2013年脱硫塔填料清洗方案（大全）

第一篇：2013年脱硫塔填料清洗方案（大全）

山西金象煤化工有限公司

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脱硫塔填料清洗方案

一、检修目的：

净化半脱工段脱硫塔最近压差较大，常超过6KPa,这样增加了罗茨机的电耗，降低了脱硫效率，煤气阻力大，降低了压缩机的打气量，从而影响了氨的产量，所以有必要对脱硫塔进行清塔处理,从而降低压差。

二、检修概况：

贫气、空气置换合格，打开人孔空气对流，脱硫塔卸料孔打开，填料顺着溜布溜到地面上的清洗平台上，清洗干净后，装入编织袋，放入笼中，用吊车进行吊装。脱硫塔规格Ø7000×35750，介质为：半水煤气 和脱硫液，容器类别：类外，设计压力：0.07MPa，工作压力：0.04MPa，工作温度40℃，设计温度：65℃，主要材料：Q345R，重量：177150kg，填料密度：70.9kg/m3，填料规格：DN76*76*2.6鲍耳环，上部装两层填料，填料高度：1+6米，填料：269m3,设备容积：1337m3。

三、检修组织机构：

检修总指挥：张建军 工艺副总指挥：史玉平设备副总指挥： 郭

强 安全负责人：吉

耀 工艺负责人：宋世杰 设备负责人：梁建中

检修人员：帖伟、常志亮、邓兴涛、杨玉强、崔志江、景建波等 检修验收单位：机动科、生产科

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四、工艺处理：

1、半脱系统贫气置换，无死角，贫气置换合格CO+H2<0.5%,O2<0.5%,后空气对流O2>20%，有毒有害气体浓度在卫生标准要求范围内，CO＜30mg/m3,H2S＜10 mg/m3；

2、贫气置换合格后，停罗茨机、再停富液泵、贫液泵；

3、停车后贫液管中栲胶液收集到制液槽再打回贫液槽。

五、检修步骤：

1、地面清洗平台的预制、安装。

2、贫气置换合格后，空气置换，置换合格后交付检修。

3、打开脱硫塔上段四个人孔，打开脱硫塔下段人孔，设备上、下人孔处加轴流风机，设备内空气开始对流。

4、取样分析合格后，人员方可进入脱硫塔。

5、两段填料的卸料孔同时向外扒填料，人员轮流作业，把填料全部扒出。

6、填料全部扒出后，封好两段填料的卸料孔。

7、填料顺着溜布，溜到清洗平台上，用消防水带清洗，清洗过程中注意对填料的保护，避免踩碎填料，避免将未洗干净的填料装入，彻底清洗干净后装入编织袋，并扎好编织袋口，整齐堆放在一块。

8、装好填料的编织袋，放入吊车笼里，吊车开始吊装。

9、两段填料上层的不锈钢丝网、填料压板卸开两块，填料从卸开口处倒入。

10、人员进入设备摊平填料、可以踩在木板上，尽量避免将填料踩碎。

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11、填料装填完，恢复填料压板、不锈钢丝网，经科室检查合格后，封好装料孔。

六、检修时间及项目分工：

1、本次检修时间按照全厂停车方案中的停车时间执行。

2、机动科：负责整个项目的检修质量监督，外围工作的协调。

3、安环部：负责整个项目检修全部过程的安全监管、监督。

4、净化车间：负责整个项目的检修过程实施，并记录在案。

七、检修风险分析：

1、作业环境风险分析：

1、脱硫塔检修时局部残留易燃易爆气体引起着火、爆炸或导致检修人员中毒。

2、脱硫塔检修时，火星飞溅到易燃物上，引起着火。

3、塔内作业时，对塔外现场可视范围小，作业时塔内回音较大，塔外人员听不清指令，检修的废料、工器具运进塔内或清理出设备时，容易坠落将人砸伤。

4、塔内作业时，光线较暗，容易造成人员碰伤、丝网挂伤、摔倒等伤害。

5、照明线路或检修电源接线不规范引发漏电,容易引起人员触电或火灾。

2、作业过程风险分析：

1、工艺置换不到位造成人员中毒。

2、现场环境可能CO较多，检修人员长时间呼吸，容易引起人员轻

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微CO中毒或窒息。

3、未办理相关票据，现场存在隐患作业，引起不必要的事件、事故。

4、钢丝绳或吊装带，检修人员对钢丝绳查看时被挤伤或重物突然脱落，将人砸伤。

5、交叉作业时，互相关照不到引发伤害。

6、检修废料未及时清理，造成检修人员碰伤、绊倒等伤害。

3、作业人员行为风险分析

1、检修人员不按规定戴防护用品，造成伤害。

2、登高不系安全带，高处坠落。

3、高处工器具放置坠落，砸伤下部人员。

4、重物起吊时，人员站在重物下方，发生坠物伤人。

5、检修人员不按规程操作，粗心大意，安全措施不到位，造成伤害。

6、现场无人指挥或指挥信号不统一，人员误动作，造成事故。

7、现场无人监护或监护人员擅离职守，导致异常情况不能及时排除。

8、现场无警戒线，闲人误进入作业区，受到意外损伤。

9、指挥人员违章指挥，安全措施不落实，强令作业，人员受到伤害。

4、工器具风险分析：

1、吊装过程中吊具选择不合理或捆绑时未加衬垫，致使吊具损坏、钢丝绳断裂造成人员伤害、吊装物损坏。

2、钢丝绳存在缺陷，吊装时出现断链现象使重物坠地造成人员伤害。

3、电焊线接口不好或地线接到其他设备，产生火花引起着火、触电。

4、扳手、大锤、手锤等工具存在缺陷，致使扳手断裂、锤头脱落，第 4 页，共 8 页

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造成伤害。

5、磨削过程中磨光机无护罩，磨光片破碎伤人、火星伤

5、工艺处置风险分析：

1、脱硫塔置换时操作人员CO中毒。

2、置换排放时操作人员因CO浓度高使人窒息高空坠落。

八、检修风险控制措施及应急措施

1、作业现场风险控制措施：

1、检修前，严格受限空间作业分析。

2、气割、磨削或焊接时，要防止火星飞溅.必要时用石棉板等东西遮挡。

3、检修人员佩戴安全帽，塔内作业人员不超过3人。

4、塔外监护和检修人员在输送材料和工器具时仔细检查捆绑接口,必须捆绑结实。

5、人孔口用丝网铺盖,并有专人监护无关人员不得在人孔口逗留,更不得接近人孔口。

6、塔内接36V安全电压照明灯，接漏电保护器。

7、专用开关接线，检查接线口，检查绝缘情况。

2、作业过程风险控制措施：

1、检查处置情况，落实安全措施，现场交底。

2、检修前动火分析合格后方可进入作业现场。

3、严格按《检修规程》《安全作业现场管理》办理相关票据。

4、吊装前仔细检查起重工具，确保吊链无滑链、钢丝绳扣无断丝、第 5 页，共 8 页

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断股、严重锈蚀才可使用。

5、尽量避免交叉作业，人员必须穿戴齐整方可作业。

6、及时清理废料，保证检修现场通道畅通，不影响人员通行。

3、作业人员行为风险控制措施

1、检修人员要按规定佩戴防护用品。

2、高处人员要系好安全带。

3、高处的工器具和管件要放置稳妥。

4、重物起吊时，任何人不得在重物下方停留。

5、检修人员必须按规程进行操作。

6、吊装过程中，由指挥人员一人指挥，任何人不得随意发送吊装信号，有特殊情况及时与指挥人员联系处置。

7、现场安排专人监护，重点监护受限空间作业和易燃易爆地点，且监护人员不得擅离职守。

8、作业现场拉警戒线，禁止无关人员进入检修现场。

9、现场指挥人员，要严格遵守检修作业现场管理制度，安全措施不落实，不得强令人员作业。

4、工器具风险控制措施：

1、吊装前，吊具要选用合理，捆绑尖锐部位时要加衬垫，并有专人监护。

2、吊装前，要对吊链、吊绳、吊钩进行认真检查，确认无缺陷方可吊装。

3、电焊线接头要牢固，地线直接牢固在需焊接的设备上。

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4、打锤时不得戴手套，并仔细检查锤头和锤把固定牢固。

5、磨光机加防护罩，避免向站人的方向磨削。

九、安全文明检修：

1、检修前动火证、登高证、进塔入罐证、吊装证，检修任务书等相关作业证件办理齐全。

2、作业人员身体健康，符合作业条件。

3、使用机具前要认真检查，防止机具带病作业，现场人员分管好自己机具，不是自己不能随意乱动。

4、现场电动机械工具，必须经电气车间接线，不能私自乱拉乱扯，一机一闸制，停止作业立即断电。

5、氧气、乙炔保证足够的安全距离。

6、吊车在吊装过程中，严禁下面站人，要专人指挥。

7、检修人员一定要穿戴好劳动保护用品，避免违章作业，违章指挥，违反劳动纪律。

8、检修要做到文明检修，检修完毕要工完、料尽、场地清。

十、质量保证措施及项目验收标准：

1、严格按图纸及标准规范要求检修，不能擅自修改。

2、严格控制工序质量，上道工序检验合格，并经负责人员复核无误后，方可进行进行下道工序的检修。

3、加强现场焊接管理工作，严格遵守焊接工艺规程，焊工必须持有效的操作证，以确保质量。

4、搞好施工质量和验收。完工后按有关要求及时办理相关手续。

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5、填料装填要平整，填料压板、丝网安装要整齐，封人口要对齐杜绝泄露。

