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文檔簡介

1、精選優質文檔-傾情為你奉上畢 業 設 計請嚴格按照學校的畢業論文格式!另外,去掉頁眉,去年開始畢論文時,我就說過論文要查重復率,超過30%就算抄襲。希望你認真撰寫自己的論文。 題 目5萬噸/年合成氨原料氣脫碳及再生工藝設計畢業設計(論文)任務書學生姓名丁錦專業班級化工1102指導教師姬喬娜工作單位化學與制藥工程系設計(論文)題目年產5000萬m3合成氨原料氣凈化脫碳工藝設計設計(論文)主要內容:在合成氨工業中不論用什么原料及方法造氣,經變換后的合成氣中都含有大量的CO2,這些CO2如果不在合成工序之前除凈,不僅耗費氣體壓縮功,空占設備體積,而且對后續工序有害。此外,CO2還是重要的化工原料,因

2、此合成氨中原料氣凈化脫碳很有必要和意義。本課題對合成氨原料氣凈化脫碳的生產車間進行設計,對設備選型、車間布置進行較全面的闡述,對我國化學工業的發展和國民的健康有著重要意義。要求完成的主要任務及其時間安排:目標:完成年產5000萬m3合成氨原料氣凈化脫碳工藝設計,撰寫設計說明書。要求:1. 設計合成氨原料氣凈化脫碳的工藝流程框圖,并對工藝過程作說明2. 進行物料衡算、熱量衡算3. 設備選型與布置4. 繪制工藝流程圖(2#圖紙)、車間平面布置圖(1#圖紙)、主體設備圖(2#圖紙)5. 撰寫設計說明書(要求請參考本科畢業設計(論文)工作手冊)。時間安排:2013.12.23-2013.12.29(第

3、17周) 安排設計題目,明確設計內容。2013.12.30-2014.01.10(第18-19周) 查閱有關資料,完成開題報告初稿并交老師審閱。2014.02.17-2014.02.21(第1周) 提交正式開題報告,制定工藝流程。2014.02.24-2014.03.07(第2-3周) 完成物料衡算、熱量衡算。2014.03.10-2014.04.04(第4-7周) 完成設備選型,撰寫設計說明書。2014.04.07-2014.05.02(第8-11周) 完成工藝流程圖、車間布置圖與主體設備圖的繪制。2014.05.05-2014.05.23(第12-14周) 完成論文初稿,指導老師審閱并交學

4、生修訂,裝訂成冊。2014.05.26-2014.06.06(第15-16周) 進行畢業答辯。必讀參考資料:1 孟巖.合成氨的生產方法以及工藝流程研究J科教文匯,2008(上旬刊):279.2 王紹貴.二氧化碳脫除工藝及發展趨勢J.瀘天化科技,2000,2:100-104.3 王之德.值得推廣的節能型MDEA脫碳新技術J.四川化工,1995,2,51。4 張宏偉.MDEA溶液脫碳工藝在合成氨中的應用J.小氮肥設計技術,2005,26(6):31-32.5 吳永由,覃富智. ACT-1在富島合成氨裝置脫碳系統的應用J.大氮肥,2005,28(5):299-300.6 姜淮,李正西. NHD脫硫脫

5、碳工藝在合成氨裝置的應用J.化肥設計,2008,46(6):30-32.7 周小宏.小型合成氨廠脫碳工藝的選擇J.山西化工,1995,3:38-41.8 姜宏,譙中惠,郜豫川.新型變壓吸附脫碳技術在合成氨廠的應用J.低溫與特氣, 2005, 23 (6):28-31.9 Savage D W, G Astarita, S Joshi. Chemical absorption and desorption of carbon dioxide from hot carbonate solutionsJ. Chem Eng Sci, 1980,35:1513.10Tseng P C, W S Ho,

