畢業設計-年產15萬噸合成氨原料氣凈化脫硫工段設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 , 6h h m mD ?? 取 8hD? ,則 8 40 00 32 00 0h mm? ? ? 計算得填料層高度為 11000mm,故無需分段 壓降的計算 采用 Eckert 通用關聯圖計算填料層壓降 [10] 橫坐標為 GLww ???????? 4 7 0 1 0 5 0 1 .0 56 0 0 0 0 1 .0 5 1 0 5 0? ??????? ?? ?? ? 縱坐標為 2 0. 220. 2998 75 89 105 0 105 0 LLug??? ????? ? ? ???????????? ? u －空塔氣速， m/s g －重力加速度， ? －填料因子， m1 ? －液體密度校正系數， ? =?水 /?液 L? , G? －液體 ,氣體的密度， 3/kgm L? －液體粘度， amps LW , GW －液體，氣體的質量流量， /kgs 查圖得 / 40 /aP Z P m?? 填料層壓降為 40 11 440app? ? ? ? 塔徑與填料尺寸之比： 4000/50=80 10 所以填料選擇正確。 查得：液體的噴淋密度 l = 22m3/m 2h 填料的潤濕率 LW LW=l/α = 22/114= m3/m 2h m3/m 合適 式中 α－ 填料的比表面積， m2/m3 ； 塔截面積 A==42= 式中 A －塔截面積， m2 D － 塔徑， m ； 填料個數 N =αd3 = （ ） 3= 6160 個 /m3 式中 N － 單位體積內填料的個數，個 /m3 ； d － 填料尺寸， m ； α－ 常數， α = ； 持液量的計算： Ht = (L/de) = (1470/) = /m3填料 【 1】 式中 Ht － 總持液量， m3液體 /m3填料 ； L － 液相流率， m3/m2h ； de － 填料直徑 ,m ； 噴射再生槽的計算 槽體 再生槽直徑 D1的計算 D1 = I = 1470 150?? = m 圓整： D1 = 6 m 式中 D1 — 槽體直徑， m Ai — 吹風強 度， m3 /(hm2)， Ai = 150 m3 /(hm2) GA — 空氣量， m3/h ， GA =LtCi = 1470 = 3528 m3/h Ci — 噴射器抽吸系數， m3/m2，設 Ci=再生槽擴大部分直徑 D2的計算 D2 = + D1 = +6 = m 再生槽高度計算 H1 = DLT? = 14708/6260 = m 圓整： H1 = 7 m 式中 H1 － 再生槽有效高度， m； η－ 溶液在再生槽內的停留時間， min， η取 8min； HT = H1 + H2 + H3 = 7 + + = 9 m 式中 HT － 再生槽高度， m； H2 － 噴射器出口到槽底距離， m， H2 取 m H3 － 擴大部分高度， m， H3 取 ； 噴射器 (1) 噴嘴的計算 噴嘴個數， n 個 n = LT/Li = 1470/200 = 個 圓整： n = 8 個 式中 Li — 每個噴射器溶液量， m3/h，取 Li =200 m3/h ； 噴嘴孔徑， di， m di = i = 85 3600 25?? = m 式中 Wi — 噴射處溶液流速， m/s， Wi = 25 m/s 溶液入口管直徑， di ， m di =3di = 3 = m 噴嘴入口收縮段長度， L5， mm L5 = 2/2 1?tg dd iL?= （ 14/2） = m 式中 α1 — 噴嘴入口收縮角， α1 = 14176。 噴嘴喉管長度 L6 ， m L6 = 3mm 噴嘴總長度 L7 ， m L7 = L5 + L6 = + = m (2) 混合管的計算 混合管直徑 dm ， m dm = imd = 20 .7 8 5 8 .5 0 .0 5 3 2?? = m 式中 m — 噴射器形狀系數，取 m = 選 θ1685的管 混合管長度 L3 ， m L3 = 25dm = 25 = m 圓整： L3 =4 m (3) 吸氣室的計算 空氣入口管直徑 da ， mm da = AAGWn? = ? = 211 mm 選 θ245 WA — 管內空氣 流速， m/s，取 WA = m/s ； 吸氣室直徑 dM ， mm dM = ad = 232? = 408 mm 選 θ4269的管 吸氣室高度 L1 取 L1=350mm 吸氣室收縮長度 L2 L2 = 2/2 2?tg dd mM? = 408158/2tg（ 30/2） = mm 式中 α2 — 吸氣室收縮角，取 α2 = 30176。 尾管直徑的計算 de =eiWL = （ 200/1） = 266 mm 選 θ299? 的管 式中 de — 尾管直徑， mm ； We— 尾管中流體速度， m/s，取 We = 1 m/s ； 擴張管長度的計算 L4 = 2/2 3?tg dd me?= 284158/ 2tg（ 7/2） = 1030 mm 式中 L4— 擴張管長度， mm ； α3— 擴張角，取 α3 = 7176。 