十一、应急联系方式：

公司调度室： 3610200

3610201

3610202 公司医务室：3610120

车间办公室：3610241 厂外急救：120

火警：119

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2013年9月10日 第 8 页，共 8 页

第二篇：填料塔脱硫系统课程设计

一、设计目的

通过有害气体工程设计，进一步消化和巩固本门课程所学内容，并使所学知识系统化，培养学生运用所学理论知识进行气态污染工程设计的初步能力。通过设计，了解气态污染物工程设计的内容、方法和步骤，培养学生确定气态污染物控制系统的设计方案、设计计算、工程制图、实用技术资料、编写设计说明书等能力。

二、设计任务：

某燃煤电厂需对产生的烟气进行脱硫，以满足环境保护要求，要求设计的净化系统效果要好，操作方便，投资省，并且达到要求之排放标准。

三、设计资料 ： 工艺流程：采用填料塔设计 2 烟气参数：

烟气流量: 2×106m3/h.烟气成分：SO2浓度5000mg/m

烟气平均分子量：30.5 烟气温度：150°C 烟气压力：1.01×105Pa 气膜传质分系数kG=1.89×10 kmol/m.s.kPa 3 吸收液参数：

采用5%(wt%)氢氧化钠水溶液,并假定NaOH与SO2发生极快不可逆反应。吸收塔进口液相吸收质浓度为0。

ρL=1000kg/ m3, =18kg/kmol（平均分子量）

ML 液膜传质分系数kL=3.54×10-4m/s 4 操作参数：泛点率：85% 液气比 L/G=4L/ m

3吸收反应温度：60°C 5 气象资料：气温 25°C ,1atm 6 填料性能：

50mm金属环鞍填料（乱堆）

填料比表面积σ：75m2/ m3 填料因子：110/m 单位体积填料层所提供的有效接触面积a=60.75 m/ m

237 设计要求：要求脱硫效率99.9%，计算出填料塔压降。画出填料塔的结构图，标出参数（包括填料塔的高度、直径）。

设计说明书：

一、填料塔

1.1 填料塔的概念及特点：

填料塔是气液互成逆流的连续微分接触式塔型。填料塔内装有各种型式的固体填充物，即填料。液相由塔顶的喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下，气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，其组成沿塔高连续变化。在塔内充填一定高度的填料，其下方有支承板，上方为填料压板及液体分布装置。气液两相间的传质通常是在填料表面的液体和气体间的相界面上进行的。

填料塔不仅结构简单，而且有阻力小和便于使用耐磨材料制造等优点，尤其对直径较小的塔处理有腐蚀性的物料时，填料塔都表现出明显的优越感。1.2 吸收的工艺流程图

采用常规逆流操作流程，流程如下：

1.3 填料塔的组成：

1、填料

对填料的基本要求：（1）要有较大的比表面积；（2）要求有较高的孔隙率；（3）经济、实用及可靠；

2、填料塔的附属结构

填料塔的附属结构主要有支承板、液体喷淋装置、液体再分布器和除雾器等。

（1）支承板：支承填料和填料上的持液量的，它应该有足够的强度，允许气体和液体能自由的通过。支承板的自由截面不应小于填料层的孔隙率。（2）液体喷淋装置：把液体均匀分布在填料层上的装置。（常用的有：管式喷淋器、莲蓬头是喷洒器、盘式分布器）

（3）液体再分布器：用来改善液体在填料层内的壁流效应的，每隔一定高度的填料层设置一个在分布器。

（4）除雾器：出去填料层上方逸出的气体中的雾滴。

（5）气体分布装置：使气体分布均匀，同时还能防止液体流入进气管。

（6）排液装置

为了克服液体流过填料层时向塔壁汇集的倾向，以使液体亦能充分润湿塔中心的填料，当填料层高度较大时，常将填料层分成若干段。为了使填料充分润湿，以避免出现干填料的状况，一般要求液体喷淋密度在10m3hm2以上，并力求喷淋均匀。为了克服塔壁效应，塔径与填料尺寸比值至少在8以上，每段填料层的高度应为塔径的3倍左右。

填料塔的空塔气速不宜过大，一般取0.5~1.5kPa/m，液气比（L/G）为0.5~2.0kg/kg（溶解度很小的气体除外）。

二、设计计算

2.1 烟气的设计计算

2.1.1 已知：烟气流量：Q02106m3/h

SO2浓度：C05000mg/m3 烟气的平均分子量：M030.5kg/kmol

烟气温度：T0150℃ 烟气压力：P01.01106Pa

2.1.2 进入吸收塔烟气的总摩尔流量：

VQ0273P021022.4622.4273T0101.325Pa273273150101101.325

计算得：V=57439.28kmol/h 烟气质量流量：

VVM057439.2830.5=1751898.04kg/h 烟气密度：

VVQ01751898.0421060.8759kg/m

3SO2的质量流量：

vQ0C0210m/h5000mg/m10000kg/h

1633进入吸收塔SO2烟气的摩尔流量：Vso22.2 吸收液的设计计算

V1MSO210000kg/h64g/mol156.25kmol/h

2.2.1 已知：吸收液密度：L1000kg/m

平均分子量：ML18kg/kmol 液气比：L/G=4L/m

2.2.2 吸收液的体积流量：VLL03

3GQ04210810L/h

63666吸收液的质量流量：LVLL810L/h1000kg/m810kg/h

吸收液的摩尔流量：VL2.3 填料塔工艺尺寸计算 LML810186=444444.44kmol/h 2.3.1 已知：气体质量流量：V1751898.04kg/h

烟气密度：V0.8759kg/m3

液体的质量流量：L8106kg/h

液体密度：L1000kg/m3

填料因子：110/m

液体粘度：L0.903mPas

重力加速度：g=9.81m/s2 液体校正系数：水液100010001

2.3.2 泛点气速的计算

采用埃克特关联图计算泛点气速

LV通用关联图的横坐标为VL0.52uV0.2L，纵坐标gL

通用关联图在左下方的线簇为乱堆填料层的等压降线，最上方的三条分别为弦栅、整砌拉西环及乱堆填料的泛点线，与泛点线相对应的纵坐标中空塔气速u应为泛点气速uF。若已知气液两相流量比及

各自的密度，则可算出图中横坐标的值，由此点作垂线与泛点线相交，再由交点做平行线至纵坐标，从而求得泛点气速uF。

LV0.5横坐标VL0.8759=1751898.04100081060.50.135

由设计要求可知，采用乱堆填料 查埃克特通用关联图得：

2uV0.2L=0.14 gL泛点气速：

uF0.14gL0.149.81100011010.87590.9030.2V0.2L=3.81m/s 则空塔气速：u=uF85%=3.24m/s 2.3.3 塔径的计算 塔径为：

D

圆整塔径，取15m 泛点率校核：

空塔气速：uVS24VSu421063.24360014.77m

21064D43.14m/s

1536002泛点率：

uuF3.143.8182.4%(<85%在允许范围内）

由设计资料可知：金属环鞍填料：d=50mm 填料规格的校核：Dd502.3.4 核算液体喷淋密度 150003008(在允许范围内）

因填料尺寸小于75mm，取LWmin0.08m/mh

3LWmin：最小润湿速率。所谓最小润湿速率，即指在塔的横截面积上，单位长度的填料周边上液体的体积流量。（对于直径不超过75mm的拉西环及其他填料，可取LW于直径大于75mm的环形填料，应取0.12m/mh。）

