分子筛吸附器设计手册.docx

文档简介:

浙江工业大学

分子筛吸附器

设计规范

学院: 机械工程学院

类别: 过度控制1302

学生编号: 201302071301

名称:

2016 06 06

前言

作为过程设备和控制工程的学生，​​不仅需要牢固地掌握基础理论知识，还需要学习将其应用到设计和实践过程中. 因此，认真的设计肯定是将来工作的练习，并为将来的发展铺平了道路.

主题是Φ1800mm分子筛吸附器的机械设计. 工作介质为天然气，最高工作温度为260℃，最高工作压力为4.1Mpa.

本设计手册介绍了设计的主要过程，包括设计思想. 从材料的选择，结构参数的设计和选择，厚度计算，强度和稳定性检查，开口钢筋设计以及主要零件的制造工艺等方面进行基本描述. 为了实现设计的正确性和合理性，有必要严格遵循设计原则. 所有数据必须通过表查找和计算获得. 同时，必须考虑实际问题，例如安装，提升，维护等. 设计考虑到设备和生产的经济性，遵循最优原则，即在满足基本要求的前提下最大化经济和效率.

2016.06

摘要

吸附是一种物理现象，不会发生化学变化. 由于分子间引力，在吸附剂表面上产生表面力. 当流体流过吸附剂时，流体与吸附剂完全接触，并且由于不规则运动，一些分子在吸附剂的表面上碰撞. 它们可能被表面力吸引并被吸附到固体表面，从而减少了流体中此类分子的数量，从而达到了纯化的目的.

分子筛对极性分子的吸附力远大于非极性分子. 因此，低温甲醇洗涤工艺产生的气体中的CO2和CH3OH由于极性大于H2而被分子筛选择性地吸附，并且H2为非极性分子，因此分子筛难以吸附H2. . 吸附剂表面吸附的分子达到一定水平，即达到吸附平衡，吸附剂达到饱和状态. 此时，每千克吸附剂的吸附容量达到最大值，称为静态吸附容量（或平衡吸附容量）.

在吸附过程中，由于流体流速的影响和出口气体纯度的要求，所有的吸附剂均不能达到吸附平衡，某些吸附剂没有达到饱和. 此时，吸附容量为单位吸附剂. 平均吸附量称为动态吸附量.

在正常情况下，动态吸附能力仅为静态吸附能力的0.4至0.6倍. 吸附剂床的切换时间根据在某些操作条件下吸附剂的动态吸附能力来确定. 如果不及时切换时间，则出口气体中的杂质含量会超过标准，因此必须严格按照设计要求进行操作，并定期切换再吸附器以进行再生.

这些说明反映了设计的基本过程. 第一章为概述，主要介绍塔的设计背景和基本知识. 第二章是基础结构的设计分子筛吸附器，对整个和部分连杆进行了机械设计和选择. 第三章是关于设计方案的计算. 对各种载荷进行了设计方案的检查，并通过检查证明了设计方案的合理性. 第4章提供了需要加固的开口的加固设计. 上一章介绍了主要零件的制造过程.

此外，还需要绘制CAD图. 图纸也是制造过程中的主要文件. 图纸必须精确且尽可能精确. 除了塔的整体装配图之外，还绘制了零件图以对其进行补充，以使表达更加清晰具体.

关键字: 分子筛吸附器，设计，验证分子筛吸附器，装配图

目录

序言1

摘要2

第一章概述5

1.1塔式设备简介5

1.2分子筛吸附器6的主要结构

第二章分子筛吸附器7基本结构设计

2.1设计条件7

2.2材料选择7

2.1.1气缸和缸盖7的材料选择

2.1.2裙材的选择7

2.1.3接管物料7

2.3常规塔架设计8

2.3.1气缸8的设计

2.3.2磁头的设计9

2.3.3填充物支撑梁10的设计

2.3.4沙井10

2.3.5接管10

2.3.6法兰设计11

2.4附件设计13

2.4.1除雾器13

2.4.2环10

2.4.3裙座12

第三章强度和稳定性计算14

3.1厚度计算14

3.2设备检查计算15

第4章开放加固23

4.1加强标准23

4.2排污口加固（接管Φ46x14）24

4.3加强进气口（接管Φ146x25）23

4.4排放孔的加固（接管Φ357x50）26

4.5人孔加固（接管Φ568x50）27

第5章主要零件的制造过程29

5.1汽缸制造29

1原料制备29

5.2头30

5.3塔式设备制造30

5.4塔31的制造技术条件的规定

设计摘要33

参考文献33

第一章概述

1.1塔式设备简介

塔式设备是化工，石化，炼油，医药，环保等工业领域的重要单元操作设备. 其功能是实现气（汽）液或液-液之间的充分接触，从而达到相间传质传热的目的. 塔式设备中可以完成的常见单元操作是: 蒸馏，吸收，解吸和萃取. 此外，工业气体的冷却和回收，气体的湿法净化和干燥以及气液传质和传热的加湿和除湿.

塔式设备被广泛使用且数量众多，其设备投资成本占整个过程设备成本的很大一部分. 在化学或炼油厂中，塔式设备的性能对整个设备的产量，质量，生产能力和消耗配额以及三种废物的处理和环境保护都具有重大影响. 因此，塔机设备的设计和研究受到了化工和炼油行业的高度重视.

为了使塔式设备更高效，更经济地运行，除了要求其满足特定的工艺条件外，还应满足以下要求:

1. 气相和液相完全接触，两相之间的传热面积大；

2. 生产能力大，即气液处理能力大；

3. 操作稳定，操作灵活性大；

4. 阻力小；

5. 结构简单，制造，安装和维护方便，设备投资和运行成本低；

6. 耐腐蚀，不易堵塞.

塔式设备的分类:

1. 根据工作压力，可分为增压塔，常压塔和减压塔；

2. 根据机组运行情况，有蒸馏塔，吸收塔，介质吸收塔，萃取塔，反应塔，干燥塔等；

3. 根据内部结构，有填料塔和塔板塔.

1.2分子筛吸附器的主要结构

在塔式设备类别中，由于行业中使用最广泛的是填充塔和板式塔，因此主要考虑这两个类别.

有关填料塔的总体结构，请参见装配图. 从图中可以看出，填料塔除了内部结构各异外，还主要由塔体，支座，人孔或手孔，除雾器，接管，吊柱和自动扶梯以及操作平台组成.

a. 塔身

塔架主体是塔架设备的外壳. 普通塔架由直径和厚度均等的圆柱体以及上下缸盖组成. 对于大型塔式设备，为了节省材料，还使用了直径和厚度不相等的塔体. 塔式设备通常安装在室外，因此，除了塔架可承受一定的工作压力（内部压力或外部压力）外，还必须考虑温度，风荷载，地震荷载和偏心荷载. 另外，必须满足压力测试，运输和吊装过程中的强度，刚度和稳定性要求. 设计的分子筛吸附器为4.1MPa，采用相同的直径和厚度类型.

b. 支持

塔架支撑是塔架和基础之间的连接结构. 由于塔架设备相对较高和较重，因此为了确保其足够的强度和刚度，使用了裙撑.

c. 人孔和手孔

出于安装，维护，检查等方面的需要，一级蒸馏塔主体配备了检修孔.

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