輔助設備的選型 液體分布裝置 采用溢流槽式布液器，具體尺寸如下表 ： 表 溢流分布器尺寸 塔徑 (mm) 噴淋槽 分配槽 液體負荷范圍 外徑（ mm） 數量 中心距（ mm） 數量 中心距（ mm） （ m3/h） 4000 D25 8 375 2 1350 30～ 600 槽寬 140mm，高度 340mm 液體再分布器 采用梁型再分布器，具體尺寸如下： 表 梁型再分布器尺寸 塔徑（ mm） 盤外徑（ mm） 螺栓圓直徑（ mm） 分塊數 升氣管數 液體負荷范圍（ m3/h） 4000 2962 2835 28 9 20～ 820 填料支承板 采用梁型氣體噴射式支承板，具體尺寸如下 ： 表 梁型氣體噴射式支承板尺寸 塔徑（ mm） 板外徑（ mm） 梁的條數 承載能力（ Pa） 近似重量（ N） 4000 2962 9 23520 3050 支承板采用塑料材料，板厚 6mm，最大液體負荷 200m3/m2h ，最大跨度 1600mm 填料壓板 采用床層限制板，限制板外徑比塔徑小 25mm，用塑料制品 封頭 選用橢圓型封頭，具體尺寸如下： 表 橢圓型封頭尺寸 橢圓型封頭內徑（ mm） 曲面高度 (mm) 直邊高度 (mm) 內表面積（ m2） 容積（ m3） 4000 1000 50 塔的總高： H = 11000+5700+5000+1000=22700m 裙座 選 5m 人孔 ， 手孔 人孔選用 θ600，手孔選用標準尺寸 DN250 加強圈 加強圈選用 6 個，每 6 設備穩定性及機械強度校核計算 壁厚的計算 塔體壁厚 [1] ? ? 22 cid t cPD cP? ????? 選用 235QC? 查表得 125t MP? ? MP? ?? 2c? 雙面腐蝕取 4 0 . 1 3 9 4 0 0 0 5 5 64 4 6 . 2 32 1 2 5 1 0 . 1 3 9 2 4 9 . 8 6 1d mm? ?? ? ? ? ?? ? ? 考慮鋼板厚度負偏差及沖壓減薄量，圓整后取 10n mm? ? 厚的 235QC? 鋼板作筒體 封頭壁厚 采用標準橢圓形封頭，雙面對接焊縫 100%探傷 ?? 設計壁厚 d? 按下式計算 [1] ? ? 22 0 .5cid t cPD cP? ????? 9 4000 42 125 1 9 4 mm???? ? ? ???? 考慮鋼板厚度負偏差及沖壓減薄量，圓整后取 10n mm? ? 厚的 235QC? 鋼板作封頭，所以塔體壁厚和封頭壁厚均取 10n mm? ? 校核罐體與封頭水壓試驗強度的計算由下式 [1] ? ? 2 sT i eT ePD??????? 式中 1 . 2 5 1 . 2 5 0 . 1 3 9 0 . 1 7 3 7 5Tap p M P? ? ? ? 1 0 4 .8 5 .2en c m m??? ? ? ? ? 12 4 c c? ? ? ? ? 徑向應力 235s MP? ? 則 ? ?2T i eT ePD ?? ??? ? ?0 .1 3 7 5 4 0 0 0 5 .22 5 .2??? ? ? 0. 9 0. 9 1 23 5 21 1. 5s MP? ? ? ? ? sT ?? ? 所以水壓試驗滿足強度要求 機械強度的校核 質量載荷 塔設備的質量包括塔體，裙座體，內構件，保溫材料，扶梯和平臺及各種附件等的質量，還包括在操作，停修或水壓試驗等不同工況時的物料或充水質量。 設備操作時的質量 0 1 2 3 4 5 aem m m m m m m m? ? ? ? ? ? ? 式中 1m? 塔體和裙座質量， kg 2m? 內件質量， kg 3m? 保溫材料質量， kg 4m? 平臺，扶梯質量， kg 5m? 操作時塔內物料質量， kg am ? 人孔，接管，法蘭等附件質量 ,kg em ? 偏心質量， kg 其中 2211 1 24 ()m D D H??? ? ? ? 2 2 314 ( 4 3 . 9 8 ) 2 1 . 7 7 . 8 1 02 1 2 1 6 . 7 kg?? ? ? ? ?? 22 3 .9 8 1 1 5 4 .34m ?? ? ? ? 7431kg? 3 0m? 取籠式扶梯 2 2 22 .7 45 .4L H m? ? ? ? 4 4 0 4 5 .4 1 8 1 6m kg? ? ? 25 41 0 5 0 6 8 .6 3 .9 8 1 1m ?? ? ? ? ? 9852396kg? 0am? 0em? 所以 0 2 1 2 1 6 7 4 3 1 1 8 1 6 9 8 5 2 3 9 6m ? ? ? ? 9882860kg? 風載荷 風載荷的計算 根據塔高將其分五段，分別為 ,5m,5m,5m,： 2 兩相鄰計算截面間的水平壓力為 [1] 61 2 0 10i i i i eip k k q f L D ??? 式中 ip －水平風力， N 0q －基本風壓，查表但均不應小于 250N/ m2 ,取 400N/m iL －第 段計算長度， mm if －風壓高度變化系數，按表選取 1k － 體型系 數，圓柱直立設備取 eiD － 塔設備各計算段的有效直徑， mm 2ik －風振系數 風振系數 K2i： K2i = 1 + miζ 式中 mi－ 脈動系數 ,； ζ－ 動力系數 ,； K21 = K22 = K23 = K24 = 1 + ? = K25 =1 + ? = 代入式中得 61 1 21 0 1 1 1 10ep k k q f L D ??? 60 . 7 2 . 1 2 4 0 0 0 . 8 2 7 0 0 ( 4 0 0 0 2 0 ) 1 05103 N?? ? ? ? ? ? ? ?? 2p 61 22 0 2 2 2 10ek k q f L D ??? 60 . 7 2 . 1 2 4 0 0 0 . 8 5 0 0 0 ( 4 0 0 0 2 0 ) 1 04725 N?? ? ? ? ? ? ? ?? 2345p p p p? ? ? ?4725N 風彎矩的計算 在計算風載荷時，常常將塔設