6、 D W Savage. Carbon dioxide absorption into promoted carbonate solutionsJ.AIChE J,1988,34(6):922-93111 徐世仁等,化工類畢業設計(論文)寫作指導,化學工業出版社,201112 劉光啟,馬連湘等. 化工物性算圖手冊M.北京:化學工業出版社,200213 蔣作良. 藥廠反應設備及車間工藝設計M. 中國醫藥科技出版社,199414 王靜康.化工設計第二版M. 北京:化學工業出版社,200615 匡國柱,史啟才主編,化工單元過程及設備課程設計M,北京,化學工業出版社,2008 指導教師簽名: 教研室主

7、任簽名: 畢業設計(論文)開題報告題目年產5000萬m3合成氨原料氣凈化脫碳工藝設計1目的及意義(含國內外的研究現狀分析): 合成氨工業的迅速發展促進了一系列的科學技術和化學合成工業的發展。隨著科學技術的進步和生產能力的不斷發展,合成氨工業在國民經濟的基礎作用會越來越重要,而脫碳工段又是合成氨必不可少的工段之一,其能耗約占合成氨廠的總能耗的10%左右。因此,脫碳的工藝能耗的高低,對氨廠總能耗的影響很大,國內一些較先進的合成氨工藝流程,基本都選用了低能耗脫碳工藝。我國合成氨工藝能耗較高,脫碳工藝技術也比較落后,因此,推廣應用低能耗的脫碳工藝,非常有必要。 如果原料中的二氧化碳不能在合成氨工藝前及

8、時除凈,就會使合成氨中的催化劑中毒,致使生產無法進行下去,導致巨大的損失。此外,二氧化碳是制造純堿,碳酸氰胺,化肥等重要原料,二氧化碳的脫出和回收是脫碳過程的重要任務,在合成氨中有著比較重要的地位。 隨著合成氨工業的飛速發展與國際經濟的迅速變化,合成氨工業的經濟性急需要提高,來降低成本,抵御風險,就不同的脫碳工藝進行深入研究,以達到成本最低化,資源有效化。因此,在國際經濟與國家政策的前提下,將合成氨的風險和利潤投入到中間工序脫碳工段降低成本,此工藝能有效的縮短流程,降低能源的消耗,減少污染排放,在提高產品的附加值的同時也能填補國內脫碳工藝的空白,并且為合成氨的進步積累寶貴的經驗。 本課題的主要

9、目的是為了尋找出一套合理的脫碳的工藝,以獲得較高純度的凈化氣。提高二氧化碳的回收率,簡化合成氨脫碳的流程,降低生產能耗,達到生產的較高的經濟效益指標.現在的合成氨脫碳的方法大致有這些:活化劑ACT1,本菲兒法脫碳系統aMDEA®,N一甲基二乙醇胺MDEA,聚乙二醇二甲醚的混合物NHD,(這里要標出其中文工藝名)等,下面大致的介紹一下各種脫碳的方法,ACT1具有愿優良的質量傳遞,提高了溶質在溶液中的質量傳遞速度,更有利于改進氣一液相平衡,更好的化學穩定性1;aMDEAR利用操作溫度上的不同,從而達到節能的目的2;MDEA具有極好的選擇吸收能力,與酸性氣體溶解熱最低,穩定性好3,MDEA

10、蒸氣壓低;NHD劑的豐要成分為聚乙二醇二甲醚的混合物,屬于物理吸收溶劑4。NHD溶劑不儀對CO和CO2等酸性氣體有較強的吸收能力,而且能選擇性地脫除合成氣中H2S。對脫碳工段的各個單元生產指標的計算和對比,對于這次的設計我覺得選擇NHD相對來說比較好。2基本內容和技術方案:在合成氨工業中不論用什么原料及方法造氣,經變換后的合成氣中都含有大量的CO2,這些CO2如果不在合成工序之前除凈,不僅耗費氣體壓縮功,空占設備體積,而且對后續工序有害。此外,CO2還是重要的化工原料,因此合成氨中原料氣凈化脫碳很有必要和意義。本課題對合成氨原料氣凈化脫碳的生產車間進行設計,對設備選型、車間布置進行較全面的闡述

