脱硫塔的设计计算

5. 设备计算及选型
    选塔体材料为Q235-B
5.1 脱硫塔的设计计算
    脱硫吸收塔采用填料塔,填料为50×30×1.5聚丙烯鲍尔环,公称直径为    50cm,空隙率为ε=0.927,比表面积为α=114.m2/m3,采用乱堆的方式。
5.1.1 塔径计算
泛点气速
泛点气速是填料塔操作气速上限,填料塔的操作空塔气速必须小于泛点气速,操作空塔气速与泛点气速之比称为泛点率。
对于散装填料,其泛点率的经验值为  u/uF=0.5 ~ 0.85
填料的泛点气速可由贝恩 — 霍根关联式计算:
式中  uF—— 泛点气速,m/s ;
      g —— 重力加速度,9.81m/s2
      —— 填料总比表面积,m2/m3
      ε —— 填料层空隙率,m3/m3
      ρg ρL —— 气相、液相密度,kg/m3
μ —— 液体粘度,mPa·Sμ=0.837 mPa·S
      LG —— 液相、气相的质量流量,kg/h ;
      A、K —— 关联常数,与填料的形状及材料有关。查下表得出A=0.204,K=1.75。
3.2.1不同类型填料的AK
散装填料类型
A
K
规整填料类型
A
K
塑料鲍尔环
0.0942
1.75
金属阶梯环
0.106
1.75
金属鲍尔环
0.1
1.75
瓷矩鞍
喷淋吸收塔
0.176
1.75
塑料阶梯环
0.204
1.75
金属环矩鞍
0.06225
1.75
其中,
                       
因此,
所以
取泛点率为0.5,则
根据操作态的每小时气体处理量算出塔径D,m
       
    式中:D——吸收塔直径,m;
        VS——气体的体积流量,m3/s
D=
圆整后D取4.3m
  壁厚的计算
  Q235-B当在3-4mm的范围内时,操作压力,设计压力为:, 选取双面焊无损检测的比例为全部,所以
计算壁厚:    ,取
所以圆整后取.
5.4强度校核
    求水压试验时的应力。因为Q235-B的屈服极限,所以,  ,              ,
                     
  水压试验满足要求。
4.6封头的设计
封头又称端盖,按其形状可分为凸形封头、锥形封头和平板型封头3类。其中凸形封头包括半球形封头、椭圆形封头、蝶形封头和球冠形封头。锥形封头分为无折边与折边两种。平板封头根据它与筒体连接方式不同也有多种结构。
4.6.1封头的选择
从工艺操作 考虑,对封头形状无特殊要求。球冠形封头、平板封头都存在较大的边缘应力,且采用平板封头厚度较大,故不宜采用。理论上应对各种凸形封头进行计算、比较后,再确定封头形状。但由定性分析可知:半球形封头受力最好,壁厚最薄,但深度大,制造较难,中、低压小设备不宜采用;碟形封头的深度可通过过渡半径r加以调节,但由于碟形封头母线曲率不连续,存在局部应力,故受力不如椭圆形封头;标准椭圆形封头制造比较容易,受力状况比碟形封头好,故可采用标准椭圆形封头。
4.6.2封头材料的选择
封头材料的选择:Q235-B
4.6.3 封头的高
 
  因为长轴:短轴=2 即:          所以
  其中 ——吸收塔的内径
          ——封头的高
 
直边高度为:                  (查JB/T4337-95可知)
4.6.4封头的壁厚
计算壁厚:对于标准椭圆封头,K=1取封头是由整块钢板冲压而成,所以圆整后取
4.6.5 强度校核
   
    校核筒体与封头水压试验强度,根据式                          式中

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