第7章塔设备Word文档下载推荐.docx

1、工艺设计-计算理论塔板数；选择塔板效率并确定实际塔板数；选取板间距并初步确定塔高；计算塔径（或空塔气速）；进行流体力学验算； 7-2填料塔填料塔是连续式的气液传质设备，气液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并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈 阶梯式变化。在结构上，填料塔主要优点：（1） 结构简单，压力降小（2） 便于处理腐蚀性物料（填料一般由耐蚀材料制成）、易起泡沫的物料（气体不 是以发泡的形式通过液层，而且填料对气泡有破碎作用）及真空操作（气液阻力降小） 缺点：（1）体极大、重量大（2） 传质效率较低，操作稳定

2、性较差（3） 不适于处理污浊液体、含尘气体、含有固体颗粒及容易结垢的物料填料塔总体结构（图7-1）一、填料2.填料支承装置基本要求：（1）具有足够的强度和刚度（2） 具有足够的自由截面积（3） 结构简单，便于安装，能耐介质腐蚀1、栅板（1） 栅板的结构注意：栅条的间距不能过小，否则会使栅板自由截面积过小，而且填料会堵塞栅条间的气体 通道，使气体压力降增人。（2） 栅板的强度计算（了解）P=Pp+Pl NPp=9.8HLtYP N乱堆填料：PL=343HLtYi.X10j N幺纟网填料：PL=049HLtYLX10j NW = -（S-C）（h-C）262、体喷射式支承板优点：气体和液体通过不同

3、通道流动，可减小气液流动的阻力（1） 驼峰式气体喷射式支承板（2） 钟罩型气体喷射式支承板三、液体分布装置（1）结构简单，制造、安装、维修方便（2） 不需很人的液体压头即能均匀分散液体，液体通道不易堵塞（3） 满足喷淋点数的要求送液能力：L =彳dj2g/? （其中 0 = 0.6 0.62）（一）喷洒型1、多孔直管式布液器结构简单缺点：液体分布均匀性较差；液体不清洁时，小孔容易堵塞：*2、多孔排管式布液器喷淋面枳大且均匀操作弹性小；要求压力稳定；3、多孔坏管式布液器结构简单，制造、安装方便喷淋面积小，不够均匀：要求液体均匀，否则小孔容易堵塞4、 筛孔盘式布液器气体截面积小，阻力人，操作弹性小

4、5、 莲蓬头式布液器结构简单，安装、拆卸方便小孔易堵塞；雾沫夹带严重；流量或压力改变时，液体分布状况会产生较人改变莲蓬头直径：d=（0.20.3）DN喷洒半角：a W40。L =冷n（/）j2gh（其中 0 = 0.82 0.85）小孔数目：ii=i+iii+2111+3 ni+ +m 11） （m为第一圈圆周上的孔数）安装高度：h=（0.5l）DN（二） 溢流型喷洒型液体分布装置的局限性：（1） 液体需要有一定的压力才能喷洒。（2） 孔眼容易堵塞。（3） 当塔径较人时液体分布的均匀性较差。因此，对直径较大的填料塔，多采用溢流型液体分布装置。L = -b/h（其中（/ = 0.6）1、 流盘式

5、布液器2、 溢流槽式布液器（三） 冲击型布液器1、 反射板式布液器2、 宝塔式布液器四、液体再分布装置作用：防止壁流：防止“干锥”的出现；对液体进行重新分布;1、 分配锥2、 槽式液体再分布器3、 多孔盘式液体再分布器4、 斜板复合式液体再分布器 7-3板式塔1.总体结构板式塔的优点：效率高、处理量人、重量轻、便于维修 板式塔的缺点：结构较复杂、阻力降较人主体部分：塔体、裙座降液管.溢流堰、紧固件、支持件、除沫器等 人孔、手孔、物料进出口接管、仪表用接管等附件：吊柱、保温圈、扶梯、平台等泡罩塔 浮阀塔导向筛板塔 斜喷型塔2.板式塔类型（一）泡罩塔 优点:1、 操作弹性人，在气.液负荷波动较人时

6、仍能保持较恒定的塔板效率。2、 对物料适应性强，塔板不易堵塞。缺点:1、 结构复杂，金属耗量大，造价高，安装和维修不方便。2、 气体压力降人，雾沫夹带较严重，因此限制了气速的提高，生产能力不人。3、 不好操作，液体或蒸汽流量很小时，会形成气液接触不良或蒸汽流动的脉动；反之会形 成雾沫夹带、液泛等。（二）浮阀塔1、 结构紧凑，生产能力大。2、 蒸汽以水平方向吹入液层，阻力小，气液接触时间长且接触状况良好，故雾沫夹带少, 塔板效率高。3、 浮阀可根据气量犬小上下浮动，操作弹性人。4、 浮阀结构简单，安装容易，造价较低。在结构、生产能力、塔板效率等方面不及筛板塔，有待进一步的改进。（三） 筛板塔1、

7、 结构简单，制造容易，造价低。2、 塔板效率较高，生产能力大。3、 对物料的适应性强，不易堵塞。1、 操作弹性小，需保持较稳定的气、液流速。2、 小孔径筛板易堵塞，不适宜处理脏的、粘性大的和带固体颗粒的料液。（四） 穿流式栅板塔1、 无溢流和降液装置，结构简单，安装和维修方便。2、 塔板上的开孔有效面积大，开孔率大，故生产能力大。3、 气、液流动的压力降小，适用于真空蒸馆。4、 孔道不易堵塞，对物料的适应性强。1、 操作弹性小。2、 塔板效率低。（五） 斜喷型塔1、 舌形塔是喷射型塔，气体喷出的方向和液体流动的方向一致，可充分利用气体动能促进 气液两相间的接触，提高传质效率。2、 气体不必通过

