產30萬噸硫酸畢業設計說明書-資料下載頁

　　

【正文】 省了維護和維修的費用。塔底設計一般分為碟型底和平底兩種方案。本次模擬 工程設計結合以上兩種塔底結構的優點，并根據大型化干吸塔的特點，將干吸塔設計成具有塔底出酸優點的平底結構，即將塔底設計成外部平底內部錐形的結構，出酸口在錐形底的中央最低點。這種結構同蝶形底結構一樣不需要大的混凝土平臺，設計若干根支腿支撐整座塔重量，生產或停車時都可使塔底積酸全部排盡。為防止降塔內填料碎片帶至循環槽打壞酸泵葉輪，在出酸口一般都設置防渦流裝置 。 填料的選擇 硫酸工業用的填料 ,除了要考慮適用于在較高的溫度下具有耐腐蝕的性能外 ,還應具備一般的填料如下的通性： 1．通性大，壓降小，在一定 的淋灑密度下，泛點氣速高。 2．效率高，傳質性能好，傳質系數要大。 3．操作彈性大，操作性能穩定，能適應操作條件的變化。 4．抗污，抗堵的性能好。 5．最低濕潤率要小，且具有較大的比表面積和空隙率，并能有效地利用。 6．強度大，破損小。 7．價格低廉，來源容易。 因此，本次干燥塔的填料采用瓷質矩鞍型 [5]。 塔徑的計算 塔徑 [4] 進干燥塔的空氣量 26 [4] m3/h 干燥塔空塔氣速 取 w= m/s 塔徑 D m,圓整取 D= m 噴淋密度 L 已知：噴淋酸 40 , 98%H2SO4, m=, m3 噴淋密度 m3/() 傳質面積的計算 傳質面積 F= [1] ， m2 其中： G——被吸收的水蒸氣 kg/h ——吸收推動力， Pa K——吸收系數， kg/() 的計算 ——吸收過程始末液面上被吸收氣體的平衡壓力 ； 。 27 [1] K= A=() u= m/s K= = [1] = m2[1] 填料高度 Hp= ,m D= m, a=200 m2/m3 填料容積 Vp m3 Hp [1] 取填料高度 m。 壓力降 G ,Pa 其中： ——填料層的壓降， Pa； 28 ——阻力系數，查圖得 Z——填料層的高度，取 m。 G——氣體密度， kg/m3 G = 標 kg/m3 [1] 操作氣速的校核 2 0 . 2 0 . 2 5 0 . 1 2 53l o g [ ( ) ] 1 . 7 5 ( ) ( )GGF LLLW LAgG??? ?? ? ??? 取瓷矩鞍填料，則 3 ?? ? ，公稱尺寸 DN=25 mm ， A= G= kg/m3，L= kg/m3， L=13 cP G= kg/h, L= kg/h, g= m/s2 代 入計算得： WF= m/s WF= m/s m/s 故取空塔操作氣速 u= m/s 符合要求 [1]。 塔 進出口 管徑的計算及選擇 進料管 取 進料管速度 u=V1= m3/h= m3/s 查標準選用 mm 的管子 ， 選取 ， JB/T 8194 的法蘭。 核算管內實際流速24Vsu d??= = /ms m/s[6] 29 空氣進氣管 取空氣進管速度 u=18m/s V= m3/h 查標準選用 mm 的管子， 選取 ， JB 470192 的法蘭。 核算管內實際流速24Vsu d??= = /ms18 m/s[6] 空氣出氣管 取空氣進管速度 u=18m/s 氣體體積經過干燥塔變化很小，可忽略 。 選用 mm 的管子， 選取 ， JB 470192 的法蘭。 塔釜出料管 塔釜流出液體速度 u=V= m3/h= m3/s 查標準選用 mm 的管子 ， 選取 ， JB/T 8194 的法蘭。 液體分布器 簡要設計 液體分布器類型 一個理想的液體分布裝置應該是液體分布均勻，自由截面大，操作彈性寬，不易堵塞，裝置的部件可以通過人孔進行安裝拆卸。 溢流型布液裝置是目前廣泛應用的分布器，特別適用于大型填料塔，有溢流盤式和溢流槽式兩種結構，一般 當 D＞ 1000 mm 的場合，選擇溢流槽式布液器 [5]。 30 分布點密度計算 按 Eckert 建議值， 1200D? 時，噴淋點密度為 42 點 /m2，因該塔液相負荷較大， 布液點數為 [5]。 溢流槽式布液器的設計參考數據 按分布點幾何均勻與流量均勻的原則，進行布點設計。 塔徑 3400 mm；噴淋槽外徑 25 mm,數量 8 條， 在槽側面開孔，槽寬度為 80 mm，槽高度為 210 mm，兩槽中心矩 375 mm；分配槽，雙槽式，中心距 1500 mm。 