课程设计(填料塔)

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《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

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