3min0.08m/mh；对5

填料的比表面积：75m2/m3

则：

最小喷淋密度：Umin0.08756m3/m2h 操作条件下的喷淋密度U：

U计算可知：U>Umin 所以，塔径选15m合理 2.3.5 填料层高度的计算

已知：进入吸收塔烟气的总摩尔流量：V=57439.28kmol/h

气象压强：P1atm 脱硫效率：99.9%

5%

L1000kg/mML18kg/kmol 单位体积填料层所提供的有效接触面积：a=60.75m2/m3

塔径：D=15m

52气膜传质分系数：kG1.8910kmol/mskPa

81010006415245.27m/mh

32液膜传质分系数kL3.54104m/s 进入吸收塔总烟气中SO2的摩尔分数：yA1VSO2V156.2557439.280.00272

烟气进口SO2分压：PAyAP00.00272101kPa0.27472kPa

11烟气出口SO2分压：

PA2PA1199.9%0.274720.0012.7472104kPa

液相总浓度：CTnVmMLVML10001855.56kmol/m

3塔顶处：CB21000LML1000ml/l5%1000kg/m18kg/kmol32.78kmol/m

3由设计资料可以知道，NaOH与SO2发生极快不可逆反应。吸收塔进口液相吸收质浓度CA0

2所以，进行即快速不可逆化学吸收，化学反应式为：

SO22NaOHNa2SO3H2O

由化学反应可知：b=2

用高浓度活性组分NaOH吸收时，物料衡算方程式为：

GPPAPA21bLCTCBCB2

代入已知数据得：

CB2.850.08PA 用此关系可求出塔底处CB：

1CB12.850.080.274722.83kmol/m 计算一下塔底和塔顶的临界浓度：令DADB 则在塔顶：

CkpkD1.8910kmol/msPa4bAGPA2212.747210kPa 4DBkL3.5410m/s55232计算得：

Ckp22.9310在塔底：

Ckpkmol/m

31kD1.8910kmol/mskPabAGPA1210.27472kPa 4DBkL3.5410m/s352计算得：

Ckp10.0293kmol/m

由此可见，无论是塔底还是塔顶，活性组分NaOH的浓度都超过了临界浓度，化学反应仅发生在界面上，因此可以认为全塔内均由气膜控制。传质速率方程为：

NAkGaPA kGa1.8910kLa3.54105460.751.151060.752.15103kmol/mskPaS132

气体摩尔流量：

GV4257439.28kmol/hD40.0903kmol/mS

215m22

所以填料层高度为：

hGP1PAAPdPAkGaPAGPkGa2lnPA1lnPA2

0.0903101.3251.15103

ln0.27472ln2.7472104

5.35m有计算可知，在纯水中加入大量的活性组分，发生极快速不可逆化学反应，使液相传质阻力下降为零，传质速率仅由气膜控制，使填料层高度大大降低。2.4 填料层压降的计算：

采用埃克特关联图计算填料层压降，根据已知数据，分别求出纵坐标和横坐标的值，将二者交汇于图中等压线上，即可从等压线上读出压降p/Z的值。空塔气速：u=3.14m/s 横坐标为：VLLV0.50.135

22uV0.23.1411100.8759L纵坐标：0.903g9.811000L20.08

由埃克特关联图可知：p/Z1209.81Pa/m 其中Z为填料层高度：5.35m 所以填料塔压降为：p1209.815.35Pa6298.02Pa 2.5填料塔实际高度的计算及设计图 2.5.1 塔上部空间高度，取h14m

塔釜液所占空间高度，取h28.65m

塔下部空间高度，取h35m

塔的实际高度：Hhh1h2h3h45.3548.6550.623.6m

填料塔直径：D=15m 填料层高度：h=5.35m 支承栅板高度：h4=0.6m 说明：为了使烟气与吸收液充分接触，塔釜液所占空间高度，应取大一点，故取8.65m；塔径是15m过大，填料层高度较小，为了克服塔壁效应故填料层不需要分层。2.5.2 根据以上参数画填料塔的设计图如下：

三、总结

经过一个星期的时间，终于完成了对填料塔的设计，在设计的过程中发现了许许多多在日常学习过程中没有发现的问题，对许多的概念有了深度的认识，一些参数的大小会对填料塔的脱硫效率或者会导致“范液现象”、“液封”等现象的发生。对于选择较好填料的填料塔，其单位面积填料所具有的表面积大，气体通过填料时的阻力较小。为了克服液体流过填料层时向塔壁汇集的倾向，以使液体亦能充分润湿塔中心的填料，当填料层高度较大时，常将填料层分成若干段。为了使填料充分润湿，以避免出现干填料的状况，一般要求液体喷淋密度在10m3hm以上，并力求喷淋

2均匀。为了克服塔壁效应，塔径与填料尺寸比值至少在8以上，每段填料层的高度应为塔径的3倍左右。填料塔的空塔气速不宜过大，一般取0.5~1.5kPa/m，液气比（L/G）为0.5~2.0kg/kg（溶解度很小的气体除外）。但在本次的课程设计中，烟气的流量非常的大，还要保证脱硫效率在99.9%。所以，所设计出的填料塔直径就非常大，原本填料层的高度是很大的，但由于塔径很大，所以填料层就不分层了。通过有害气体工程设计，能够进一步消化和巩固本门课程所学内容，也使所学知识系统化，达到学以致用的目的。培养我们运用所学理论知识进行气态污染工程设计的初步能力。通过设计，了解气态污染物工程设计的内容、方法和步骤，培养了我们确定气态污染物控制系统的设计方案、设计计算、工程制图、实用技术资料、编写设计说明书等能力。

当然，我觉得最重要的一点是，通过动手设计，在这个过程中才能发现问题，只有发现了问题的存在，然后通过查阅资料，通读课本文献，才能进一步找到解决问题的途径和方法。整个课程设计的过程对我来说是非常受用的，人生不正是这样吗？不断的发现问题，提出问题，解决问题，只有通过这样才能更加的完善。参考文献

[1]赵毅，李守信.有害气体控制工程[M].化学工业出版社，2001年 [2]张洪流，化工原理－传质与分离技术分册[M]，2009年

第三篇：装卸清洗填料施工方案

沈阳石蜡化工有限公司催化分厂2011年停车检修工程

装卸清洗填料施工方案

编

制： 审

核： 批

准： 会签 ：

安

全： 质

量：

中国化学工程第十三建设有限公司

沈阳蜡化工程项目经理部

二○一一年八月

沈阳石蜡化工有限公司催化分厂2011年停车检修工程

装卸清洗填料施工方案

目 录

1.规程适用范围............................................................1 2.编制依据................................................................1 3.施工准备................................................................1 4.施工简述................................................................1 5.质量保证措施............................................................1 6.施工安全措施............................................................沈阳石蜡化工有限公司催化分厂2011年停车检修工程

装卸清洗填料施工方案

1.规程适用范围

1.1.本规程适用于沈阳石蜡化工有限公司2011年停车检修脱硫剂及瓷球装卸施工。为提高工程施工质量，特制定本规程，作为施工的指导性文件。

1.2.本工程的施工除执行本规程规定外，还应遵守有关施工验收规范和质量控制规定。2.编制依据

2.1.《石油化工施工安全技术规程》SH3505－99： 2.2.《化工塔类没备施工及验收规范》 HGJ211-85 2.3.沈阳蜡化催化分厂提供的图纸、检修资料： 3.施工准备

3.1.施工方案经甲方相关部门审批通过。

3.2.施工用材料满足施工要求，施工所需工具及消耗材料等配备齐全。3.3.系统停车，介质置换完毕，并已办理交接手续。

3.4.技术员应根据设备的具体情况及时向参加施工的作业人员进行技术交底，使参加施工的全体人员均熟悉检修全过程。4.施工简述

4.1.首先打开R3101A和R3101B的人孔盖及泻剂口，填料随人孔的打开排出罐外，将部分未从罐内排出的填料舀出并将塔内压板取出。将废物装入袋中，用麻绳运至地面放在指定地点。用麻绳把新填料运至人孔处，需要装填料的部分从最底层的人孔开始进行填装，填料支撑结构应平稳，牢固。当高度到达人孔位置时，将人孔封好，并在上一层人孔继续填装，当高度到达指定的高度时，放上塔内压板，最后将所有的人孔封好。

4.2.用上述方法将填料卸出，将需要清洗的填料倒入搅拌机内进行清洗（部分填料须加入酸进行清洗），清洗结束将其晾干，并用上述方法进行回装。5.质量保证措施

5.1.参加施工的作业人员必须熟悉掌握施工图纸、设计要求及相关的标准、规范的要求。5.2.施工技术员要及时对施工作业人员进行技术和安全交底，未经交底不得进行施工。5.3.施工中严格执行工序交接检验制度，上道工序不合格不得进入下道工序施工。

5.4.严格按设计要求、标准规范和施工方案的要求施工，施工中不得擅自修改设计和降低质量标准。5.5.质检人员应配备必要的检验器具，并按规定进行校验。

5.6.质检人员有权停止一切不符合质量要求的施工作业，有权令其进行整改。

5.7.施工人员要做好施工纪录，并妥善保管，要做到纪录与施工同步，纪录数据要准确、真实、完沈阳石蜡化工有限公司催化分厂2011年停车检修工程

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整、齐全。

6.施工安全措施

6.1.参加施工人员必须经过安全教育，在施工过程中必须严格遵守有关的安全技术规定和《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99、《石油化工安全施工技术规程》SH3505-1999中的有关条款以及施工现场的临时规定。

6.2.所有参加施工的人员都应接受安全员的监督。安全员有权制止一切违反安全操作规程的行为，必要时可强令其停止作业，退出施工现场。

6.3.参加施工人员，要熟知本工种的安全技术规程。6.4.进入施工现场，必须带好安全帽，穿好防护用品。

6.5.凡在坠落高度离基准面2米以上(含2米)的位置进行作业时，必须正确使用安全带。

6.6.加强现场文明施工管理，施工现场应做到工完、料净场地清，施工废料放置到指定的废料堆放点。

第四篇：填料塔课程设计

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课题设计

课程设计

题 目：

填料吸收塔的设计

教 学 院：

化学与材料工程学院

专

业：

应用化工技术2010级（1）班

学

号：

201030820139

学生姓名：

曹婧婕

指导教师：

屈媛老师

2012年 6 月 3 日

湖北理工学院

课题设计

课程设计任务书

2011 ～ 2012 学年第 2 学期

学生姓名： 曹婧婕 专业班级： 10应用化工技术

指导教师： 屈 媛 工作部门： 化材学院化工教研室

一、课程设计题目

填料吸收塔的设计

二、工艺条件

1．处理能力：1500m3/h混合气（空气、SO2）2．年工作日：300天

3．混合气中含SO2： 3%（体积分数）4．SO2排放浓度：0.16％ 5．操作压力：常压操作 6．操作温度：20℃

7．相对湿度：70%

8．填料类型：自选

(塑料鲍尔环，陶瓷拉西环等)9．平衡线方程：

(20℃)