11、,對我國化學工業的發展和國民的健康有著重要意義。NHD脫碳工藝流程見圖1。 圖1 NHD的脫碳工藝圖1,12一換熱器;2,9,IO,11,13一分離器;3一脫碳塔;4一高壓閃蒸槽;5一低壓閃蒸槽;6一鼓風機;7,14一溶液泵;8一汽提搭;15,16一水力透平來自NHD脫碳工序的原料氣從塔頂噴淋而下在填料層內逆流接觸,從而脫除其中的CO:,脫碳塔頂出來的凈化氣經過氣液分離器后,進入板式氣體換熱器升溫至34左右后去甲烷化裝置。脫碳塔底排出的NHD富液經水力透平回收能量后去高壓閃蒸槽,其操作壓力為12 MPa。從高壓閃蒸槽排出的富液再經另1臺水力透平回收能量后進人低壓閃燕槽,其操作壓力為018 MP

12、a。高壓閃蒸氣含氫高達23左右,為了充分同收這部分氫氣,通過l臺閃蒸氣壓縮機增壓后返回脫硫塔。該項技術措施可回收CO,體積分數為985的低壓閃蒸氣送人尿素裝置生產尿素。經過閃蒸的NHD富液由富液泵打至氣提塔段上部,自上而下與從塔底上升的氮氣在填料層內逆流接觸進行氣提再生,經氣提再牛后的NHD貧液從氣提塔底排出,經脫碳貧液泵升壓后,再經氨冷器冷卻到一5,然后去脫碳塔頂部循環使用。41吳永由,覃富智. ACT-1在富島合成氨裝置脫碳系統的應用J.大氮肥,2005,28(5):299-300.2 王紹貴.二氧化碳脫除工藝及發展趨勢J.瀘天化科技,2000,2:100-1043張宏偉.MDEA溶液脫碳

13、工藝在合成氨中的應用J.小氮肥設計技術,2005,26(6):31-32.4姜淮,李正西. NHD脫硫脫碳工藝在合成氨裝置的應用J.化肥設計,2008,46(6):30-32.3進度安排:2014.02.17-2014.02.21(第1周) 提交正式開題報告,制定工藝流程。2014.02.24-2014.03.07(第2-3周) 完成物料衡算、熱量衡算。2014.03.10-2014.04.04(第4-7周) 完成設備選型,撰寫設計說明書。2014.04.07-2014.05.02(第8-11周) 完成工藝流程圖、車間布置圖與主體設備圖的繪制。2014.05.05-2014.05.23(第12

14、-14周) 完成論文初稿,指導老師審閱并交學生修訂,裝訂成冊。2014.05.26-2014.06.06(第15-16周) 進行畢業答辯。4指導老師意見:指導教師簽名: 年 月 日 1.概述1.1原料氣脫碳的目的和意義1.2原料氣脫碳工藝概述1.3工藝的選擇2.吸收塔的物料衡算和熱量衡算3.吸收塔的機構設計4.輔助設備設計與選型附錄致謝論文至少要包含上述四章內容,請補充1.1 NHD的脫碳原理還要介紹其它工藝方法1.1.1 NHD溶劑的物理性質 NHD溶劑的主要成分是聚乙二醇二甲醚,分子式為,式中n=28,平均分子量為250270。其物理性質(25)見表1:表1 NHD的物理性質1.1.2 計

15、算的熱力學基礎 NHD溶劑在脫碳過程具有典型的物理吸收特征。 二氧化碳氣體在工藝氣體中分壓不太高時,它在NHD溶劑中的平衡溶解度能較好地服從亨利定律: 當氣相壓力不高時,氣相中各組分的分壓可按道爾頓分壓定律來描述: 在一定時,提高氣相總壓P,可溶氣體在NHD溶液中的濃度,將增大,此時實行氣體吸收過程。若氣體i為二氧化碳,即為脫碳過程。反之,對已經溶解了大量二氧化碳的NHD溶劑,在溫度及不變的情況下,降低氣相總壓,氣體i從溶液中釋放出來,形成閃蒸過程。閃蒸后的NHD溶液中還有少量的氣體i,此時可往溶液中鼓入不含氣體i的空氣等惰性氣體,繼續降低氣相中i的濃度,可進一步降低溶液中i氣體的濃度,達到溶

