合成氨净化工段设计及常压脱硫塔的设计_精品.doc

目 录 1 前 言 1 1.1本次毕业设计课题的目的、意义 1 1.2 脱硫塔工艺原理 1 1.3 压力容器制造简介 2 2塔体的强度校核计算 3 2.1材料的选型 3 2.2筒体壁厚校核计算 3 2.3封头壁厚校核计算 4 2.4水压试验校核计算 4 3 开口补强校核计算 6 4 裙座强度校核计算 8 4.1裙座强度校核 8 4.2 地脚螺栓直径计算 8 4.3 基础环厚度计算 9 4.4 裙座焊缝校核 10 4.5 本设计校核计算与原设计参数比较 10 5 常压脱硫塔制造简介 11 5.1 脱硫塔结构 11 5.2 相关设计、制造、检验标准和规范 11 5.3 主体材料及相关要求 11 5.4 主要设备选型 11 5.5 无损检测 12 6 封头冲压成形及工艺计算 13 6.1 椭圆形封头制造工艺过程 13 6.2 检查 14 6.3 椭圆形封头毛坯的展开尺寸计算 15 6.4 封头冲压工艺 15 6.4.1 封头冲压条件 15 6.4.2 冲压方法 15 6.5 封头冲压力的计算 16 6.6 封头冲压时压边力计算 17 6.7 封头冲压模具设计 18 6.7.1 冲头的设计计算 18 6.7.2 冲环的设计计算 19 6.7.3 压边圈设计 20 6.8 封头冲压应力和变形 20 6.8.1 径向应力分析 21 6.8.2 切向应力分析 21 6.9 封头冲压缺陷及其防止 22 7 筒体制造工艺及计算 23 7.1 钢材的预处理 23 7.1.1 净化处理 23 7.1.2 钢板矫形 23 7.1.3 筒体展开计算 24 7.1.4切割下料及边缘加工 24 7.2 筒节制造工艺 26 7.2.1 钢板弯卷变形率 27 7.2.2 筒节制造工艺 27 7.2.3 筒节制造过程中重点检验措施 28 7.3 其它结构制造 29 7.3.1 裙座制造 29 7.3.2 栅板制造 29 7.3.3 弯管制造 29 7.3.4 螺纹加工 30 7.4 筒体的组装 30 7.4.1 塔体总装工艺 30 7.4.2 筒体组对检查 31 8 焊接结构设计 33 8.1 焊接性分析 33 8.1.1 工艺焊接性分析方法 33 8.1.2 冷裂纹分析 33 8.2 焊接工艺确定 34 8.2.1 环焊缝和纵焊缝焊接结构设计 34 8.2.2 接管与筒体焊接结构设计 38 8.3 焊后热处理 40 8.4 施焊及防止缺陷措施 40 9 塔体焊缝无损检测 41 9.1 常规检测 41 9.2 焊缝超声波检测 41 9.2.1 超声波检测原理 41 9.2.2 超声波探伤仪选择 42 9.2.3 超声波探头选择 42 9.2.4 耦合剂选择 42 9.3 超声波检测等级选择 42 10 结论 43 符号说明 44 参考文献 46 致 谢 47 外文翻译 48 附 件 69 1 前 言 1.1本次毕业设计课题的目的、意义 本次设计是以原设计合成氨净化工段设计及常压脱硫塔的设计为基础，对常压脱硫塔的制造工艺进行计算和设计。通过这次毕业设计，可以融汇、贯通几年里所学习的专业基础知识和专业理论知识与具体实践结合起来，在阅读有关资料时，不仅加强对理论知识的理解，又可以学到许多书本中所没有的东西，达到综合运用所学专业理论知识和技能提高独立分析问题和解决实际问题的能力。并且培养和提高与设计群体合作、相互配合的工作能力。同时，在设计过程中，对当前计算机软、硬件技术的发展有进一步的了解，应用到设计中，以优化毕业设计。 在合成氨生产过程中，由于是以煤、天然气为原料制备原料气，所以，原料气中都会含有一定的杂质，如硫化物、碳化物等。这些杂质不但会增加气体对金属的速度，而且还会使生产中所用的催化剂中毒失去活性，使生产的效率和稳定性下降，近而影响最终产品的收率和和质量。当其作为民用燃料时，产出的废气中的硫化物会污染环境，危害健康。此外，硫本身是一种重要的资源，应当予以回收利用。所以，必须对其进行脱硫，即脱硫塔的制造对整个合成氨工段有重要的意义。 1.2 脱硫塔工艺原理 由原设计可知选用栲胶法脱硫，反应过程如下： 碱性水溶液吸收H2S: Na2CO3 + H2S ===NaHS + NaHCO3 （1—1） 五价钒氧化HS1-析出硫，五价被还原成四价钒： 2V5+ + HS1- ===2V4+ + S + H1+ （1—2） 同时醌态栲胶氧化HS1-析出硫磺，醌态栲胶被还原成酚态栲胶。 醌态栲胶氧化四价钒为五价钒： TQ(醌态) + V4+ + 2H2O ===V5+ + THQ(酚酞) + 2OH1-