8、较深的液层，压力降小，雾沫夹带小，可采用较人气速，故生产能力高。3、 结构简单，安装、维修方便。1、 液体被气体冲至塔壁落入降液管，带有人量泡沫，气相夹带严重，塔板效率低。2、 固定舌形塔操作弹性小，气流量小时易漏液；浮动舌形塔浮舌易损坏。三、板式塔塔盘结构（一）塔盘塔盘设计要求：（1） 有一定的强度和刚度以承载和维持水平（2） 塔盘和塔壁之间应保证一定的密封性以避免气液短路（3） 便于制造、安装和维修（4） 制造成本低按气液两相流动方式分：溢流式（错流式）：操作弹性人穿流式（逆流式）：生产能力人按塔径大小分整块式：700111111分块式：D 700nmi任选：D=700800mm小+ 彗冉

9、垢丿自身粱式塔盘板槽式通道板的上下均可拆纟齣 塔盘连接的上可拆结构（3）塔盘紧固科塔盘连接的上、下均可拆结构 塔盘板与支持件的上硼结构塔盘连接的楔形紧固科结构补充：塔盘板及支撑梁的强度和刚度计算（1）塔盘板简化为周边简支的矩形薄板，承受均布载荷（包括塔盘板的自重和塔盘板上物料的重量）a.强度计算取 o =max o x, o y）要求：O O操作时：o =0.65 350C时，短节长度取为保温层厚度的四倍，且不小于500mm。 操作温度t=0350C时，短节长度取为250、300 mm。三、吊柱1、 吊柱的作用2、 吊柱的结构3、吊柱的选用 7-5塔设备的强度计算一、塔设备的自振周期塔设备的振

10、动属多质点体系的振动，具有多个自由度，可出现多种振型，由于塔设备的刚度较人，通常只考虑第一振型。7； =0.102.11 V EJT、 1.79 /= 6 0.2851、等截面塔的自振周期 2、变截面塔的自振周期丁 = 2彳纭丐才扫廿驴（訝此公式只能计算第一振型的自振周期，第二振型自振周期可根据T：= Ti/6计算塔任意段的水平位移和塔顶位移的关系:n二、塔的载荷分析（一）质量载荷设备操作时的质量：1110= + 11102 + 11103+ 11104 11105+ ma+ ill c设备水压试验时的最人质量：inmax= 11101+ 11102 + 11103+ m04+ lHw+ 11

11、1 a+ ill e设备停工检修时的最小质量：m mjn= 11101+ 0.211102 + 11103+ 11104 + ill a其中：mo】一设备壳体（包扌舌裙座）质量11102设备内件质量mo3设备保温材料质量口如一设备上平台、扶梯质量nio5设备内物料质屋mj设备上人孔、接管、法兰等附件质量mw设备内充水质量111 e偏心质量 0.2 11102是考虑停工检修时壳体上的内件质量，如塔盘支持圈、降液管等质量载荷使塔的各个截面产生轴向压应力不同截面、不同工作状况（操作或非操作）的载荷不同质量（-）偏心载荷ME=9.8mc.eMe偏心质量e偏心距（三） 风载荷1、水平风力的计算计算风速V

12、。I基本风压qo= P V02/2各段风压qo水平风力PlK Kf； qolQei2、风弯矩的计算M驚=碍+即+观+厶+号）+ + P,H +叽+ 1久=卢等截面塔： ”*=1m = %!hH3、地震弯矩的计算对于等截面塔：MEi-=35/16 Cz a iingH2当H/D15或塔设备的高度人于等于2 0m时，需考虑高振型的影响，采用简化计算方法:Meli=1.25 Mei14最人弯矩:max = max+ M EM&.+0.25%+Mg水压试验时:M“ = 03Mw+M三、筒体的强度及稳定性校核（一）各种载荷引起的轴向应力6亠4耳1、 设计压力引起的轴向应力：2、 质量载荷引起的轴向应力：

13、_ 9.8加/土仟厂丽-3、最大弯距引起的轴向应力:/-/max（-）最人组合应力的计算及校核（1）最人组合拉应力。Lmax= 1-2+ 3K O l （2）最人组合压应力Ymax= 0 1+ 2+ 仃四、裙座的强度及稳定性校核1、 裙座圈的计算一一应力校核2、 基础坏的计算一一厚度计算3、 地脚螺栓的计算一一直径计算4、 裙座圈与筒体焊缝的计算一一应力校核7-6塔设备的振动戒么 风载荷振动一振动方向与风向平行，用静力法计算塔设备的振动1风的诱导振动一振动方向与风向垂直，用流体力学方法计算一、风的诱导振动1、卡曼涡街（1） 卡曼涡街的形成原因：风绕流圆柱体迎风侧（加速降压），背风侧（减速升压）边界层流体质点受粘性摩擦力作用背风侧边界层增厚流体主流绕流形成漩涡卡曼涡街（2） 形成卡曼涡街的条件亚临界区；超临界区；2、 升力 Fl=Cl P v2A/23、 风诱导振动频率Sr=f；D/v300WReW2Xl（）5时：Si=0.2艮3.5X106时：Sr=0.27若 S1-0.2则:t=S冷= 0.2*临界风速一塔共振时的风速vCn=5 f；nD=5D/Tcn塔第一振型临界风速：Vc】=5aD=5D/Tci当VVc寸，塔不会发生共振当时，塔将发生共振，需进行共振时的强度计算二、塔设备的防振防振措施：（1）增大塔的自振频率（2） 采用扰流装置（3） 增加塔的阻尼