Проектирование ректификационной колонны
6. Механический расчет аппарата
Среда в аппарате токсичная, коррозионноактивная, из условия коррозионной стойкости выбираем материал обечайки (днища, крышки) - сталь Ст20 со скоростью проникновения коррозии П = 0,4 мм/г
Расчет толщины стенки обечайки:
- внутреннее давление;
h - высота колонны; h ? 12 м
= = 103·9,81·12 ? 1,2·105 Па
цр - коэффициент прочности сварных швов; цр = 0,95
Для стали Ст20 при t = 1000С:
[у] = 149 МПа - допускаемое напряжение
ТА = 20 лет - срок эксплуатации
С = П•ТА = 0,4·20 = 8 мм - прибавка на коррозию
S ? 0,2 + 8 = 8,2 мм
Принимаем S = 10 мм
Расчет толщины эллиптического отбортованного днища (рассчитываем в условиях гидравлического испытания).
SД ? SR + С
где R - радиус кривизны;
R = D - для эллиптических днищ с Н = 0,25D;
Н = 250 мм
R = 1000 мм.
РR - давление в условиях гидравлического испытания.
PR = сgV
S = рR2 = 3,14·0,52 = 0,785 м2
V = S·h =12·0,785 = 10,205 м3
с = 992 кг/м3 - плотность воды при 400С
РR = 992·9,8·10,205 = 99209 + 0,1 МПа = 199209 Па
SД = 0,23 + 8 = 8,23 мм
Принимаем SД = 10 мм.
Расчет фланцев.
Так как давление в аппарате атмосферное выбираем тип фланцев - плоские приварные.
Материал фланцев: сталь Ст20
шпилек Ст3.
Для отвода диситилята:
Скорость перемещения V = 8 м/с. Массовый расход дистиллята равен 1093,75 кг/ч. Плотность пара в верхней части колонны равна 0,95 кг/м3. Тогда объемный расход пара будет равен G = 1093,75/0,95 = 1151,3 м3/ч
Принимаем DУ = 250 мм
D =273Ч8
Материал прокладки - асбестовый картон.
Для подвода флегмы:
Gф=GD·R=1093,75·1,86=2034,37 кг/ч
V=1 м/с
Принимаем Dу = 32 мм
D = 38Ч3
Материал прокладки - асбестовый картон.
Для отвода куба:
V = 1 м/с
Gw=3906,25 кг/ч;
Принимаем Dу = 50 мм
D = 57Ч3,5
Для питания колонны:
V = 1 м/с
Плотность воды и спирта при 82єС:
;
GF=5000 кг/ч
Принимаем DУ = 50
D = 57Ч3,5
Материал прокладки - асбестовый картон.