三、课程设计内容

1．设计方案的选择及流程说明；

2．工艺计算；

3．主要设备工艺尺寸设计；

（1）塔径的确定；

（2）填料层高度计算；

（3）总塔高、总压降及接管尺寸的确定。

4．辅助设备选型与计算。

四、进度安排

1．课程设计准备阶段：收集查阅资料，并借阅相关工程设计用书；

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2．设计分析讨论阶段：确定设计思路，正确选用设计参数，树立工程观点，小组分工

协作，较好完成设计任务；

3．计算设计阶段：完成物料衡算、流体力学性能验算及主要设备的工艺设计计算； 4.课程设计说明书编写阶段：整理文字资料计计算数据，用简洁的文字和适当的图表

表达自己的设计思想及设计成果。

五、基本要求

1．格式规范，文字排版正确；

2.主要设备的工艺设计计算需包含：物料衡算，能量衡量，工艺参数的选定，设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算；

3．工艺流程图：以2号图纸用单线图的形式绘制，标出主体设备与辅助设备的物料方向，物流量、能流量，主要测量点；

4.填料塔工艺条件图：以2号图纸绘制，图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表；

5.按时完成课程设计任务，上交完整的设计说明书一份。

教研室主任签名：

年 月 日

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第一章

概

述

1.1设计依据

本课程设计从以下几个方面的内容来进行设计

1、填料的选择

由于水吸收S02的过程、操作、温度及操作压力较低，工业上通常选用所了散装填料。在散装填料中，金属鲍尔环填料的综合性能较好，故此选用DN38金属鲍尔环填料。

2、吸收塔的物料衡算

3、填料塔的工艺尺寸计算

主要包括：塔径，填料层高度，填料层压降。

4、设计液体分布器及辅助设备的选型

5、绘制有关吸收操作图纸

1.2设计任务及要求

1、原料气处理量：1500m/h混合气（空气、SO2）

2、年工作日：300天

3、混合气中含SO2:3％(体积分数)

4、SO2排放浓度：0.16％

5、操作压力：常压操作

6、操作温度：20℃

7、相对湿度：70％

8、填料类型：金属鲍尔环

9、吸收剂：清水

10、平衡线方程：y=66.76676x1.15237(20℃)

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第二章

设计方案的简介

2.1塔设备的选型

塔设备是化工、石油化工、生物化工制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备，它是关键的设备。例如在气体吸收、液体精馏（蒸馏）、萃取、吸附、增湿中、、离子交换等过程中都有体现。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。

其中填料塔是最常用的气液传质设备之一，它广泛应用于蒸馏、吸收、解吸、汽提、萃取、化学交换、洗涤和热交换等过程。它是一个圆筒塔体，塔内装载一层或多层填料，气相由下而上，液相由上而下接触，传热和传质主要在填料的表面进行，填料的选择是填料塔的关键。

填料塔制造方便，结构简单，采用材料可是耐腐蚀的材料或者是金属以及塑料，在塔径较小的情况较有效，使用金属材料省，一次投料较少，塔高较低。

表1 填料塔与板式塔的比较

序号 1 2 3 4 5 6 7 8

填料塔

Φ800mm以下，造价低，直径大则价高

板式塔

Φ600mm以下时，安装困

难

用小填料时，小塔的效率高，塔径增大，效率下降，效率较稳定。大塔板效率

所需高度急增 比小塔板有所提高

空塔速度（生产能力）低

空塔速度高

大塔检修费用高，劳动量大 检修清理比填料塔容易

压降小。对阻力要求小的场合较适用（如：真空操作）压降比填料塔大 对液相喷淋量有一定要求

内部结构简单，便于非金属材料制作，可用于腐蚀较

严重的场合 持液量小

气液比的适应范围大 多数不便于非金属材料的制作 持液量大

选塔的基本原则：

1、生产能力大，有足够的弹性。

2、满足工艺要求，分离效率高。

3、运行可靠性高，操作、维修方便，少出故障。

4、结构简单，加工方便，造价较低。

5、塔压降小。

综上考虑，吸收1500m3/h含3%的生产任务不是很大，由于它结构简单，造价

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较低，便于采用耐蚀材料使得寿命较长，我们采用填料吸收塔完成该项生产任务。

2.2填料吸收塔方案的确定

1、装置流程的确定

装置流程的主要有以下几种：

①逆流操作 气相自塔底进入由塔顶排出，液相由塔顶流入由塔底流出，其传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。工业生产中多采用此操作。

②并流操作

气液两相均由塔顶流向塔底，其系统不受液流限制，可提高操作气速，以提高生产能力。通常用于以下情况：当吸收过程的平衡曲线较平坦时，液流对推动力影响不大；易溶气体的吸收或吸收的气体不需吸收很完全；吸收剂用量很大，逆流操作易引起液泛。

③吸收剂部分循环操作

在逆流操作过程中，用泵将吸收塔排除的一部分冷却后与补充的新鲜吸收剂一同送回塔内，通常以下情况使用：当吸收剂用量较少，为提高塔的喷淋密度；对于非等温吸收过程，为控制塔内的温度升高，需取出一部分热量。该流程特别适用于相平衡常数m较小的情况，通过吸收液的部分再循环，提高吸收剂的利用率。需注意吸收剂的部分再循环较逆流操作费用的平均推动力较小，且需设置循环泵，操作费用提高。

由于二氧化硫在水中的溶解度很大。逆流操作时平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。逆流操作是完成该项任务的最佳选择。

2.3吸收剂的选择

吸收过程是依靠气体溶质在溶剂中的溶解来实现的，因此，吸收剂的性能的和优劣，是决定吸收操作效果的关键之一，选择时有以下考虑方面：

①溶解度 吸收剂对溶质组分的溶解度要大，以提高吸收速率并减少吸收剂的用量。

②选择性 吸收剂对溶质组分要有良好的选择吸收能力，而对混合气体中的其他组分不吸收或吸收甚微，否则不能直接实现有效的分离。

③挥发度要低 操作温度下吸收剂的蒸汽压要低，要减少吸收和再生过程中吸收剂的挥发和损失。

④粘度 吸收剂在操作温度下的粘度越低，其在塔内的流动性越好，有助于传质速率和传热速率的提高。

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⑤其他 所选的吸收剂尽量的满足无毒性、无腐蚀性、不易燃易爆、不发泡、冰点低、廉价易得以及化学性质稳定等要求。

在吸收空气中少量的二氧化硫时，水是最理想的溶剂，由于二氧化硫在水中的溶解度很大；常温常压下，水的挥发度很小；粘度较小；价格低廉等。

2.4操作温度与压力的确定

1、操作温度的确定

由于吸收过程的气液平衡关系可知，温度降低可增加溶质组分的溶解度。即低温有利于吸收，当操作温度的低限应由吸收系统的具体情况决定。

2、操作压力的确定

由吸收过程的气液平衡关系可知，压力升高可增加溶质组分的溶解度，即加压有利于吸收。但随着操作压力的升高，对设备的加工制造要求提高，且能耗增加因此需结合具体工艺的条件综合考虑，以确定操作压力。

在该任务中，由于在常温常压下操作且在此条件下二氧化硫的溶解度很大，且受温度与压力的影响不大，在此不做过多的考虑。

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第三章

填料的类型与选择

3.1 填料的类型

填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。所选填料既要满足生产工艺的要求，又要使设备投资和操作费用最低。

填料的种类很多，根据装填的方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类。

1、散装填料

散装填料是一个个具有一定集合形状和尺寸的颗粒体一般以随机的方式堆积在塔内的，又称为乱堆填料和颗粒填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、和环鞍的填料等。以下是典型的散装填料：

①拉西环填料 拉西环填料是最早提出的工业填料，其结构为外径与高度相等的圆环，可用陶瓷、塑料、金属等材质制成。拉西环填料的气液分布较差、传质效率低、阻力大、通量小，目前工业上用得较少。

②鲍尔环填料 鲍尔环是在拉西环的基础上改进而得。其结构为在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗口，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶诸舌叶的侧边与环中间相搭，可用陶瓷、塑料、金属制造鲍耳环由于环内开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率气流阻力小，液体分布均匀。与拉西环相比通量可提高50%以上，传质效率提高30%左右。鲍尔环是目前应用较广的填料之一。

③阶梯环填料 阶梯环是对鲍尔环的改进。鲍尔环相比阶梯环高度减少了一半，并在一端增加了一个锥形的翻边由于高径比减少，使得气体绕填料外外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅提高了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变为点接触为主，这样不但增加了填料层之间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新。有利于传质效率的提高。

