合成氨原料气脱碳及再生工艺设计论文

故需要加压板，塑料填料选用固定式压板，压板的开孔面积等于填料的孔 率?，则 S??R2??3.14?0.82?0.927?1.86m2 开孔的缝隙取填料直径的0.6，则

dn?0.6dP?0.6?0.05?0.03m ④支撑板的选取

支撑板的开孔面积为填料的孔隙率，为1.86m2，这里取100%塔截面。 ⑤液体分布器

这里选用盘式分布器，盘上开有d0?8mm的小孔和直径小于15mm的溢流管，发布盘直径为塔直径的0.6，则DC?0.6D?0.6?1.6?0.96m 盘中的液面高度为塔径的1/6，则HC?开孔数 n?11D??1.6?0.3m 66L1184.2??1511236个 220.785?do2gHC0.785?0.0082?9.81?0.3⑥喷射器的设计 1)喷嘴的个数

n?

L1

，式中Li为每个喷射器的溶液量，这里取110m3/h，则 Li

n?184.2?2个 1102)喷嘴孔径

di?L1,S0.785?wi/n，式中wi为喷嘴处的流速，通常wi?18~25m/s，这里

取22m/s，则 di?0.42?2?0.077m

0.785?223)喷嘴入口收缩管长

d?dLS?Li，式中?1为喷射入口收缩角，?1取14?

?2tan120.188?0.077则 LS??0.45m

142?tan2

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取喷嘴喉管长30mm，则喷嘴管总长为

L?LS?L0?0.45?0.03?0.48m

4)裙座高度的选择

对于该塔，裙座体材料采用16MnR，高度为3m，厚度为30mm，并开设人孔，顶部有50mm的排气孔，在底部开设排液孔。裙座上端与塔体的底封头焊接，下端与基础环、筋板焊接。

4.3.6塔体的强度校核

①水压试验

16MnR屈服极限为?S?325MPa，则

0.9??S?0.9?0.85?325?248.6MPa

试验压力 PT?1.25P???t????1.25?1.4?1?1.75MPa

P1.75??1600?8.12?T?Di??e??T???173.29MPa?248.6MPa

2?e2?8.12 则水压试验合格。 ②封头设计

封头厚度取筒体厚度??10mm，直边高度取40mm。取长短轴比值为2的椭

11600?400mm， 圆封头，则短轴高 h??22 封头的最大允许工作压力 ?PW??2?????ekDi?0.5?et?2?163?0.85?8.12?1.42MPa?1.4MPa

1?1600?0.5?8.12 则封头的设计合格。 ③塔设备的各种载荷计算 1)塔体的质量载荷 a塔体和裙座的质量

查表可知，对于1.6m的塔径，壁厚10mm，1m高的筒节钢板的质量为1080kg；经塔估算可得塔高为26.94m，故塔体和裙座的质量为 m1?1080?26.94?29095.2kg b内件的质量

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查表可知，塔内件的质量为70kg/m2，塔体截面积

S??R2?3.14?0.82?2.0m2

则内件的质量 m2?70?2.0?3?420kg c平台扶梯的质量

查表可知，平台的质量为150kg/m2，按2.5m2算平台的质量 m3?150?2.5?4?1500kg

查表可知，扶梯的质量为40kg/m，则扶梯的质量

m4?40?17.24?689.6kg

d填料的质量

查表可知，聚丙烯阶梯环的堆积密度为??54.8kg/m3， 填料的体积 V??R2Z?3.14?0.8213.47?27.1m3 则填料的质量 m5?54.8?27.1?1483.4kg 操作过程的溶液质量 m6?156000kg 其它构件的质量按5000kg算

?设备操作时的总质量

m?m1?m2?m3?m4?m5?m6?m7

?29095.2?420?1500?689.6?1483.4?156000?5000

?194188.2kg

2)风载荷和风弯矩的校核 a风载荷

?6风载荷的计算公式：P ?KKqfLD?101120iiei由于塔高超过10m,故需分两段计算,第一段取底下L1?10m段。查表可知，平顶山的基本风压q0?400N/m3，风压高度变化系数f1?1.00，对于圆柱体直立设备，体型系数K1?0.7，对于塔高小于20m时，塔设备各计算段的风振参数

K2?1.7笼式扶梯的当量宽度K3?400mm，操作平台的当量宽度K4?600mm，

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则塔设备的有效直径

Dei?Di?2?d?K3?K4?1600?2?10?400?600?2620mm

则下段的风载荷

?6?6 P?KKqfLD?10?0.7?1.7?400?1?10000?2620?10112011ei?1.25?104N/m2

第二段取上部L2?10m段，查表可知，风压高度变化系数f2?1.23，则上段风载荷

?6P?0.7?1.7?400?1.23?16940?2620?10?6 2?K1K2q0f2L2Dei?10?2.6?104N/m2

b风弯矩 MW?P1L1L?1016.94????P2?L1?2??1.25?104??2.6?104??10?? 2222?????2.83?105N/m

3)地震载荷

平顶山的地震裂度为7级以下，故只考虑水平方向的振动，

H23.94?14.96?15可知不用考虑高振型的影响。 由?D1.63基本振型的水平地震力为Fi?CZ?i?img，

2对于圆筒直立设备综合影响系数CZ?0.5， 地震影响系数按7级算?i?0.23， 基本振型参与系数?i?1，则水平地震力为

3Fi??0.5?0.23?1?194188.2?9.81?328610.13N

2 自震周期，查表可知塔材料的弹性模量E?191?103MPa，则

T?90.33H?2.2s

mH194188.2?26940?3?10?90.33?26940??10?3 333E?eDi191?10?8.12?1600 其惯性钜

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