16、液再生的目的,使之重復用于吸收。在二氧化碳氣體與NHD溶劑之間進行傳質過程的同時,氫氣、氮氣、甲烷、一氧化碳等氣體與NHD溶劑吸收和解吸,但與二氧化碳氣體的溶解度相比,這些氣體在NHD溶劑中的溶解度要小得多(表2)表2 各種氣體在NHD溶劑中的溶解度由于硫化氫和有機硫在前面的脫硫工段已經脫除了大部分,剩下的含量很少,故可以可作NHD只吸收二氧化碳,其它氣體則為惰性氣體。1.1.3計算的動力學基礎通過對NHD溶劑吸收的傳質研究,測得系統的擴散系數 系統的液膜傳質系數與溫度的關系式: NHD溶劑吸收的速率方程式可以寫成: NHD溶劑吸收時的傳質阻力主要是在液相,對此物理溶解過程有: 在過程速率主要

17、取決于在NHD液相中的擴散速率情況下,則上式可簡化為 提高氣相壓力對無明顯影響,但提高了,從而增大了吸收的推動力,也增大??梢姡岣呶諌毫μ岣呶账俾适怯欣?。 若降低吸收溫度,則一方面提高了H值(即提高了值),另一方面溫度降低會使同樣的液相濃度的平衡分壓降低,吸收的推動力將增大。因此降低吸收溫度,會極大地增加吸收速率。由于NHD溶劑吸收CO2是個液膜控制過程,因此在傳質設備的選擇和設計上,應采取提高液相湍動、氣液逆流接觸、減薄液膜厚度及增加相際接觸面積等措施,以提高傳質速率。2.1 脫碳及再生工藝參數的選定2.1.1 脫碳流程的選擇 鑒于聚乙二醇二甲醚脫除CO2是個典型的物理吸收過程,從

18、1965年至今二十多年來,世界上幾十個工業裝置都采用吸收閃蒸氣提的溶液循環過程,其中閃蒸操作可分為幾級,逐級減壓,高壓閃蒸氣中含有較多的氫氣等有用的氣體,一般讓它返回系統予以回收,或做燃料用,低壓閃蒸氣含CO2可達到93%以上,常用之于尿素生產。經閃蒸、氣提等手段再生的溶液充作半貧液進入脫碳塔中部,用以吸收進口氣體中大部分CO2。進入脫碳塔頂的貧液來自熱再生塔,由于這部分溶液的再生更徹底,溫度也不高,因此降低了塔頂CO2 的平衡分壓,保證了凈化氣中CO2含量小于1.0%的指標。NHD溶劑的飽和蒸汽很低,氣相中帶走的溶劑損耗極少。因此,不設溶劑洗滌回收裝置。2.1.2氣提劑的選擇本設計采用氮氣作

19、為氣提氣,因此,解決了溶液中硫化物的氧化析硫問題,改善了整個系統的可操作性,更是脫碳塔以預飽和CO2的溶液作貧液這種先進工藝的采用的先決條件。2.1.3塔型的選擇NHD溶劑吸收二氧化碳的傳質速度較慢,而且低溫操作下的溶劑粘度大,流動性差。所以需要較大的氣液傳質界面。因此,我們選用了操作彈性較大的填料塔。在國外已經運轉的聚乙二醇二甲醚氣體凈化工業裝置,也多采用填料塔。同樣,解吸過程也采用填料塔。 關于填料,可以根據發展情況,考慮選用50×25碳鋼階梯環,也可使用50×25玻纖增強聚丙烯階梯環,但必須有低溫長期使用的經驗后方可使用。由于此次設計的溫度不低,故為選用聚丙烯階梯環。