2、规整填料

规整填料是按一定的的几何图形排列，整齐堆砌的填料。规整填料种类很多，根据其几何结构分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料。工业上使用的绝大多数规整填料为波纹填料。波纹填料按结构分为网波纹填料和板波纹填料可用陶瓷、塑料、金属制造。

波纹填料的优点是结构紧凑，阻力小，传质效率高，处理能力大，比表面积大。其缺点是不适用于处理粘度大、易聚合或有悬浮物的物料，且装卸、清洗困难、造

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价高。

3.2填料的选择

1、填料种类的选择：填料种类的选择要考虑分离工艺的要求，通常考虑以下几个方面：

①传质效率要高 一般而言，规整填料的传质效率高于散装填料

②通量要大 在保证具有较高传质效率的前提下，应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料

③填料层的压降要低

④填料抗污堵性能强，拆装、检修方便 2．填料规格的选择

填料规格是指填料的公称尺寸或比表面积。

（1）散装填料规格的选择 工业塔常用的散装填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等几种规格。同类填料，尺寸越小，分离效率越高，但通量减少，填料费用也增加很多。而大尺寸的填料应用于小直径塔中，又会产生液体分布不良及严重的壁流，使塔的分离效率降低。因此，对塔径与填料尺寸的比值要有一规定，一般塔径与填料公称直径的比值D/d应大于或等于10～15。

（2）规整填料规格的选择 工业上常用规整填料的型号和规格的表示方法很多，国内习惯用比表面积表示，主要有125、150、250、350、500、700等几种规格，同种类型的规整填料，其比表面积越大，传质效率越高，但阻力增加，通量减少，填料费用也明显增加。选用时应从分离要求、通量要求、场地条件、物料性质及设备投资、操作费用等方面综合考虑，使所选填料既能满足技术要求，又具有经济合理性。

应予指出，一座填料塔可以选用同种类型，同一规格的填料，也可选用同种类型不同规格的填料；可以选用同种类型的填料，也可以选用不同类型的填料；有的塔段可选用规整填料，而有的塔段可选用散装填料。设计时应灵活掌握，根据技术经济统一的原则来选择填料的规格。

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3.填料材质的选择

填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。

(1)陶瓷填料 陶瓷填料具有很好的耐腐蚀性及耐热性，陶瓷填料价格便宜，具有很好的表面润湿性能，质脆、易碎是其 最大缺点。在气体吸收、气体洗涤、液体萃取等过程中应用较为普遍。

(2)金属填料 金属填料可用多种材质制成，选择时主要考虑腐蚀问题。碳钢填料造价低，且具有良好的表面润湿性能，对于无腐蚀或低腐蚀性物系应优先考虑使用；不锈钢填料耐腐蚀性强，一般能耐除Cl– 以外常见物系的腐蚀，但其造价较高，且表面润湿性能较差，在某些特殊场合（如极低喷淋密度下的减压精馏过程），需对其表面进行处理，才能取得良好的使用效果；钛材、特种合金钢等材质制成的填料造价很高，一般只在某些腐蚀性极强的物系下使用。

一般来说，金属填料可制成薄壁结构，它的通量大、气体阻力小，且具有很高的抗冲击性能，能在高温、高压、高冲击强度下使用，应用范围最为广泛。

(3)塑料填料 塑料填料的材质主要包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）及聚氯乙烯（PVC）等，国内一般多采用聚丙烯材质。塑料填料的耐腐蚀性能较好，可耐一般的无机酸、碱和有机溶剂的腐蚀。其耐温性良好，可长期在100℃以下使用。

塑料填料质轻、价廉，具有良好的韧性，耐冲击、不易碎，可以制成薄壁结构。它的通量大、压降低，多用于吸收、解吸、萃取、除尘等装置中。塑料填料的缺点是表面润湿性能差，但可通过适当的表面处理来改善其表面润湿性能。

综上对各种类型、各种规格填料的分析，对于在20℃，101.325KPa下吸收1500m3/h空气含3%的二氧化硫，由于操作温度及操作压力较低，工业上常用散装填料。故选用DN38金属鲍尔环填料。

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第四章

填料塔工艺尺寸

4.1基础物性数据

1、液相物性数据

对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得，20℃水的物性数据： 密度为 ρL=998.2kg/m3 粘度为

μL=1.005mpa.s

表面张力

σL =72.88dyn/cm=944524.8kg/h2

SO2在水中的扩散系数为

DL=1.47×10-5cm2/s=5.29×10-６m2/h

2、气相物性数据

混合气体的平均摩尔质量为

MVm=yiMi=0.03×64.07+0.97×29=30.05 混合气体的平均密度m

ρ=VmPMVmRT=

101.32530.058.314293=1.250kg/m3

对于低浓度该气体粘度近似的取空气粘度。查手册地20℃空气的粘度为 μV=1.81×10-5 Pa·s=0.065 kg/(m·h)查手册得SO2在空气中的扩散系数为 DV=0.108cm2/s=0.039m2/h

3、气液相平衡数据

由手册查得，常压下，20℃时，SO2在水中的亨利系数为 E=3550kPa 相平衡常数为

m=E/P=3550/101.325=35.036

溶解度系数为

H=

LEMS=

998.2355018.02=0.0156kmol/(KPa·h)

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4.2物料衡算

进塔的气相摩尔比为

Y1=

y11y=

0.0310.03=0.0309

1出塔的气相摩尔比为

y0.0016Y22=1y=10.0016=0.0016

2进塔惰性气相流量为

G=

1500×27322.4293×(1-0.03)=60.522kmol/h 该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为一条直线，最小液气比为

(L1Y2V)min=

YY=

0.03090.00161/mX20.0309/32.036=33.222

取操作液气比为

LV=1.5（LV)min=1.5×33.222=49.833

L=49.833×60.522=3015.993kmol/h

4.3填料塔的工艺尺寸的计算

1、塔径计算

采用Eckert通用关联图计算泛点气速。气相的质量流量为 qmG=1500×1.250=1875kg/h 液相质量流量可近似按纯水的质量流量计算，即 qmL=3015.993×18.02=54348.1939kg/h

Eckert通用关联图的横坐标为

X=

qmGV0.5543448.19391.250q(=1.025723

mL)=

L1875（998.2)0.5查Eckert通用关联图得

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Y=

u2FFGgLμ

0.2L=0.0225 查表DN38金属鲍尔环填料泛点填料因子平均值为

Φ-1 F=165 muf=2.493m/s

取泛点率为0.7

u=2.493×0.7=1.7451m/s 由

D=

4VS1500/36003.14u=

43.141.7451=0.55 圆整塔径，取D=0.6m 泛点率校核：

u=

1500/36003.14/40.62=1.474m/s

uu=

1.474F2.493×100% =59.13﹪(在允许范围内)填料规格校核：

Dd=600/38=15.79>10 故选择填料适宜 液体喷淋密度校核： 取最小润湿率为(LW)min=0.08m3/(m×h)查表得：

DN38鲍尔环填料的比表面积 at=146m2/m3

Umin=(LW)min

a32

t=0.08×146=11.68 m/m·h

U=

54348.1939/998.20.7850.62=192.66〉Umin

经校核 D=0.6m合理

2、填料层高度的计算

Y*

=mX1=35.036×0.000588=0.02066

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*Y2=0平均推动力求解法：

△Y1=Y1-Y1*=0.0309-0.0206=0.0103

△ Y2=Y2-Y2*=0.0016 △ Ym=(△Y1-△Y2)/ln(△Y1-△Y2)=(0.0103-0.0016)/ln(0.0103/0.0016)=0.004672

NOG=(Y1-Y2)/△Ym

=(0.0309-0.0016)/0.004672=6.2714 气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算：

awat=1-exp{-1.45（CLUaUUL)0.75(L)0.1(L2t)-0.05()0.2}

LLatatLLg22查表得：σc =33dyn/cm=427680kg/h2 液体的质量通量为

UL=

54348.19390.7850.62=192314.911Kg/(m·h)

192314.9111463.622awat=1-exp{-1.45（427680944524.8)0.75()0.1（192314.911146998.21.271028)-0.05

*（192314.911998.2944524.8146)0.2}=0.908258 气膜吸收系数由下式计算

kG=0.237(气体质量通量为

UV=6634.81951460.065UVatV)0.7（VVDV)1/3（atDVRT)

15001.2500.7850.62=6634.8195 kG=0.237()（0.7

0.0651.2500.039)（1/

31460.0398.314293)=0.059749kmol/(m2 h·kPa)液膜系数由下式计算

kL=0.0095（ULawL)2/3（LLDL)-1/2（LgL)1/3

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=0.0095(192314.9112/3

.6-1/

2.61.271080.9082581463.6)（3998.25.2910_6)

（3998.2)1/3 =1.52981 kmol/(m2 h·kPa)由kGa=kGawψ1.1查表得

=1.45 则

kGa=kGa1.1wψ

=0.059749×0.908258×146×1.451.1=11.92333kmol/(m2h·kPa)

kLa=kLawψ0.4 =1.52981×0.908258×146×1.450.4=235.3677 kmol/(m2h·kPa)

uu=1.474/2.493=59.13％＞50%

F由k/Ga=〔1+9.5（uu-0.5）1.4〕kGa

F=[1+9.5（0.5913-0.5）1.4] ×11.92333 =15.89324 kmol/(m2h·kpa)k/La=〔1+2.6（uu-0.5）1.4〕kLaF