分布點采用三角形排列，實際設計點數為 n=384 點 。 溢流槽式布液器高度為 400 mm[5]。 填料及支撐板的選擇 填料支撐裝置的基本要求：有足夠的強度以支撐填料的重量；提供足夠大的自由截面，盡量減小氣液兩相的流動阻力；有利于液體的再分布；耐腐蝕性能好， 便于用各種材料制造，以及安裝拆卸方便等。本設計采用梁型氣體噴射式支撐板。塔徑3400mm，板外徑 3362 mm， 梁的條數： 10[5]。 除沫器 為了確保氣體的純度，減少液體的夾帶損失，選用除沫器。 常用除沫裝置有折流板式除沫器、絲網除沫器以 及旋流板除沫器，本設計采用圓形絲網除沫器。材料：合成纖維；結構：支撐橫梁結構 [5]。 設計氣速 u= m/s 氣體處理量 v= m3/h m 取網絲厚度為 300 mm。裝于塔頂的一般除沫器，所需的塔頂分離空間總高度Hd=1200 mm，頂層塔盤至絲網底面的距離 Ht=900 mm。 封頭 和人孔設計 查 JB/T473795，查 [7]《化工工藝制圖》附錄三，橢圓形封頭厚度為 20 mm ，曲邊高度 h1=875 mm， 直邊高度 h2=50 mm，厚度 。 31 查資料 [8]， 本設備 采用 HG2059395 人孔標準，人孔 DN=500，共兩個。 塔高 塔的頂部空間高度 為了減少塔頂出口氣體中夾帶的液體量，頂部空間一般取 —。 則取塔頂高度 H1= 填料 高度 Hp= 塔的底部空間高度 對釜液流量大的塔，停留時間一般取 3—5 分鐘，取停留時間 4 分鐘計算。 m= kg/h 液體體積 V= m3 塔底 高度 H m 取塔底高度 H2=3m 5 設計總結 硫酸是最重要的基礎化工原料之一 ,主要用于制造磷肥及無機化工原料 ,其次作為化工原料廣泛應用于有色金屬的冶煉、石油煉制和石油化工、橡膠工業以及農藥、醫藥、印染、皮革、鋼鐵工業的酸洗等。但是硫酸工業污染嚴重 ,硫酸工業的每一次技術進步都是在提高硫利用率的同時 ,減少廢氣、廢水的排放 ,提高廢熱利用效率 ,做 32 到資源利用率的最大化。 該工藝主要有焚硫、轉化、吸收三個工段，在設計中我還對制酸后所產生廢液的處理進行了設計，使整個工藝更加完整和合理。 在這次工藝 設計中我充分利用了四年來我們所學習的理論知識，并且結合在株化集團硫酸廠的畢業實習，介紹了硫酸的性質、用途、工藝流程，在此基礎上我們對硫酸生產裝置進行分析。本設計是根據硫酸生產提供的參數，工藝控制指標，對硫酸生產工藝進行設計計算，尤其對干燥焚燒工段進行了詳細的工藝設計分析。 通過本次設計我們學會了化工設備的分析，掌握工藝設計的計算方法，培養了我們核算和工藝設計的能力 總的來說，設計基本上考慮到經濟和效率優先的原則，大設計方案還是比較合理。通過這次畢業設計，使我系統的了解了一下大學四年所學的各門專業知識，以前上課 都是各門學各門的，知識間不連貫，這樣對以后的工作有制約，這次設計使我能夠有效的協調利用各門專業知識，如化工設備、反應工程、化工原理、文獻檢索、工程制圖等。對設計有了一個初步的印象，對我以后的研究生學習以及走上工作崗位后的科學研究有很大的幫助。并且 通過這次設計，使我硫磺制酸工藝流程，含硫廢氣的處理方法等有了一定的了解 , 特別是對 AUTO CAD 運用的熟練程度大大增加。當然由于本人水平有限，知識面不是太寬，工藝設計難免存在著一些問題和不足之處，對這些發現和未發現的不足，希望各位指導老師指出，提出更好的寶貴意見。 6 參考文獻 [1]南京化學工業公司設計院 .硫酸工藝設計手冊（工藝計算篇） [M].南京：化工部硫酸工業信息站出版 ,1994 ； [2] 劉光啟 .馬連湘 .劉杰主編 .化學化工物性數據用冊 .無 機卷 .化學工業出版社 ,； [3] 童景山 .李敬 .流體熱物理性質的計算 .北京清華大學出版社 ,； [4] 姚玉英 .化工原理（上、下） . 北京：化學工業出版社， ； [5]國家醫藥管理局上海醫藥設計院編 .塔設備設計 .上海科學技術出版社 ， ； [6]馬江權 . 冷一欣 主編 .化工原理課程設計 .第二版 .中國石化出版社 ， ； [7] 周大軍 .揭嘉 .化工工藝制圖 .化學工業出版社 ,2021； [8] 董大勤 .化工設備機械基礎 .北京 :化學工業出版社， 2021。