吸附塔的设计计算

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计 算 书

工程名称: 工程代号: 专 业: 计 算: 校 对: 审 核:

活性炭吸附塔

工 艺

2016年5月13日

活性炭吸附塔

1、设计风量：Q＝20000m3/h＝5.56m3/s。 2、参数设计要求：

①管道风速：V1＝10~20m/s，

②空塔气速为气体通过吸附器整个横截面的速度。空塔风速：V2＝0.8~1.2m/s， ③过滤风速：V3＝0.2~0.6m/s， ④过滤停留时间：T1＝0.2~2s， ⑤碳层厚度：h＝0.2~0.5m， ⑥碳层间距：0.3~0.5m。 活性炭颗粒性质：

平均直径dp =0.003m，表观密度ρs =670kg/m3，堆积密度ρB =470 kg/m3 孔隙率0.5~0.75，取0.75

3、（1）管道直径d取0.8m，则管道截面积A1=0.50m2 则管道流速V1=5.56÷0.50=11.12m/s，满足设计要求。 （2）取炭体宽度B=2.2m，塔体高度H=2.5m，

则空塔风速V2=5.56÷2.2÷2.5=1.01m/s，满足设计要求。 （3）炭层长度L1取4.3m，2层炭体，

目录

前 言…………………………………………….…………..…… 一 任务及操作条件………………………………….….………… 二 吸收工艺流程的确定…………………………………………… 三 物料计算………………………………………………………… 四 塔径计算………………………………………………………… 五 填料层高度计算………………………………...……………… 六 填科层压降计算…………………………………………........... 七 填料吸收塔的附属设备……………………….…………..……. 八 课程设计总结………………………………...…………………. 九 主要符号说明……………………………………...…………..... 十 参考文献………………………………………..……………….. 十一 附图……………………………………………………………

前 言

塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气

液传质设备。根据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大（2）分离效率高（3）操作弹性大（4）气体阻力小结构简单、

设备取材面广等。

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98

软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999

DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN

工程名 ：

PROJECT

设备位号： ITEM

设备名称： EQUIPMENT

图 号： DWG NO。 设计单位： XXXXXXXXXXXXXXXXX

DESIGNER

设 计 Designed by 日期 Date 校 核 Checked by 日期 Date 审 核 Verified by 日期 Date 审 定 Approved by 日期Date

全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 0

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98

塔 设 备 校 核 计 算 单

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98

软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999

DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN

工程名 ：

PROJECT

设备位号： ITEM

设备名称： EQUIPMENT

图 号： DWG NO。 设计单位： XXXXXXXXXXXXXXXXX

DESIGNER

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全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 0

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98

塔 设 备 校 核 计 算 单

三：塔型选择与依据

最常见的塔设备为板式塔和填料塔两大类。作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气（汽）液两相能充分接触，以获得高的传质效率。此外，为满足工业生产的需要，塔设备还必须满足以下要求：生产能力大；操作稳定，弹性大；流体流动阻力小;结构简单、材料耗用量少，制造和安装容易；耐腐蚀和不易阻塞，操作方便，调节和检修容易。

板式塔与填料塔都是气－液传质过程的常用设备。板式塔是与填料塔具有不同特点的气－液传质设备。与填料塔相比较，具有效率较稳定，检修清理较易，液气比适应范围较大的优点。但它也有结构比较复杂，压降较大并且耐腐性较差的特点。

表6.4 板式塔与填料塔比较 项 目 塔 型

板式塔 填料塔

压 力 降 压力降一般比填料塔大 压力降小，较适于要求压力降小

的场合

空 塔 气 速 空塔气速小 空塔气速大 （生产能力）

塔 效 率 效率稳定，大塔效率比小塔塔径在Φ1400mm以下效率较高，

有所提高 塔径增大，效率常下降

液 气 比 适应范围较大 对液体喷林量有一定要求 持 液 量 较大 较小 材 质 要 求 一般用金属材料制作 可用非金属耐腐蚀材料 安

过 程 设 备 强 度 设 计 计 算 书 SW6-98

塔 设 备 校 核 塔 型 设 计 压 力 容 器 分 段 数（不 包 括 裙 座） 压 力 试 验 类 型 压 力 试 验 计 入 液 柱 高 度 H 试 验 压 力（立 试） 试 验 压 力（卧 试） 材 料 名 称 名 义 厚 度 腐 蚀 裕 量 焊 接 接 头 系 数 封 头 形 状 设 计 温 度 圆 筒 长 度 圆 筒 名 义 厚 度 圆 筒 内 径 腐 蚀 裕 量 mm mm ℃ 0 mm 14000 mm 22 mm 2600 16MnDR mm 2 MPa mm MPa MPa 计 算 单 位 计 算 条 件 全国化工设备设计技术中心站 板式 2.16 2 液压 36690 2.700 3.060 封 头 上 封 头 下 封 头 16MnR(正火) 20 2 1 椭圆形 圆 筒 16MnDR 21 2 1 椭圆形 3 1 0 2 22000 20 2600 1 1 1 0 4 5 材