=[1+2.6(0.5913-0.5)2.2]×235.3677 =238.5282 kmol/(m2h·kpa)KGa=

11=

11=3.01512 k/1/GHkLa15.8932410.0156238.5282由

HOG=VK=

V.522YaKGaP=

603.01512101.3250.7850.62=0.701m Z=HOGNOG=0.701×6.2714=4.3963m Z/=1.25×Z=1.25×4.3963=5.4954m 设计取填料塔的高度为Z/=6m

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表2 散装填料分段高度推荐值

填料类型 拉西环 矩鞍 鲍尔环 阶梯环 环矩鞍 h/D 2.5 5～8 5～10 8～15 8～15 /m ≤4

≤6

≤6

≤6

≤6

查表，由散装填料分段高度推荐值得： 对DN38鲍尔环填料

h/D=7.5 hmax≤6m 取h/D=7.5，则 h=7.5×600mm=4500mm

4.4 填料层压降的计算

采用Eckert通用关联图计算填料层压降。横坐标为

X=

qmG.2500.5q(V.5=

543448.1939mL)0L1875（1998.2)=1.025723 查表，DN38金属鲍尔环填料因子平均值为

ΦP=165 m-1 纵坐标为

2Y=u2Pvgμ

0.21.4741651.45L=

*

1.250L9.81998.2*（1.005*10-3）0.2=0.0167 查Eckert关联图得

△P/Z=400Pa/m 填料层压降为

△P=400×6=2400Pa

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第五章

辅助设备的设计与计算

5.1除雾沫器

穿过填料层的气体有时会夹带液体和雾滴，因此需在塔顶气体排出口前设置除沫器，以尽量除去气体中被夹带的液体雾沫，SO2溶于水中易于产生泡沫为了防止泡沫随出气管排出，影响吸收效率，采用除沫装置，根据除沫装置类型的使用范围，该填料塔选取丝网除沫器。

丝网除雾沫器：一般取丝网厚度H=100~150 mm，气体通过除沫器的压降约为120~250 pa 通过丝网除沫器的最大气速

umax=k

LGG=0.08

5998.21.2501.250 =2.4m/s 实际气速为最大气速的0.75~0.8倍 所以实际气速

u=0.75×2.4=1.8 m/s 所以丝网除沫器直径

D=

G/u/4=

1500/(36001.8)3.14/4=0.543m 5.2液体分布器和气体分布器的简要设计

5.2.1、液体分布器选择

1、液体分布器的选型

在选择液体分布器时，应考虑以下几方面：

a.具有与塔填料相匹配的分液点密度，并保证分布均匀 b.操作弹性较大，定位性好

c.为气体提供最大的自由截面率，实现气体均布，而且阻力小 d.抗污性能好，不易赌塞，不易产生物泡沫夹带和发泡 e.结构合理，便于安装、调整和维护 其结构形式有：

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a.管式喷淋器

其结构形式比较简单

b.莲蓬式喷洒器

一般用于直径600mm以下的塔 c.盘式分布器

适用于直径800mm以上的塔

d.槽式分布器

对于大塔径的分布器可采用板式或槽式分布器

该吸收塔液相负荷较大，而气相负荷相对较低可采用槽式液体分布器。按Eckert建议值，D≥1200时，喷淋密度为42点/m2，因该塔液相负荷较大，设计取喷淋密度为120点/m2

布液点数为n=0.785×0.62×120=33.912≈34点

5.3填料支承装置

填料支承结构用于支承塔内填料及所有的气体和液体的重量之装置。对填料的基本要求是：有足够的强度以支承填料的重量；提供足够的自由截面以使气液两相流体顺利通过，防止在此产生液泛；有利于液体的再分布；耐腐蚀，易制造，易卸装等。常用填料支承板油栅板式和气体喷射式。这里选用分块梁式支承板。

表3 分块梁式支承板的设计参考数据

塔公称直径/mm 1200 支承板外径/mm 1160

400

分块数

支承圈宽度

支承圈厚度

近似重量/N

（梁型气体喷射式填料支承板）

（分块式填料支撑）

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上图列出了集中常见的填料支撑装置。支承装置的选择，主要的依据是塔径、填料种类及型号、塔体及填料的材质、气液流率等。

5.4管子、泵及风机的选用

1、管子的选用(1)液体管道的选用 液体的质量流量为

qmG=54348.1939kg/h

VL=54348.1939/(998.2×3600)=0.015124m3/s 取液体的流速为1.3m/s 则

10.0151244πdi2=

1.3

di=0.122m=122mm

取公称直径Dg= 122mm 壁厚 S=4.0mm 外径为Dw= 130mm 流速

u=

0.0151241=1.294m/s

40.1222(2)气体管道的选用

V

3V=1500/3600=0.417 m/s 取气体的流速为8 m/s

1'24πdi=0.417/8

d'i=0.258m= 258mm 取公称直径为

Dg=250mm

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壁厚 S=7mm 外径为Dw=272mm 流速

u=

0.41710.2582 =7.98m/s

42、管子的阻力的计算(1)液体的管路计算

Re=du0.1221.294998.2=

0.001=157583.8376（3×103<553402.08<3×106）用顾硫珍公式： =0.0056+0.500/Re0.25 =0.0307 令管子的总长度为(l+le)10m hf=λ（lle)u2=0.0307×

101.2942d2g0.122×

29.81=0.215m

he=ΔZ+ΔP/(ρg)+∑hf =6+0.215=6.215m(2)气体的管路计算

Re=

du0.2587.981.25=

0.065=39.593

λ=64/Re=64/39.593=1.616 令管路的总长(l+le)=2.5m hlu22f =λ（le)=1.616*

2.57.98d2g0.258*

29.81=50.824m

he=ΔZ+ΔP/(ρg)+∑hf =6+50.824=56.824m

3、离心泵的选用

泵的选型由计算结果可以选用:IS100-80-125型泵

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第六章 塔体附件设计

6.1塔的支座

选用裙座为塔的支座，其座体为圆筒，上端与塔体的封头焊接，下端与基础环，肋板焊接。基础肋板间还组成螺栓座的结构，用以安装地脚螺栓，以将塔设备固定于基础上。它具有足够的强度和刚度，承受塔体操作重量，风力，地震等引力的载荷。裙座可选用碳素钢，也可选用铸铁。

6.2其他附件

（1）接管

接管采用标准的法兰连接。（2）人孔

人孔的直径选用450mm(3)吊耳、吊柱、平台和爬梯等

按标准设计。

附录

主要符号说明 英文字母

at—填料的总比表面积，m23m；

m3g—重力加速度,9.8

1ms2;aw—填料的润湿比表面积，m2；

h—填料层分段高度,m;

hmax—允许的最大填料层高度,m;H—塔高,m;

HOG—气相总传质单元高度,m;K—稳定系数，无因次;Lh—液体体积流量,Ls—液体体积流量,mm3C—计算umax时的负荷系数,ms;Cs—气相负荷因子,d—填料直径,m;d0—筛孔直径,m;D—塔径,m;DL—液体扩散系数,DV—气体扩散系数,mm2ms;

hs;;;

3ss;;

LW—润湿速率,n—筛孔数目;

m3(ms)2m—相平衡常数，无因次;

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NOG—气相总传质单元数;P—操作压力,pa;P—压力降,pa;t—筛孔的中心距,m;u—空塔气速,ms;uF—泛点气速,ms;u0—气体通过筛孔的速度,ms;uo,min—漏夜点气速,ms;U—液体喷淋密度,m3(m2h);U,kg(m2L—液体质量通量h);Umin—最小液体喷淋密度,m3(m2h);

希腊字母

—充气系数，无因次;—筛板厚度,m;—空隙率，无因次;

—黏度,mpas;—密度,kgm3;

下标

max—最大的； min—最小的； L—液相的； V—气相的。

U2V

—气体质量通量,kg(mh);

Vh—气体体积流量,m3h;Vs—气体体积流量,m3s;

qmL—液体质量流量,kgs;qmG—气体质量流量,kgs;x—液相摩尔分数;X—液相摩尔比;y—气相摩尔分数;

Y—气相摩尔比;Z—填料层高度,m;

—表面张力,m;

—开孔率或孔流系数，无因次；—填料因子,1m;

—液体密度校正系数，无因次

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参考文献

[1]王志魁.《化工原理》[M].化学工业出版社,2010年（第四版）.[2]贾绍义.《化工原理课程设计》[M].天津大学出版社,2003年（第二版）.[3]匡国柱 史启才.《化工单元过程及设备课程设计》[M].化工工业出版社，2007年（第二版）.[4]刘光启 马连湘 刘杰[M].《化学化工物性数据手册》.化学工业出版社（无机卷）[5]贾绍义 柴诚敬[M].《化工传递与单元操作课程设计》.天津大学出版社

