之比）大，即气液负荷有较大的波动时任能在较高的传质效率下进行稳定的操作，且塔设备应 能长期连续运转。 （4）流体流动的阻力小，即流体通过塔设备的压力降小，以达到节能降低操作费用的要求。 （5）结构简单可靠，材料耗用量小，制造安装容易，以达到降低设备投资的要求。 事实上，任何一个塔设备能同时达到上述的诸项要求是困难的，因此只能从生产需要积极经合理的要求出发，抓住主要矛盾进行设计。 4、塔结构尺寸的确定 塔设计依据于Aspen plus软件模拟结果。经灵敏度分析，得出最优塔板数和回流比，然后根据塔设计标准方法计算出各个塔径与塔高。 5、塔的分类与总体结构 （1）塔的分类 ①按操作压力分：加压塔、常压塔和减压塔； ②按单元操作分：精馏塔、吸收塔、解析塔、萃取塔等； ③按相际接触面的方式分:固定相界面和流动过程中形成相界面； ④按塔的内部结构分:板式塔和填料塔（最常用） a、板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体自塔底向上以鼓泡喷射的 形式穿过他盘上的液层，使两相密切接触，进行传质。两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。 b、填料塔中，塔内装填一定高度的填料。液体自塔顶沿填料表面向下流 动，作为连续相的气体自他爱地向上流动，与液体进行逆流传质。两相的组分浓度呈连续型变化。 （2）塔的总体结构 ①塔体：是塔设备的外壳。常见的塔体由等直径、等壁厚的圆筒及作为顶盖 和底盖的椭圆形封头所组成。除了满足工艺性条件下的强度外，还应校核风力、地震、偏心载荷所引起强度和刚度，以及水压试验、吊装、运输、开停工的情况。另外，对于塔体安装的不垂直度和弯曲度有一定的要求。 ②塔体支座：是塔体安放到基础上的连续部分，一般采用裙座。

塔设备机械设计

第一章绪论 1.1塔设备概述 塔设备是石油、化工、轻工等各工业生产中仅次与换热设备的常见设备。在上述各工业生产过程中，常常需要将原料中间产物或粗产品中的各个组成部分（称为组分）分离出来作为产品或作为进一步生产的精制原料，如石油的分离、粗酒精的提纯等。这些生产过程称为物质分离过程或物质传递过程，有时还伴有传热和化学反应过程。传质过程是化学工程中一个重要的基本过程，通常采用蒸馏、吸收、萃取。以及吸附、离子交换、干燥等方法。相对应的设备又可称为蒸馏塔、吸收塔、萃取塔等。 在塔设备中所进行的工艺过程虽然各不相同，但从传质的必要条件看，都要求在塔内有足够的时间和足够的空间进行接触，同时为提高传质效果，必须使物料的接触尽可能的密切，接触面积尽可能大。为此常在塔内设置各种结构形式的内件，以把气体和液体物料分散成许多细小的气泡和液滴。根据塔内的内件的不同，可将塔设备分为填料塔和板式塔。 在板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体自塔底向上以鼓泡喷射的形式穿过塔盘上的液层，使两相密切接触，进行传质。两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。 不论是填料塔还是板式塔，从设备设计角度看，其基本结构可以概括为： （1）塔体，包括圆筒、端盖和联接法兰等； （2）内件，指塔盘或填料及其支承装置； （3）支座，一般为裙式支座； （4）附件，包括人孔、进出料接管、各类仪表接管、

液体和气体的分配装置，以及塔外的扶梯、平台、保温层等。 塔体是塔设备的外壳。常见的塔体是由等直径、等壁厚的圆筒及上、下椭圆形封头所组成。随着装置的大型化，为了节省材料，也有用不等直径、不等壁厚的塔体。塔体除应满足工艺条件下的强度要求外，还应校核风力、地震、偏心等载荷作用下的强度和刚度，以及水压试验、吊装、运输、开停车情况下的强度和刚度。另外对塔体安装的不垂直度和弯曲度也有一定的要求。 支座是塔体的支承并与基础连接的部分，一般采用裙座。其高度视附属设备（如再沸器、泵等）及管道布置而定。它承受各种情况下的全塔重量，以及风力、地震等载荷，因此，应有足够的强度和刚度。 塔设备强度计算的主要的内容是塔体和支座的强度和刚度计算。 化工生产对塔设备的基本要求 塔设备设计除应满足工艺要求外，尚需考虑下列基本要求：（1）气、液处理量大，接触充分，效率高，流体流动阻力小。 （2）操作弹性大，即当塔的负荷变动大时，塔的操作仍然稳定，效率变化不大，且塔设备能长期稳定运行。 （3）结构简单可靠，制造安装容易，成本低。 （4）不易堵塞，易于操作、调试及检修。 1.2板式塔 板式塔具有物料处理量大，重量轻，清理检修方便，操作稳定性好等优点，且便于满足工艺上的特殊要求，如中间加热或或冷却、多段取出不同馏分、“液化气”较大等。但板式塔的结构复杂，成本较高。由于板式塔良好的操作的性能和成熟的使用经验，目前在化工生产的塔设备中，占有很大比例，广泛用于蒸馏、吸收等传质过程。 板式塔内部装有塔盘，塔体上有进料口、产品抽出口以及回

