环保设备原理课件03环保过程钢制容器与塔设备的设计.pptVIP

在环境工程处理项目中，塔设备或者钢制容器主要起到一种暂时存贮或者作为反应器的功能，涉及到气态、液态或固态物料的储存问题。在环境工程中使用最多的是构筑物，构筑物大多采用的是钢筋混凝土，这种构筑物具有耐腐蚀、使用寿命长、维护工作量少等优点，但也存在施工周期长、质量难以控制、易渗漏开裂、机动性差等缺点。 3.1 钢制容器与塔设备概述 3.1.1压力容器、塔设备的结构与分类 （1）压力容器的结构与分类 所谓的压力容器指的就是能够承受一定压力的密闭容器。 典型的压力容器示意图 一般来说压力容器主要是由筒体、封头、法兰、支座、接管等组成，容器的分类方法很多，可以按照容器形状、承压性质、制造材料、有无填料、管理、容器壁温等进行分类。常见的是按容器形状、承压性质、制造材料分类 ①按容器形状：分为方形或矩形容器、球形容器、圆筒形容器三类 方形或矩形容器由平板焊成，制造简单，但承压能力差，只用于小型常压设备。 球形容器由数块弓形板拼焊而成，承压能力好，但由于安置内部构件不便，制造稍难，一般多用于承压的贮罐。 圆筒形容器由圆柱形筒体和各种形状的封头组成，制造较为容易，便于安装各种内部构件，而且承压性能较好，因此这类容器应用最为广泛 ②按容器承压性质：分为内压容器和外压容器两类 内压容器：当容器内部介质压力大于外界压力时称为内压容器， 内压容器按其设计压力可分为低压容器(0.1~1.6MPa)、中压容器(1.6~10MPa)、高压容器(10~100MPa)和超高压容器(＞100 MPa) ③按制造材料分为金属容器和非金属容器两类 常用于制作容器的金属材料是低碳钢和普通低合金钢，当介质腐蚀性较大时可使用不锈钢、不锈复合钢板或铝制容器。 常用于制作容器的非金属材料有聚氯乙烯、玻璃钢、陶瓷、木材、橡胶等。非金属材料既可以独立制作容器，又可以作为容器的部分构件和衬里。 （2）塔设备的结构与分类 塔设备主要由塔体、内件、支座以及附件四个部分所构成，塔设备在厌氧法处理中运用较多，在好氧流化床中使用也比较广泛。目前，塔设备的分类方法较多，最常见的就是按照压力、内件结构和操作单元三种类型进行分类。 ①按操作压力可分为常压塔、加压塔及减压塔等。 ②按内件结构可分为填料塔和板式塔。 ③按单元操作可分为精馏塔、吸收塔、萃取塔、反应塔等。 3.1.2 钢制常压容器的范围与分类 （1）常压容器的使用范围 所谓的常压容器就是在其内部没有加压，其内部的压强与大气压相等，其只承受物料静压并与大气连通的容器 范围：在环境工程中，有很大一部分设备使用的是这种常压容器。如，各种物料的储存，包括了废水、废气、固废以及各种试剂等；各种反应器的外壳，包括了接触氧化池等生物反应器的池体 分类：主要分为了方形、圆柱形、圆筒形和球形。 3.1.3钢制容器及塔设备设计的基本要求 3.1.3.1 钢制容器设计要求 （1）工艺要求 容器的总体尺寸、接El管的数目与位置、介质的工作压力、填料的种类、规格、厚度等一般是根据工艺生产的要求通过工艺设计计算及生产经验决定。 （2）机械设计要求 进行容器的机械设计，应使容器具有足够的强度、刚度、稳定性、严密性及抗腐蚀性和抗冲刷性，以保证其安全和使用年限。 3.1.3.2 塔设备设计要求 （1）工艺要求 ①气、液相充分接触，传质、传热效率高，分离效率高； ②气、液处理量大，即生产能力大； ③适应能力强及操作弹性大，即当负荷波动较大时，仍能在较高效率下进行 稳定的操作； ④流体流动阻力小，即压强降小； ⑤结构简单可靠，材料耗用量少，以达到降低设备投资的目的； ⑥易于制造，便于安装、使用和检修。 3.1.3.3 零部件的标准化 公称压力：指所涉及到的管道的操作压力进行标准后得到的压力 3.1.4钢制容器或塔设备设计的相关参数 （1）压力 在进行钢制容器的设计时，一般都要设计最大承受压力，这个最大承受压力还需要和温度相结合。同时在容器上还必须安装超压泄放装置 钢制容器中的计算压力主要是指用设计的温度来确定出容器元件的厚度，以便其能够达到要求的压力强度 （2）温度 设计温度指容器在正常工作情况下，设定的元件金属温度(沿元件金属截面的温度平均值)。 设计温度虽然不作为计算参数出现，但它却是确定材料许用应力以选择材料的重要依据，故此设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。标志在容器铭牌上的设计温度应是壳体设计温度的最高值或最低值(-20℃以下时)。容器的工作温度不得高于或低于这一温度值。 （3）焊接接头系数 焊接接头系数主要是根据容器的需要承受的强度来进行考虑，如果容器承受的强度过大，则考虑尽可能少的进行无缝焊接或者尽量减少焊接的接头数量 3.2 内压容器的设计