课程设计(填料塔)

《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：

2013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；

（2）根据化工工艺计算，确定填料高度；

（3）根据介质、工艺的不同，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 塔设备结构草图（A3坐标纸）

2.4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，2011.

[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] GB150.1~4-2011.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

设计说明书中公式、内容等应明确文献出处;装配图上应写明引用标准号。5、设计成果

1、提交设计说明书一份。

2、提交塔设备装配图一张(A1)。

（填料塔设计例题）二. 设计参数与结构简图

1、设计参数

精馏塔设计的工艺条件由化工原理课程设计计算而得。

工作温度°C：120 设计温度°C：150 工作压力MPa：0.1 设计压力MPa：0.11 塔体内径mm：1800 填料高度m：17 介质：对氯甲苯-邻氯甲苯混合物

2、结构简图（根据自己的设计题手画）

图1 塔结构简图

三. 填料塔的总体设计及结构设计

1、根据《化工原理》课程设计，确定精馏塔设备的型式。

本设计的精馏塔型式为填料塔

2、根据化工工艺计算，确定填料高度

由化工工艺计算填料高度为17m.

3、根据介质条件的不同，拟定管口方位。

图2支座与管口方位图

4、结构设计，设备法兰的型式及尺寸选用，管法兰等零部件选型。

1）零部件材料的选取

根据塔工艺条件（介质的腐蚀性、设计压力、设计温度）、材料的焊接性能、零件的制造工艺及经济合理性进行选材：

塔体：Q345R 封头：Q345R

接管：20 塔盘、底座：Q235-B

容器法兰：Q345R 管法兰：16MnII

（材料的许用应力按照《化工设备机械基础》表8-6~8-11查并列表）

（MPa）材料许用应力[]t

Q345R(16MnR) 189

Q235-B 108

16MnII 167

20 140

2）填料支承结构

填料支承装置要有足够的自由载面，能使气液顺利通过。一般取大于塔载面的50%，且大于填料的自由载面。要有足够的强度和刚度支承填料和拦液重量。并对压力，温度波动和机械振动有足够的承受能力

本设计填料支承结构采用分块式栅板的结构。结构尺寸如下：

具体结构及尺寸的选取参考课件选取

3）液体再分布器的选取

填料塔中，液体流径填料时，有流向器壁造成“壁流”的趋势，严重时可使塔中心的填料不能被润湿而成“干锥”。因此，将填料分段填装层间设置液体再分布器。

液体再分布器选取分配锥，分配锥主要尺寸：

液体再分配器参考图所示的分配锥，设计尺寸参考表5-7

4）工艺接管

接管的选取根据介质流量，参照GB12771-91，接管的选取如下表：

进料管的结构设计是根据进口物料状态（液态、气态或汽液混合）而选取不同的结构。液体进料管选直进料管 。

结构图5-33和图5-34，结构尺寸可参考表5-8和表5-9选取。 名称 进料管 塔顶回流管 塔底出料管 塔顶蒸汽管 再沸器回流管

公称直径（mm ）

80

80 80 450 500

5）压力容器法兰和接管法兰

压力容器法兰的选取按照《化工设备机械基础》选JB/T4700～4707-2000标准。（按照《化工设备机械基础》（p292）写出选取过程）

设计条件：

工作温度°C：120 设计温度°C：150

工作压力MPa：0.1 设计压力MPa：0.11

塔体内径mm：1800 介质：对氯甲苯-邻氯甲苯混合物（a）法兰类型DN=1800，p=0.11MPa，表10-1选甲型平焊；

（b）p=0.11MPa，t=150℃，查表10-10

材料为16MnR，定PN=0.25MPa，150℃时

允许[p]=0.25MPa>p，所以PN=0.25MPa。

（c）确定结构尺寸（p283）。

（d）法兰标记

法兰－RF 1800－0.25 JB/T4701-2000

容器选取结果如下表：

管法兰选取结果汇总：

6）法兰密封垫片的选取

法兰密封垫片的选取参照《化工设备机械基础》表10-15

法兰密封垫片选非金属软垫片PN=0.25MPa （JB/T4704-2000）P294

垫片1800-0.25 JB/T4704-2000

7）裙座选取

裙座的选取参考《化工设备机械基础》图17-34 、参考图及课件确定裙座各