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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

典型塔设备设计

典型塔设备设计 1.1 塔设备设计依据 《压力容器》GB150-2011 《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG 21-2016 《化工设备基础设计规定》HG/T 20643-2012 《石油化工塔器设计规范》SH/T 3098-2011 《钢制化工容器结构设计规定》HG/T 20583-2011 《塔顶吊柱》G/T 21639-2005 《压力容器封头》GB/T 25198-2010 1.2 塔设备概述 石化行业是国民经济中能耗较高的产业部门，其能耗占工业能耗接近1/5，占全国总能耗的14%左右。在目前占有工业能耗接近五分之一的石化行业中，较大的能耗主要来源于化学原料及化学制品制造业能耗、石油天然气开采业能耗、石油加工、炼焦及核燃料加工业能耗、橡胶制品业能耗。而在化工生产中，分离的能耗占主要部分，其中尤以精馏塔在分离设备中占有最大比例，因此，塔设计的好坏与否，对于整个工厂的经济效益有着很重要的作用。 所以在本设计中，对MTBE合成裂解联合车间中第二甲醇回收塔进行详细设计。 1.3塔型选择 精馏塔主要有板式塔和填料塔两种，它们都可以用作蒸馏和吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，要根据具体情况选择。

表1-1 精馏塔主要类型及特点 类型选择时需要考虑多方面的因素，如物料性质、操作条件、塔设备的性能，以及塔的制造、安装、运转和维修等。对于真空精馏和常压精馏，通常填料塔塔效率优于板式塔，应优先考虑选用填料塔，其原因在于填料充分利用了塔内空间，提供的传质面积很大，使得汽液两相能够充分接触传质。而对于加压精馏，若没有特殊情况，一般不采用填料塔。这是因为填料塔的投资大，耐波动能力差。

常用塔器制作安装施工方案

塔器制作安装施工方案: 我公司承建贵公司的塔器的制作安装工作，已进入施工准备阶段，根据目前现场基本条件和设计要求，特编制施工方案如下，请审议。 工程概况：我公司主要负责现场制作安装项目，总重量为 Kg，_--年月日止年月的工期日，塔内件为不锈钢和碳钢组合件。 一、现场制作安装基本程序 1、塔体下料和预制按照设计和设计标准进行下料。筒体料预制，预制前视管口位置对钢板进行排列。取筒体直径展开长度，加工艺留量下料，并单边开设 30 坡口，预制的单片弧板应与筒体的弧度相同。 2.下料时应保证每块板的两边要平行，对角线相等。 3、安装正装工具对基础进行放线，检查对角螺栓的位置，用经纬仪测° 量标高是否正确，用标高为依据调整基础的水平度，并打出基础基准十字线。所有塔器现场安装采用正装，由底座逐步向上制作安装，采用每 4-6 米为一段向上组对主筒体。在空中作业进行组对和焊接时，汽车吊作为主要的施工工具，现场施工的台塔用25 吨吊车将筒体吊之塔高 20 米左右，然后再用 50 吨吊车进行吊装工作，距塔顶 10 米左右时用 110 吨吊车进行起吊，施工临时工作平台与工位祥见附图。