20、2.1.4 脫碳再生操作溫度的選定在吸收壓力及進脫碳塔氣的CO2濃度為定值時,二氧化碳在聚乙二醇二甲醚中的平衡溶解度隨溫度降低而升高。圖1 吸收溫度對脫碳氣中CO2 含量的影響所以,降低脫碳溫度,有利于加大吸收能力,減少溶液循環量和輸送功率,也有利于提高凈化度。更由于溶劑蒸汽壓隨溫度降低而降低,可使系統的溶劑損耗減少,但低溫下的溶劑粘度大,傳質慢,增加了填料層高度和冷量損失。 據計算,脫碳負荷,填料層高度,吸收壓力等條件均相同時,脫碳貧液溫度為25時,凈化度為0.2%,貧液溫度降低到-1,凈化度可達0.06%。在這里脫碳塔的操作溫度選27。對于二氧化碳的再生,其操作溫度選常溫,25。2.1.5

21、 脫碳再生操作壓力的選定 吸收的壓力越高,越有利于物理溶劑的吸收能力的提高。以下是兩套不同吸收壓力的工業裝置的運行數據: 從表中可以看出,2.7MPa的吸收壓力明顯優于1.7MPa。但合成氨廠的脫碳壓力往往由壓縮機型及流程總體安排所決定,只要脫碳系統的二氧化碳的分壓達到0.4MPa以上,用NHD脫碳都可以獲得良好的綜合技術經濟指標。所以,我這次設計吸收壓力為1.4MPa,二氧化碳的分壓為0.42MPa。 解吸的操作壓力我選常壓,即一個大氣壓,這樣有利于設備的運行。2.1.6脫碳塔氣液比的確定在其它工藝條件不變時二氧化碳凈化度隨著氣液比的增大而降低。下表中模式數據顯示了這種影響。從該表中看到,在

22、吸收再生條件均相近的情況下,吸收塔氣液比越小,凈化度越高。(吸收壓力均在2.52.8MPa,吸收溫度均在2634,氣提空氣/溶劑在18.223.6)。如表3所示:表 3全部表用三線表,并標序 號氣  液  比溶劑吸收CO2能力m3(標)/m3CO2mol%進塔氣凈化氣143.211.025.60.1249.812.926.20.4354.014.226.00.4462.016.227.21.4若要保證一定的CO2凈化度,則氣液比提高所產生的不利影響,需通過提高填料層高度來彌補。下表列出了在某工藝條件下,將CO2由進口的41.73%脫到0.5%的對比數據。

23、如表4所示:表 4序  號ABCDEFGH氣液比80.778.984.273.769.266.063.561.9脫碳能力m3(標)/m363.555.744.734.429.929.226.825.2凈化度CO2%0.0200.0160.7130.0860.0530.0200.0170.0152.1.7 冷凝器的位置及選定 脫碳操作溫度接近于常溫,所以進塔溶液需要冷凍措施。我們選用液氨為冷源,使溶液溫度保持在25左右。 根據國外同類型運轉工廠的經驗,冷凝器的位置有兩種,一種冷卻貧液,一種是冷卻富液。兩種方法各有千秋。用冷凝器冷卻貧液的有美國奧馬哈氨廠,西德的一些工廠以及TV

24、A的有關報價材料。它的優點是,控制進脫碳塔貧液溫度比較直接,經冷卻后的低溫管道較短,其它設備操作溫度均稍高,這樣有利于氣提過程及減少冷量損失。缺點是傳熱溫差小,溶劑損耗大。另一種冷卻富液,即冷卻剛出脫碳塔的富液。采用這種冷凝器位置的有加拿大希爾哥頓公司氨廠,加拿大工業公司氨廠等。它的優點是傳熱溫差大,有利于減少傳熱面積。(因為整個脫碳系統中,富液溫度最高)整個脫碳系統操作溫度都較低,溶劑損耗少。然而帶來的缺點是不利于解吸過程,低溫管道設備多,冷量損失就大。 本次設計脫碳系統的半貧液冷卻采用第一種位置,貧液是由熱再生塔來,經溶液換熱后再用氨冷卻,屬于第一種位置。2.1.8腐蝕及材料選擇NHD溶劑