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致

谢

对于这两周的课程设计我们算是第一次做课程设计了，也是第一次比较系统的将理论与实际相联系（虽然很大一定程度上是理论的）。在这次设计过程中，我学到了不少东西。比如，以前对亨利定律的理解完全停留在理论的层面上，但是经过这次之后，我懂得了亨利定律是很有实用价值的，它可以知道我们计算出理论中溶解度，这可以使我们认识到实际中，操作条件下，可以吸收多少二氧化硫，这样就不至于在实际中毫无头绪。还有塔径、塔高等重要数据都是可以计算出来的，虽然计算结果难免与实际有一定冲突，但是，还是有一定知道意义的，尤其是在考虑了一些实际情况后，便几乎不会有什么冲突。更重要的是，我还学会了自主学习，这次老师不是直接的教我们，而是要求我们自己查资料，这在以后的学习和生活中都是很有实际意义的。

在这两周课程设计里，我特别感谢我们组的其他三位同学，他们给与了我很大帮助，大家互帮互助，共同协作，一起圆满的完成了这项课程设计。同时从这次学习中，我看到了团队的力量真大。

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目录

第一章 概 述.......................................1 1.1设计依据........................................4 1.2设计任务及要求..................................4 第二章 设计方案的简介.................................5 2.1塔设备的选型....................................5 2.2填料吸收塔方案的确定.............................6 2.3吸收剂的选择....................................6 2.4操作温度与压力的确定.............................7 第三章 填料的类型与选择..............................8 3.1 填料的类型......................................8 3.2填料的选择......................................9 第四章 填料塔工艺尺寸...............................11 4.1基础物性数据...................................11 4.2物料衡算.......................................12 4.3填料塔的工艺尺寸的计算..........................12 4.4 填料层压降的计算...............................16 第五章 辅助设备的设计与计算..........................17 5.1除雾沫器.......................................17 5.2液体分布器和气体分布器的简要设计.................17 5.2.1液体分布器选择.............................17

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5.3填料支承装置...................................18 5.4管子、泵及风机的选用............................19 第六章 塔体附件设计...................................21 6.1塔的支座.......................................21 6.2其他附件.......................................21 附录..............................................21 参考文献.............................................23 致 谢.............................................24

第五篇：脱硫塔防腐施工方案

脱硫塔防腐施工方案

1、工程概况

本工程为2×660MW机组脱硫岛脱硫塔内防腐工程。脱硫吸收塔1台，直径1米、塔体高度12米；主要工程量包括：脱硫塔本体内部玻璃鳞片防腐，以及部分出口烟道防腐，为此，特编制吸收塔防腐施工方案。、编制依据

2.1HG/T2640-94

《玻璃鳞片衬里施工技术条件》

2.2GB8923-98

《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》

2.3GB50212-2002

《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》

2.4GB50205-2001

《钢结构工程施工质量验收规范》

2.5GB/T3854

《纤维增强塑料巴氏硬度试验方法》

2.6GB/T 7692

《涂装作业安全规程 涂漆前处理工艺安全及其通风净化》

2.7HG/T2641-94

《中碱玻璃鳞片》

2.8Q320282NNK16-2004 <江阴市大阪涂料有限公司 乙烯酯玻璃鳞片企业标准>

2.9HG223－91《工业设备、管道防腐工程施工及验收规范》

2.10GB/T7760《硫化橡胶与金属粘合的测定?? 单板法》

2.11GB/T13288-91《涂装前钢材表面粗糙度等级的评定》（比较样块法）

2.12DIN 28051德国标准对金属构件的结构造型的要求

2.13DIN 28053德国标准《金属构件有机涂层和衬里对金属基体的要求》

2.14GB18241.4烟气脱硫衬里

2.15JIS-6940-1998日本工业标准《玻璃鳞片树脂衬里标准》

2.16防腐施工技术规范

a.干膜测厚（ISO 2808）

b.粗糙度检查方法（ISO 8503-2）

c.钢体表面处理（ISO 8503-1）、施工单位工器具准备

3.1主要机具要求配置

表一

施工机具

机具名称 功率 数量 说明 空压机 65KW 1 产气量：13m3/min 额定压力：0.8MPa ACR－32喷砂机 2 连续加砂式

轴流风机（防爆）3KW 产风量：6000m3/h 储气罐 2 m3 1 有检验合格证 角磨机 1KW 6 带防护装置

表二检验仪器

检验仪器名称 数量 检测范围

便携式红外线测温仪 1 0～200℃

旋转式干湿温度仪 1 0～100% 巴氏硬度计 1 0～100Hba 干膜测厚仪 1 0－5mm 电火花测试仪 1 0～32KV连续可调式 表面粗糙度测试仪 1

4.主要涂层结构施工工艺流程

4.1脱硫塔防腐普通涂层结构玻璃鳞片施工流程

基体验收→表面净化→喷砂处理→刷涂或滚涂底涂一道→干燥→镘刮胶泥第一道→检查修补→镘刮胶泥第二道→检查修补→面层涂装→最终检查（电火花等）→验收

4.2脱硫塔防腐玻璃鳞片FRP增强涂层施工流程

基体验收→表面净化处理→喷砂处理→涂刷或喷涂底涂一道→干燥→镘刮玻璃鳞片胶泥第一道→检查修补→镘刮玻璃鳞片胶泥第二道→树脂衬玻纤布一层→干燥→树脂衬玻纤布→干燥→面层涂装→最终检查（电火花等）→验收

4.3脱硫塔防腐耐磨玻璃鳞片涂层施工流程

基体验收→表面净化处理→喷砂处理→涂刷或喷涂底涂一道→干燥→镘刮泥玻璃鳞片胶泥第一道→检查修补→镘刮玻璃鳞片胶泥第二道→树脂衬玻纤布一层→干燥→耐磨层一道→干燥→树脂衬玻纤布一层→耐磨层第二道→干燥→面层涂装→干燥→ 最终检查（电火花等）→验收

5、涂层 施工前主要标准要求

5.1 表面准备

5.1.1衬里钢壳的贴衬表面必须平整，结构棱角处必须圆滑过渡,所有需内衬的横向、纵向焊缝连续饱满，并同相接表面保持平滑。

5.1.2对需现场防腐的设备，按钢结构焊接标准的要求进行焊接，并对所有内衬的拐角和边缘进行打磨。

5.1.3清除表面上所有焊渣，采用切削的方式，最后打磨至平滑。

5.1.4所有内、外的加固件，吊环、支撑和夹子都应在内衬施工开始前焊接到容器或管道上。临时性的夹子或吊环等在施工前必须去除，并且将该区域打磨平滑。钢壳体完成后，按德不准及图纸要求进行验收并交付防腐工作。设备贴衬表面应达到局部平整，拐角处应圆滑过渡，凸角面圆角半径大于5mm，凹角面应大于10mm。局部（包括焊缝处）凹凸不平度应小于3mm，且通过打磨后，壳体厚度必须大于设备设计的最小厚度。点蚀、裂缝、咬边、划痕、鳞皮等表面缺陷必须打磨清除，在需要的地方通过焊接加以修补，焊缝必须打磨得平整、光滑，并且不能夹有夹渣、气孔。

6.2喷砂施工

6.2.1砂粒选用粒径0.5-3.0㎜干燥、有棱角的矿砂。

6.2.2喷砂气体为0.5-0.8MPa清洁、干燥的压缩空气。

6.2.3喷咀选用：耐磨喷咀。

6.2.4喷砂作业穿喷砂服，工作前检查所有管路完好畅通，才可进行施工作业。

6.2.5喷砂顺序为先难后易，喷枪运行方向和工件表面平行，喷枪工作时与工作面呈一定角度。

6.3喷砂后清洁

6.3.1喷砂期间用大功率的防爆轴流风机进行通风除尘。

6.3.2表面和架板的浮灰、砂粒先用压缩空气吹扫清洁。

6.3.3有油污处用苯乙烯擦干净。

6.4工作区域气候条件控制：

T=10～40℃?? 空气相对湿度（RH）≤85%。

7、各涂层结构施工规范说明

7.1 常规玻璃鳞片涂层结构（非FRP增强结构）

7.1.1底漆施工

7.1.1.1底漆施工采用滚涂或刷涂，施工过程随时检查，流挂、漏涂等现象用滚筒或刷子赶压平整或补刷。

7.1.1.2施工过程中测试湿膜厚度，小于60μm的部位补刷。

7.1.1.3物料配制：

（1）配制比例：漆料 ：引发剂：促进剂 = 100 ：1.5: 0.8（重量比）（或根据气候条件调节）；

（2）配制方法：用搅拌机先把底漆搅拌均匀，再加入引发剂、固化剂混合搅拌1－2分钟；

（3）专业配料员配料和记录材料的批号、用量。

7.1.1.4操作要点：

（1）滚涂方式为先由上下左右来回滚动，均布物料。

（2）拐角或者滚筒难以施工的部位刷涂。

（3）湿膜厚度测试每10m2不少于5点，湿膜厚度小于60μm部位补涂。

7.1.1.5工作区域气候条件控制：(符合标准要求)