二.吊装注意事项 在每段筒体制作完成后，用吊车把上部塔体吊装到下部塔体上，由于起重重量较大并且是高空作业，在吊装前应做好以下工作： a、对下部塔体的上口水平找正，以确保整个塔体的垂直度，并焊接导向板，使上部筒体正确就位。 b、下部塔体的上部搭焊临时平台其标高应低与腰缘 1100mm 左右，宽度不小 500mm 便与施焊。 c、吊耳，吊耳厚度不小于 40mm，宽度应大于 300mm，四点吊装，保证吊装安全。超过额定负荷不吊（必须吊的物件，经有关部门研究审批，采取有效措施，方可吊运）； d、信号不明，重量不明，光线暗淡不吊； e、和附件捆缚不牢，不符合安全要求不吊； f、上站人或工件上浮放有活动物的不吊； 三。塔内件的制作与安装 1.塔内的填料支撑板、分布盘等塔内根据图纸要求在本公司厂内制作完成，运至施工现场，在基础座焊接完成后，利用卷扬机进行塔内件的安装，安装时严格按图施工，确保水平度及相对尺寸。 2.人孔、接管的开设与焊接作业程序焊接施工过程包括对口装配、施焊和检验等几个重要工序。每道工序符合要求后方可进行下道工序。多层多道焊时，每一层都需清理焊渣和自检，否则禁止下一层焊接。施工作业程序：见（下图）组对点焊返修清理焊接自检外观检查无损检测不合格验收技术记录注：*当需要时

常用塔器制作安装施工设计方案

塔器制作安装施工案: 我公司承建贵公司的塔器的制作安装工作，已进入施工准备阶段，根据目前现场基本条件和设计要求，特编制施工案如下，请审议。 工程概况：我公司主要负责现场制作安装项目，总重量为Kg，_--年月日止年月的工期日，塔件为不锈钢和碳钢组合件。 一、现场制作安装基本程序 1、塔体下料和预制按照设计和设计标准进行下料。筒体料预制，预制前视管口位置对钢板进行排列。取筒体直径展开长度，加工艺留量下料，并单边开设30 坡口，预制的单片弧板应与筒体的弧度相同。 2.下料时应保证每块板的两边要平行，对角线相等。 3、安装正装工具对基础进行放线，检查对角螺栓的位置，用经纬仪测° 量标高是否正确，用标高为依据调整基础的水平度，并打出基础基准十字线。所有塔器现场安装采用正装，由底座逐步向上制作安装，采用每4-6 米为一段向上组对主筒体。在空中作业进行组对和焊接时，汽车吊作为主要的施工工具，现场施工的台塔用25 吨吊车将筒体吊之塔高20 米左右，然后再用50 吨吊车进行吊装工作，距塔顶10 米左右时用110 吨吊车进行起吊，施工临时工作平台与工位祥见附图。 二.吊装注意事项 在每段筒体制作完成后，用吊车把上部塔体吊装到下部塔体上，由于起重重量较大并且是高空作业，在吊装前应做好以下工作： a、对下部塔体的上口水平找正，以确保整个塔体的垂直度，并焊接导向板，使上部筒体

正确就位。 b、下部塔体的上部搭焊临时平台其标高应低与腰缘1100mm 左右，宽度不小500mm 便与施焊。 c、吊耳，吊耳厚度不小于40mm，宽度应大于300mm，四点吊装，保证吊装安全。超过额定负荷不吊（必须吊的物件，经有关部门研究审批，采取有效措施，可吊运）； d、信号不明，重量不明，光线暗淡不吊； e、和附件捆缚不牢，不符合安全要求不吊； f、上站人或工件上浮放有活动物的不吊； 三。塔件的制作与安装 1.塔的填料支撑板、分布盘等塔根据图纸要求在本公司厂制作完成，运至施工现场，在基础座焊接完成后，利用卷扬机进行塔件的安装，安装时格按图施工，确保水平度及相对尺寸。 2.人、接管的开设与焊接作业程序焊接施工过程包括对口装配、施焊和检验等几个重要工序。每道工序符合要求后可进行下道工序。多层多道焊时，每一层都需清理焊渣和自检，否则禁止下一层焊接。施工作业程序：见（下图）组对点焊返修清理焊接自检外观检查无损检测不合格验收技术记录注：*当需要时 四．施工作业前的准备和要求 1. 焊件在组装前应将焊口表面及附近母材外壁每侧10-15mm 围的油、漆、垢、锈等清理干净，直至发出金属光泽。 2 .按图纸要求检查装配尺寸，焊缝一般应做到壁齐平，局部错边量基本可达到不大于3mm。 .3. 对接焊缝焊接外观成型美观，焊道均匀。