25、本身無腐蝕性,并能在有些原來的腐蝕的脫碳系統內抑制腐蝕,這是因為NHD溶劑吸收了水分,減輕了CO2對碳鋼的腐蝕。但在高溫和有二氧化碳和水蒸汽存在的情況下,對設備有一定的腐蝕作用。因此,脫碳系統的大部分設備脫碳塔、氣提塔,閃蒸槽等都可用低合金鋼鋼制作,僅部分內件,如除沫器,液體分布器,填料支承及壓板等,采用不銹鋼材料。 管道間墊片可用石棉,機械密封材料可選用硅橡膠,聚丙烯和聚四氟乙烯,一般的高分子材料慎用。 NHD溶劑是油漆的溶劑,管道和設備內表面不能使用涂料,偶爾接觸NHD溶劑的設備防腐涂層可用環氧樹脂漆。專心-專注-專業3 吸收過程的工藝計算已知條件:進口氣體組成:組成CO2COH2N2CH

26、4合 計含量/%0.20.2620.3320.1910.015100.00工藝參數: 原料氣壓力:常壓;進脫碳塔氣體溫度:25;脫碳塔操作壓力:P=1.4MPa;脫碳塔操作溫度:t=27;進脫碳塔溶液含二氧化碳的量:0.001進脫碳塔溶液溫度:25;閃蒸槽操作壓力:常壓;閃蒸槽操作溫度:25; 進氣提塔氮氣溫度:30; 氣提塔操作壓力:26.66kpa; 氣提塔操作溫度:25; 年工作日300天,其余數據根據生產實際情況自定。設計目標:出脫碳塔凈化氣組分中CO2含量1.0%;再生氣組分中CO2%回收率93%脫碳塔壓差;氣提塔壓差。3.1物料恒算原料氣在通過吸收塔的過程中,二氧化碳氣體不斷被吸收

27、,故氣體總量沿塔高而變,液體也因其中不斷溶入二氧化碳組分,其含量也沿塔高而變,但是塔的惰性氣體量和溶劑量是不變的。進塔氣的的平均摩爾質量為 進塔氣的摩爾流量: 第一步就不對,注意題目是5000萬立方米!不是5000噸。直接導致后面的計算都錯了進塔氣中的流量: 惰性氣體的流量: 則原料氣中各組分的物質的量為: kmol/h 其中惰性氣體的物質的量為:進塔氣中的摩爾比為:出塔氣中的摩爾比為:進塔溶液中的摩爾比為:塔操作壓力下的分壓為: 以煤為原料的變換氣中在25,0.42MPa下在碳酸丙烯的溶解度為13.8(標)。NHD在同樣條件下的溶解度是碳酸丙烯的1.15倍,則在25,0.42MPa下NHD的

28、溶解度為(標) 凈化氣的流量為: 凈化氣摩爾流量為:凈化氣中的流量為: 則被NHD吸收的流量為: 被NHD吸收的摩爾流量為:則吸收所需的NHD的量為:其摩爾流量為:取NHD中的雜質含量為0.5%,則真實所需的NHD為:其摩爾流量為: 根據全塔的物料恒算,求出在液相中的摩爾比為其摩爾分數為: 從塔底流出的富液量為:凈化氣各組分含量由求出,列表4.1表 4.1組成CO2COH2N2CH4合 計含量%132.441.123.641.86100.003.2熱量恒算全塔的熱量平衡式為: 3.2.1原料氣帶入的熱量當氣體壓力不高時,有其中氣體的比熱容,而,查將數據代入可得氣體中各組分的比熱容,列表4.2表

29、 4.2 組分CO2COH2N2CH48.82311.4297.31811.28310.021 原料氣帶入的熱量為:3.2.2單位時間內氣體的溶解熱 單位時間內氣體的溶解熱為 式中為二氧化碳溶于NHD的溶解熱, 3.2.3進塔溶液帶入的熱量進塔溶液帶入的熱量 式中為NHD的比熱容, 3.2.4凈化氣帶出的熱量由工程上操作可知氣體出塔溫度與操作溫度相同,則 其中氣體的比熱容,而, 查將數據代入可得氣體中各組分的比熱容,列表4.3 組分CO2COH2N2CH48.94912.3676.89512.14710.826 凈化氣帶出的熱量為: 3.2.5塔底富液帶出的熱量塔底富液帶出的熱量 式中,為單位

