T酸二次水洗涤贮槽的设计

洪剑波 郭彦宏

摘要：依据T酸二次水洗涤贮槽的工业参数，进行洗涤贮槽的设计计算，进行了卧式容器、封头和卧式容器（双鞍座）设计计算，计算出了所需强度及壁板厚度等，并对设计计算结果进行了校核， 校核结果均达到了设计要求。

Abstract： According to the industrial parameters of T-acid secondary water washing tank， the design and calculation of washing tank are carried out. The design calculation of horizontal vessel， head and horizontal vessel （double saddle） is carried out， the required strength and wall thickness are calculated， and the design calculation results are checked. The verification results have reached the design requirements.

关键词：洗涤贮槽；卧式容器；设计计算；T酸

Key words： washing tank；horizontal vessel；design and calculation；T acid

中图分类号：X783 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）31-0124-03

1 概述

T 酸（1-萘胺-3，6，8-三磺酸）通常由8-硝基-1，3，6-萘三磺酸还原得到，是制备H酸的前体，色度深、成分复杂、毒性大、含盐量高、酸性强，其中含有萘磺酸等中间产物，该萘环化合物带有亲水的磺酸基，故其水溶性大，废水色度高，COD高[1-3]。T酸二次水洗涤贮槽多采用焊接钢结构型式，即由钢板焊制成一面开口的矩形箱体结构，由于壁厚远小于板面尺寸，故可归入薄壳类容器。过去对箱体液槽的结构设计通常用经验及类比设计法。随着生产的发展，箱体容器容积有不断增大的趋势，简单沿用过去的设计方法是不完善的，会造成大量材料浪费。因此，必须进行应力分析，依据材料力学的强度理论进行设计，使液槽壁板具有一定的弯曲强度、挠度，以满足使用要求[4]。有鉴于此，本文就T酸二次水洗涤贮槽的设计作一简要探讨。

2 卧式容器设计计算

当液槽盛满液体时，内壁均承受液体静压力作用，四周侧板均受到液压的弯曲作用。对于一定重度的液体，筒闭各处所受压力P随液体深度而变化[4]。

2.1 工艺条件及技术特性

工艺条件及技术特性如表1。

2.2 内压圆筒校核

内压圆筒校核计算所依据的标准为表1所示。

根据工艺要求，现内筒高度定为3500mm。按照壁厚计算式：

由上述计算可知圆筒壁厚6.62mm，有效厚度12.7mm，名义厚度n=14.00mm，通过压力试验时应力校核。由表3可见，该贮罐内筒壁厚能满足设计条件下的强度要求[5]。图1为卧式容器及筒体简图。

2.3 封头设计计算

在石油化工和医药等行业中，有时为满足工艺或设备布置等要求，需用中间封头将筒体分隔成多个受压室，这些受压室可以是相互独立的，也可以互相关联。这种中间封头可以是平盖、球冠形和椭圆形等形式。这些不同结构形式的中间封头在工程中应用时各有利弊，应按其应用环境合理选择[6]，本设计为椭圆封头。椭圆封头简图如图2所示。

2.3.1 封头的厚度计算

2.3.2 压力试验时应力校核

压力试验时应力校核如表3所示。

2.4 卧式容器（双鞍座）设计计算

卧式贮槽可当作沿槽体轴线方向受均布载荷的梁。从受力分析来看，承受同样载荷、具有同样几何尺寸的卧式贮槽采用多支座，槽体上的弯曲应力越小，槽体受力情况越好。但是，采用多支座时，各支座必须在同一平面上，使每个支座承力相同，否则不能充分发挥每个支座的作用，反而使槽体受力不均[7]。本设计采用双支座设计。卧式容器（双鞍座）设计计算的计算条件如表1所示。

2.4.1 支座反力计算

2.4.2 鞍座设计计算及相关校核

在卧式容器（双鞍座）设计计算中还涉及到筒体轴向应力计算及校核、圆筒切向剪应力及封头应力计算及校核、圆筒周向应力计算及校核等相关设计，这里主要说明鞍座设计计算及相关校核，如表4为鞍座设计计算及相关考核。

3 结语

随着石油化工和其他工业需求的发展，压力容器的使用条件越来越苛刻，压力容器正在向高参数、高安全性能和更加复杂的工况发展。用户应根据实际使用情况，对洗涤贮槽性能提出适当的要求；设计单位应根据用户要求，在兼顾经济性的同时优化设计。通过理论计算可知，本设计各项技术指标符合工艺提供的各项参数，满足企业的各项指标要求。

参考文献：

[1]张盛汉，陈泉源，柳欢欢.酸废母液蒸氨预处理的动力学研究[J].中国环境科学，2014，34（1）：85-90.

[2]汪印，柏承志，苏宏，等.T酸一次洗水初步处理的研究[J].化工环境，1998，18（5）：263-268.

[3]邹培，陈泉源，张盛汉，徐万福.络合萃取法处理H酸、T酸生产废水[J].环境工程，2013，31：226-228.

[4]胡明一，何承華.矩形常压液体贮槽的强度刚度设计[J].技术应用与发展，2007，4：31-34.

[5]王际强，陈杰.大型低温液体贮槽绝热系统设计[J].深冷技术，2011，2：37-41.

[6]刘春雷，李锡华.球冠形中间封头设计计算[J].石油化工设备，2014，43（5）：36-39.

[7]李伟良.大型立式容器腿式支座的设计计算[J].石油和化工设备，2015（18）：36-39.