塔器设备设计要点分析 赵迎春

塔器设备设计要点分析赵迎春 发表时间：2018-01-14T15:57:51.350Z 来源：《基层建设》2017年第29期作者：赵迎春 [导读] 摘要：在化工设备中，塔器是不可或缺的组成单元，塔器设备结构的质量影响着化工产业的是整体运作。 四川空分设备（集团）有限责任公司 610600 摘要：在化工设备中，塔器是不可或缺的组成单元，塔器设备结构的质量影响着化工产业的是整体运作。塔器的内在结构较为复杂，其设计要从多方面考虑，其塔器的构造、其裙座的构造、各个组件的选材、具体的制造工艺等方面都对设计有着特定的要求，只有全方面的考虑塔器结构在各方面的要求，才能设计制造出满足化工产业生产的塔器，本文给出了塔器的结构图、技术参照表、设计制造所需要遵循的规范以及无损检测的具体要求，在此基础上，精细介绍了塔器设计的各个环节。 关键词：塔器设备；设计；探析 引言 为了化工产业更好的发展，需要生产出更多更好的，适用于化工设备的塔器设备。要对塔器设备进行设计，首要的就是参照各项有关规定，参考各项参数，进而需要进行一定的精度计算，计算设备的强度，然后选取材料，取材还需要进行多方面的考量，其考量的重点是质量。接下来完成结构方面的设计。最后，对于各个组件的连接进行优化，将设备连接好后，要进行细节的测验检查，本文依照上述思路，阐述了塔器设备的设计问题。 一、塔器设备结构图、技术参照表、设计制造所遵循的范围、无损检测 （一）塔器设备主要结构简图 （二）技术参数表 （三）设计制造所遵循的规范 本文关于塔器的设计参考了三个方面的设计规范，首先是TSG 21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》、NB/T47041-2014《塔式容器》以及GB/T150.1~GB/T150.4-2011《压力容器》。 （四）无损检测 参照有关标准对于A、B、D类焊接接头的合格级别进行检查，一般采用MT、RT的的方法进行检测。 二、塔器的设计 （一）塔器的划类与选材 设备类别的划分：参考《固定式压力容器安全技术监察规程》的各项要求，以及图中压力容器的类别将其以介质为分类条件进行分组。 针对设备的选材：参照《压力容器》中的要求，进行选材，选择Q345D为无缝钢管参照标准、Q345R为氮气介质参照标准、 35CrMoA为紧固件参照标准、16Mn Ⅲ为锻件参照标准，所有设备的选材，其化学成分必须要与标准相适应。对于壳体以及裙座的选材，应以Q345R为参照标准。裙座壳体也会在一定程度上受到压力的作用，其选材标准也不容降低。 （二）强度计算 强度计算首要的步骤就是要对塔器的稳定性进行计算，这就要使用到SW6。完成稳定性计算后，要对达不到校核的强度重新进行设计，再进行计算，直到所有的强度都满足条件后，可以对塔器强度的应力进行检查与标注。 （三）塔器的结构设计 一般塔器的底座都设计为筒形或者圆锥形，相较于圆锥形来说，筒形更为常见。然而，有三种情况，必须使用圆锥形而不能采用筒形设计，首先，要想塔器的结构稳定，需要保证地脚螺栓间距必须要满足要求，而如果间距过小，不能满足要求，这种情况下就要采用锥体结构，以扩大裙座底面。第二种必须采用锥体结构的情况是，D/H的数值过大，裙体的壳体截面有较大的惯性矩的需求，这时，筒状结构满足不了这一需求，就必须选用锥体结构。最后一种情况是设备有着比较大的载荷，而其基础面允许应压力却较小。除以上三种情况，塔器的底座都可以设计成筒状结构。 裙座壳与塔壳的连接一般采用对接或搭接型式。搭接安装方便，便于调整塔体的垂直度，但由于搭接焊缝受剪切力作用，在受温差应力或疲劳工况时，受力对搭接焊缝极为不利，因此该连接形式一般用于塔径较小或受力较小的塔器。 （四）封头与筒体的连接结构 堆焊是进行封头和筒体连接时候常常采用的方法，然而，这一方法却有着一定的弊端，如果简单以堆焊的方式连接封头和筒体，会对接下来的无损检测以及质检过程造成一定的麻烦。在进行工艺的过程中，不能对筒体进行盲目削边。 盲目的削边会使筒体的强度失去保证，薄弱的筒体会给塔体带来较大的安全隐患。需要削边的话，要采用先延长筒体的方法，在延长筒体的同时进行削边工作，筒体的强度以及厚度就都有保障了，为了更好的保护筒体的强度，削边时，应主要考虑削封头边。 （五）无损检测的要求 在设备检测中，无损检测是必须要进行的。根据GB/T150.4相关规定，确定无损检测比例。无损检测的方法由设计者根据检测方法的不同特点、被检设备的具体情况（如材质、结构、厚度、预计可能产生的缺陷类型等）选择适宜的无损检测发法。在塔器的检测中，要注意裙座与壳体连接的焊缝也要进行检测。 （六）热处理 在整体设备的构建中及设备制造完成之后，要对结构部件进行一定的热处理，用这种方法，可以有效的消除焊接后的整体应力。具体的工序如下：首先要对于所有的受压原件进行一定的预热，然后再进行焊接，在设备的焊接以及预焊件焊接工作完成后，进行热处理，完