7.1.2第一层基层鳞片衬里施工

7.1.2.1施工前的确认事项：

（1）湿度高或有结露时必须使用除湿机除湿。

（2）确认刷完底涂后衬里面上是否有粉尘或其它异物附着等。如有，必须清除干净。

7.1.2.2衬里材料的调和

（1）配制比例：漆料 ：引发剂：促进剂 = 100 ：1.0: 0.5（重量比）（或根据气候条件调节）

（2）调和后用手持搅拌机进行充分的搅拌。

7.1.2.3衬里施工要领

（1）使用泥抹子与辊筒进行施工，确保厚度平均且达到预期要求。

（2）用辊筒蘸取少量苯乙烯轻轻滚压涂上的鳞片，调整表面。

（3）确保每道抹的涂层平均湿膜厚度控制在0.4-0.5mm左右。

7.1.3第一层基层鳞片衬里中间检查

第一层鳞片充分硬化后进行以下的中间检查

7.1.3.1外观检查

目视、指触检查确认无鼓泡、伤痕、流挂痕迹、凹凸不平、硬化不良等缺陷。

7.1.3.2膜厚检查

使用磁石式或电磁式厚度计按每2m2测一处，确认衬里厚度。

7.1.3.3对不合格处的处理

（1）厚度不足处必须补足厚度。

（2）凸部、表面伤痕、流挂痕迹、气泡等处在确保厚度的前提下用砂轮机磨平。

7.1.4第二层基层鳞片衬里施工(同第一层类似)

依次类推，确保每道涂层平均湿膜厚度控制在0.4-0.5mm左右。

7.1.5面层施工

7.1.5.1施工前的确认事项

（1）湿度高或有结露时必须使用除湿机除湿。

（2）确认前道基层鳞片的硬化状态。

7.1.5.2材料的调和

（1）配制比例：漆料 ：引发剂：促进剂 = 100 ：1.2: 0.6（重量比）（或根据气候条件调节）

（2）充分搅拌，并调整至适当粘度。

7.1.5.3施工要领

（1）上下、左右滚动，均布物料；

（2）拐角或者滚筒难以施工的部位刷涂；

（3）施工时测试湿膜厚度，不足400μm部位补涂；

（4）在涂层未固化前清除流淌的物料。

（5）使用辊筒醮取少量苯乙烯轻轻滚压衬里面，调整衬里面。

7.1.6面层衬里最终检查

在面层鳞片硬化后进行以下最终检查。

外观检查：目视、指触等确认无鼓泡、伤痕、流挂、凹凸、硬化不良等缺陷。

漏电检查：使用高压电漏电检测仪全面扫描衬里面（速度为300～500mm/s）。确认有无针孔缺陷（检查电压为4000V/mm）。

厚度检查：使用磁性测厚仪按每2m2测一处确认衬里层的厚度。达到设计保证性能厚度。

敲击检查：使用木制小锤轻击衬里层，根据无异常声响确认衬里无鼓泡或衬里不实。

7.2FRP增强结构玻璃鳞片涂层施工规范

7.2.1底漆施工（规范同上）

7.2.2第一层鳞片衬里施工（规范同上）

7.2.3第二层鳞片衬里施工（规范同上）

7.2.4FRP层施工

7.2.4.1在施工完第二层鳞片衬里后1－2h，待鳞片涂层梢干后就立即将一道400g/m2的粗玻璃短切毡铺上

7.2.4.2用沾满树脂的刷子或滚筒浸润玻璃纤维毡，赶尽气泡，使玻璃纤维毡浸满树脂。按同样要领进行第二层玻璃布衬里面。

7.2.4.3仔细检查固化后的FRP是否有气泡，若有，则打磨掉并进行修补。

7.2.5面层施工

7.2.5.1施工前的确认事项

（1）湿度高或有结露时必须使用除湿机除湿。

（2）后用纸砂片打磨掉突起的玻纤丝和不平整处。

7.2.5.2材料的调和

（1）配制比例：漆料 ：引发剂：促进剂 = 100 ：1.2: 0.6（重量比）（或根据气候条件调节）

（2）充分搅拌，并调整至适当粘度。

7.2.5.3施工要领

（1）上下、左右滚动，均布物料；

（2）拐角或者滚筒难以施工的部位刷涂；

（3）施工时测试湿膜厚度，不足400μm部位补涂；

（4）在涂层未固化前清除流淌的物料。

（5）使用辊筒醮取少量苯乙烯轻轻滚压衬里面，调整衬里面。

7.2.6面层衬里最终检查

在面层鳞片硬化后进行以下最终检查。

外观检查：目视、指触等确认无鼓泡、伤痕、流挂、凹凸、硬化不良等缺陷。

漏电检查：使用高压电漏电检测仪全面扫描衬里面（速度为300～500mm/s）。确认有无针孔缺陷（检查电压为4000V/mm）。

厚度检查：使用磁性测厚仪按每2m2测一处确认衬里层的厚度。达到设计保证性能厚度。

敲击检查：使用木制小锤轻击衬里层，根据无异常声响确认衬里无鼓泡或衬里不实。

7.3耐磨结构涂层施工

7.3.1底漆施工（规范同上）

7.3.2第一层鳞片衬里施工（规范同上）

7.3.3第二层鳞片衬里施工（规范同上）

7.3.4FRP层施工（规范同上）

7.3.5耐磨衬里层施工

7.3.5.1施工前的确认事项：

（1）湿度高或有结露时必须使用除湿机除湿；

（2）确认第一层鳞片的硬化状态。

7.3.5.2衬里材料的调和：

（1）按硬化剂的添加规定进行调和；

（2）充分搅拌后，再配入陶瓷粉，充分搅拌，并调整至适当粘度。

7.3.5.3衬里要领：

（1）使用泥抹子与辊筒进行施工，确保使平均厚度为0.8～1.0 mm ；

（2）使用辊筒醮取少量苯乙烯轻轻滚压衬里面，调整衬里面；

（3）如果需要衬二道耐磨层的使用树脂贴上玻璃布后再按同样要领进行第二层施工。

7.3.6耐磨面层施工

7.3.6.1材料的调和

（1）配制比例：漆料 ：引发剂：促进剂 = 100 ：1.2: 0.5（重量比）（或根据气候条件调节）；

（2）充分搅拌，并调整至适当粘度。

7.3.6.2施工要领：

（1）上下、左右滚动，均布物料；

（2）拐角或者滚筒难以施工的部位刷涂；

（3）施工时测试湿膜厚度，不足400μm部位补涂；

（4）在涂层未固化前清除流淌的物料；

（5）使用辊筒醮取少量苯乙烯轻轻滚压衬里面，调整衬里面。

7.3.7面层衬里最终检查

在面层鳞片硬化后进行以下最终检查。

外观检查：目视、指触等确认无鼓泡、伤痕、流挂、凹凸、硬化不良等缺陷。

漏电检查：使用高压电漏电检测仪全面扫描衬里面（速度为300～500mm/s）。确认有无针孔缺陷（检查电压为4000V/mm）。

厚度检查：使用磁性测厚仪按每2m2测一处确认衬里层的厚度。达到设计保证性能厚度。

敲击检查：使用木制小锤轻击衬里层，根据无异常声响确认衬里无鼓泡或衬里不实。

7.4FRP内插管施工规范

7.4.1需内衬的钢管仅限于碳钢管；

7.4.2内衬管应在衬里施工前安装；

7.4.3FRP管应预制螺栓孔并比实际安装长度要长；

7.4.4所有的内插管应根据的要求进行修剪出合适的角度和长度；

7.4.5FRP管的背面和及伸出须胶粘的部位应粗化表面；

7.4.6安装施工前应检查法兰的背面和接管的外表面是否粗化，如有未粗化的地方应用砂轮片或砂纸使其粗化

7.4.7在单面接管和须双法兰内衬的内插管，接管内表面从接管头部向法兰方向至少粗化25mm的距离以利于玻璃钢加强；

7.4.8FRP内插管前应检查清洁情况；

7.4.9在FRP内插管之前，钢管内表面和法兰面应喷砂、清洁、底漆；

7.4.10胶粘剂是树脂；

7.4.11用腻子刀或灰刀涂抹胶粘剂至内插管的法兰背面和接管的外表面，一般厚度在1.5mm厚，实际情况应根据其和钢管的间隙确定，以无间隙为准。

齐平内插管

（1）内插管从外部慢慢地旋转插入，利于气泡散出，直至内插管法兰和钢管法兰孔眼对齐，用绳索压紧法兰面，并用沾有苯乙烯的刷子赶尽多余的胶粘料（螺栓孔、法兰面、边角等处）；

（2）胶粘料固化后内插管和壁的连接处加强（用树脂浸润玻璃纤维毡）2层，加强处延伸范围至少壁75mm，内插管25mm；

（3）加强层固化后进行内衬层施工，施工应覆盖加强区域；

8、内衬中的保护与隔离

8.1不需防腐内构件的屏蔽保护：内构件用三防布包覆，用胶带粘附在内构件上，内构件在和碳钢连接的部位留出30～50mm喷砂宽度。

8.2人孔/接管口采用塑料布或彩条布捆扎，防止雨水渗入。

8.3挡板用篷布遮盖，防止喷砂损伤及喷涂溅料。

8.4在膨胀节处用三防布与外界隔开，防止砂子飞溅到外部施工场地。