30、時間已溶氣體的焓,則由可以求出富液帶出的熱量為富液的溫度為: 溶液溫度升高了4。3.3吸收塔的工藝設計3.3.1 塔徑及氣速的計算塔內氣體的密度 將進塔氣換成操作壓力下的體積流量,中壓以下由可知,則 塔內氣體的質量流量為塔內氣體的質量流量為采用??颂赝ㄓ藐P聯圖計算泛點氣速,其橫坐標為 查圖得縱坐標為 27時, 水的密度, 則 查表知:DN50塑料階梯環,解得 擬定操作空塔氣速 由 圓整取塔徑為1.6m。校核: 故所選填料規格適宜。取 最小噴淋密度操作噴淋密度>符合生產要求。此時,實際操作空塔氣速 泛點率為 經校核D=1.8m符合要求。 4.3.2填料層高度的計算取純溶劑的流量為最小流量的

31、1.8倍,則 由 m=0.58的吸收因數 氣相總傳質單元數為: =8.8m NHD的擴散系數 溶解度系數H與相平衡常數m的轉換: NHD系統的液膜擴散系數與溫度的關系為 對于物理的溶解過程,有,在該系統有 氣相總體積吸收系數為氣相總傳質單元高度為:填料層高度為:4.3.3塔厚度的計算 本塔選用GB6654.16MnR低合金鋼,查得t=27時的許用壓力,低合金鋼單面腐蝕裕度取,采用雙面對接焊縫,局部探傷,取,則筒體的設計厚度為 圓整后取10mm,負偏差, 則塔體的名義厚度塔體的有效厚度4.3.4塔壓降的計算在計算塔徑時,由Ecken關聯圖可知其橫坐標為1.523,填料的降壓因子,則縱坐標由Eck

32、en關聯圖可知填料,則 全塔的填料層降壓為l 4.3.5輔助設備的計算和選型 吸收塔氣體的進料管管徑進塔氣流速為 查得氣體在中壓下的流速為15m/s,則管徑查表選用的無縫鋼管,其內徑 重新核算氣體在管內的流速 液體輸送管管徑進液管選用碳鋼管,則其管徑其雷諾數故為層流。查表選用鋼管,出塔液管徑選鋼管。填料層壓板的計算填料層設置壓板的必要條件為 其中為最大氣速,這里取空塔氣速0.625m/s則 故需要加壓板,塑料填料選用固定式壓板,壓板的開孔面積等于填料的孔率,則 開孔的縫隙取填料直徑的0.6,則 支撐板的選取 支撐板的開孔面積為填料的孔隙率,為,這里取100%塔截面。液體分布器這里選用盤式分布器

33、,盤上開有的小孔和直徑小于15mm的溢流管,發布盤直徑為塔直徑的0.6,則盤中的液面高度為塔徑的1/6,則開孔數 個噴射器的設計1)噴嘴的個數 ,式中為每個噴射器的溶液量,這里取,則個2)噴嘴孔徑 ,式中為噴嘴處的流速,通常,這里取22m/s,則 3)噴嘴入口收縮管長,式中為噴射入口收縮角,取則 取噴嘴喉管長,則噴嘴管總長為4)裙座高度的選擇對于該塔,裙座體材料采用16MnR,高度為3m,厚度為30mm,并開設人孔,頂部有50mm的排氣孔,在底部開設排液孔。裙座上端與塔體的底封頭焊接,下端與基礎環、筋板焊接。4.3.6塔體的強度校核水壓試驗16MnR屈服極限為,則試驗壓力 則水壓試驗合格。封頭設計封頭厚度取筒體厚度,直邊高度取40mm。取長短軸比值為2的橢圓封頭,則短軸高 , 封頭的最大允許工作壓力 則封頭的

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