制氢装置工艺水脱气塔设计+CAD图纸(2)
4.4.1载荷分析 15
4.4.2工况及危险截面分析 16
4.5塔的质量计算 17
4.6塔的基本自振周期计算 19
4.7地震弯矩和地震载荷计算 20
4.8风载荷和弯矩计算 22
4.9圆筒轴向应力校核 26
4.9.1圆筒轴向应力 26
4.9.2圆筒强度稳定校核 26
4.10支座强度及稳定性校核 27
4.11开孔补强计算 30
4.11.1塔顶气相出口处的补强 30
4.11.2筒体人孔处接管的补强 33
4.11.3料液进管的补强 35
5 脱气塔内件的选取 39
5.1填料的选取 39
5.1.1填料的选取 39
5.1.2填料尺寸的确定 39
5.2液体分布装置 40
5.3填料的压紧和限位装置 41
5.4填料支撑装置 42
5.5液体收集再分布器 42
5.6除雾沫装置 43
设计小结 44
致 谢 45
参考文献 46
附 录 47
1 概述
1.1 塔设备概论
塔设备是化工、石油化工和炼油、医药、环境保护等工业部门的一种重要的单元操作设备。它的作用是实现气（汽）——液相或液——液相之间的充分接触，从而达到相际间进行传质及传热的目的。可在塔设备中完成的常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。
塔设备应用面广、量大，其设备投资费用占整个工艺设备费用的比例较大。在化工或炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额以及三废处理和环境保护等方面都有重大的影响。因此，塔设备的设计和研究受到化工、炼油行业的极大重视。
为了使塔设备能更有效、更经济地运行，除了要求它满足特定的工艺条件外，还应满足以下要求[1]：
1.气液两相充分接触，相际间传热面积大；
2.生产能力大，即气液处理量大；
3.操作稳定，操作弹性大；
4.阻力小，即压降小；
5.结构简单，制造、安装、文修方便，设备的投资及操作费用低；
6.耐腐蚀，不易堵塞。
塔设备的分类：
1.按操作压力分有加压塔、常压塔及减压塔；
2.按单元操作分有精馏塔、吸收塔、介吸塔、萃取塔、反应塔、干燥塔等；
3.按内件结构分有填料塔、板式塔。
1.2常压塔的主要结构
在塔设备的类别中，由于目前工业上应用最广泛的是填料塔及板式塔，所以主要考虑这两种类别。
填料塔为一直立式圆筒，内有填料置于靠近筒底部的支承板上。气体从底部被送入，液体在塔顶经过分布器被淋洒到填料层的表面上。液体在填料层中有趋向塔壁流动的趋势，故填料层较高时常将其分成数段，两段之间设液体再分布器。液体在填料表面分散成薄膜，经填料间的缝隙下流，亦可能成液滴落下。填料层的润湿表面就成为气、液接触的传质表面。两相的组成沿塔高连续改变[2]。
填料塔内件包括气体及液体分布器、液体收集器及再分布器、除雾器、液体出口消旋器、填料压板及床层限制器、填料支撑装置等。一个成功的填料塔设计，除了采用高效填料外，还必须具有结构合理的塔内件与之相匹配，才能发挥填料塔的整体性能[3]。