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塔设备设计说明书 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

《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 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 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；

塔设备设计说明书

塔设备设计说明书 概述 塔设备的设计和选型是建立在对循环吸收工段、精制工段流程的模拟、优化的基础上。在满足工艺要求的条件下，考虑设备的固定投资费用和操作费用，进行进一步模拟计算、设计和选型。设计主要包括工艺参数设计、基本参数设计和机械设计。工艺参数设计对该塔的生产能力、分离效果、物料和能量等操作参数作了设计；基本参数设计部分完成了塔设备的选型、填料的选型和参数设计塔板负荷性能校核等内容的设计；机械工程设计部分设计内容为塔设备的材质壁厚、封头、开口和支座地基等，同时对塔的机械性能做了校核。 我们完成了对全厂2 座塔设备的工艺参数设计、基本参数设计和机械设计，并选取其中最有代表性的二氧化碳吸收塔给出了详细的计算和选型说明。详细的设备装配图见工艺设计施工图。 烟道气吸收塔设计说明书 第1 部分概要 烟道气吸收塔是吸收的关键设备之一，其作用是贫液吸收烟道气中的二氧化碳，从而达到使二氧化碳从烟道气中分离的目的。塔的吸收能力直接影响到二氧化碳的回收率。吸收塔的设计应符合一下塔设备的基本要求： 1生产能力大，即气液处理量大； 2分离效率高，即气液相能充分接触； 3 适应能力及操作弹性大，即对各种物料性质的适应性强并且在负荷波 动时能维持操作稳定，保持较高的分离效率； 4流体流动阻力小，即气相通过每层塔板或单位高度填料层的压降小； 5 结构简单可靠，材料耗用量少，制造安装容易，以降低设备投资； 设计说明书包括工艺参数设计、基本结构设计和机械工程设计三部分。工

艺参数设计对该塔的生产能力、吸收效果、物料和能量等操作参数作了设计；基 本参数设计部分完成了塔设备的选型、填料的选型和参数设计、塔板负荷性能校 核等内容的设计；机械工程设计部分设计内容为塔设备的材质壁厚、封头、开口 和支座地基等，同时对塔的机械性能做了校核。 第2 部分工艺参数设计 2.1 生产能力 项目年产十万吨二氧化碳，根据物料横算，气体进料量为7119.88kg/h ，液体进料量为294619kg/h ，塔顶物流量为54990.8kg/h ，塔底物流量为309748Kg/h 。 2.2 吸收要求 二氧化碳的吸收率%7.99 。 2.3 操作参数 第 3 部分基本结构设计 3.1 设备选型 3.1.1 塔设备选型 气液传质分离用得最多的为塔式设备。它可以分为板式塔和填料塔两大类。板式塔和填料塔均可用作蒸馏、吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，要根据具体情况进行选择。 (1)填料塔和板式塔的比较： 1 填料塔是连续式的气液传质设备，两相间呈连续逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈连续变化；板式塔中气液两相间逐层逆流接触进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈阶梯式变化； 2 板式塔处理能力较大；填料塔的处理能力相对较小，塔径小于 1 米时，使用填料塔较合适，塔径较大时，填料塔容易产生偏流问题，影像传质； 3 板式塔和填料塔的压力降都不大，填料塔的压降要小于板式塔； 4 两种塔的操作弹性相当。当气液相流量在一定范围内波动时，仍能保持正常操作和具有较高的传质效率； 5 板式塔结构简单，设备成本较高，便于制造、安装和维修；填料塔设备成本较高，填料结构复杂，不适合处理污浊、含尘、含有固体颗粒及易结垢物料； 6 填料塔的分离效果好于板式塔，当分离要求较高时，填料塔较为合适，高腐蚀性的物料精馏，宜选填料塔。 (2)体系特点： 1 处理量大，单套装置年产二氧化碳10万吨，处理的烟道气中还含有大部分的N 2,H 2O,O 2.吸收的贫液含有大量的水，物流量大。 2 物料吸收二氧化碳后带有较强的腐蚀性。 3 分离要求高，要求回收99.7%的二氧化碳。 操作压力（bar ） 理论塔板数 操作温度 加料位置 进料物流量 2 8 47 塔顶和塔底 2