单管塔计算

一、荷载计算：

使用单管塔荷载计算的公式表格，分别计算单管塔的恒载、活载、风荷载。 1、

恒载

塔身自重=软件自动计算 避雷针=避雷针自重

平台处恒载=天线支架+天线+平台重量； 2、

活荷载

根据《建筑结构荷载规范》第4.2.2条，平台活荷载取2Kn/m2。则 活荷载=平台面积*2 Kn/m2（平台面积计算时应扣除塔体处面积） 3、

风荷载计算

根据《建筑结构荷载规范》第7节内容进行计算，也可根据excel计算书里的《5单管塔荷载统计》表进行计算。

表中黄色部分为手动输入部分，其余颜色部分为自动计算。 其中：地面粗糙度：根据地质勘探报告；

山高：当塔体在山上的时候要输入山的海拔；

上口宽与下口宽：根据经验尝试选择一组数据，待验算取最优值； 基本分压：根据福建省建筑结构风压规程得出50年一遇的平潭风压为1.3KN/m2； 正迎风面积：天线直径与高度的乘积； 体型系数：《建筑结构荷载规范》表7.3.1第32项次桁架类别(a)。

体型系数：0.9 根据《高耸结构设计规范》表4.2.7第11项次;

1.3 根据中国移动基站铁塔施工图作业作业指导书中荷载取值6.2。

二、3D3S建模：30米单管塔(2个平台23米，28米) 步骤:

1.选

单管塔计算

一、荷载计算：

使用单管塔荷载计算的公式表格，分别计算单管塔的恒载、活载、风荷载。 1、

恒载

塔身自重=软件自动计算 避雷针=避雷针自重

平台处恒载=天线支架+天线+平台重量； 2、

活荷载

根据《建筑结构荷载规范》第4.2.2条，平台活荷载取2Kn/m2。则 活荷载=平台面积*2 Kn/m2（平台面积计算时应扣除塔体处面积） 3、

风荷载计算

根据《建筑结构荷载规范》第7节内容进行计算，也可根据excel计算书里的《5单管塔荷载统计》表进行计算。

表中黄色部分为手动输入部分，其余颜色部分为自动计算。 其中：地面粗糙度：根据地质勘探报告；

山高：当塔体在山上的时候要输入山的海拔；

上口宽与下口宽：根据经验尝试选择一组数据，待验算取最优值； 基本分压：根据福建省建筑结构风压规程得出50年一遇的平潭风压为1.3KN/m2； 正迎风面积：天线直径与高度的乘积； 体型系数：《建筑结构荷载规范》表7.3.1第32项次桁架类别(a)。

体型系数：0.9 根据《高耸结构设计规范》表4.2.7第11项次;

1.3 根据中国移动基站铁塔施工图作业作业指导书中荷载取值6.2。

二、3D3S建模：30米单管塔(2个平台23米，28米) 步骤:

1.选

填料塔的填料层高度和塔径计算实例

维普资讯

第 4期 2 0年 4月 05

氯碱工业C o— k l I d sr hlr— Al ai n u ty

No. 4 Ap . 2 0 r,0 5

填料塔的填料层高度和塔径计算实倒段全军，周桂亭，守传樊

(岛天元化工股份有限公司，青山东胶南 2 6 0 ) 6 4 0[关键词]不锈钢矩鞍环；气相总传质单元高度；空塔气速；最小喷淋密度；压降[要]闲置金属鞍环填料对填料塔进行防腐处理。介绍了利用现有引风机的条件下，摘用填料塔塔径、塔高的计算示例。

[中图分类号] Q 2 . T 082一

[文献标识码】B

[文章编号】10—13 (050—02— 3 08 3X 20 )4 03 0

般情况下，用耐氯腐蚀的材料或对塔做一选

2 1混合气体的质量流量 .

些防腐处理。例如，小塔采用 P VC材料，用钢材使的塔里应该采用衬胶等措施。填料塔的填料最好采用塑料鲍尔环，因为它耐氯气腐蚀，而且环内空间及环内表面的利用率高，气体流动阻力降低，液体分布均匀。由于鲍尔环上的两排窗孔交错排列，才使得通过环的气体流动通畅，避免了液体严重的沟流及壁流现象，因此，尔环的操作弹性大，鲍是选择的理想填料。青岛天原公司有大量常年闲置的 2 i 5

填料塔的填料层高度和塔径计算实例

维普资讯

第 4期 2 0年 4月 05

氯碱工业C o— k l I d sr hlr— Al ai n u ty

No. 4 Ap . 2 0 r,0 5

填料塔的填料层高度和塔径计算实倒段全军，周桂亭，守传樊

(岛天元化工股份有限公司，青山东胶南 2 6 0 ) 6 4 0[关键词]不锈钢矩鞍环；气相总传质单元高度；空塔气速；最小喷淋密度；压降[要]闲置金属鞍环填料对填料塔进行防腐处理。介绍了利用现有引风机的条件下，摘用填料塔塔径、塔高的计算示例。

[中图分类号] Q 2 . T 082一

[文献标识码】B

[文章编号】10—13 (050—02— 3 08 3X 20 )4 03 0

般情况下，用耐氯腐蚀的材料或对塔做一选

2 1混合气体的质量流量 .

些防腐处理。例如，小塔采用 P VC材料，用钢材使的塔里应该采用衬胶等措施。填料塔的填料最好采用塑料鲍尔环，因为它耐氯气腐蚀，而且环内空间及环内表面的利用率高，气体流动阻力降低，液体分布均匀。由于鲍尔环上的两排窗孔交错排列，才使得通过环的气体流动通畅，避免了液体严重的沟流及壁流现象，因此，尔环的操作弹性大，鲍是选择的理想填料。青岛天原公司有大量常年闲置的 2 i 5