萬(wàn)噸直餾柴油年氨精制裝置設(shè)計(jì)工藝計(jì)算6968488

1、 參賽隊(duì)伍：環(huán)衛(wèi)工團(tuán)隊(duì)參賽隊(duì)伍：環(huán)衛(wèi)工團(tuán)隊(duì) 參賽題目：參賽題目：20 萬(wàn)噸直餾柴油萬(wàn)噸直餾柴油/年氨精制裝置設(shè)計(jì)年氨精制裝置設(shè)計(jì) 所屬院校：廣東石油化工學(xué)院所屬院校：廣東石油化工學(xué)院 目錄目錄 第 1 章 靜態(tài)混合器選型. 1 1.1 選類型. 1 1.2 流速. 1 1.3 具體型號(hào). 1 1.4 反應(yīng)時(shí)間. 1 1.5 壓力降計(jì)算. 2 第 2 章 氨分離器. 5 2.1 各股物料進(jìn)料情況. 5 2.2 分離器型號(hào). 5 2.3 減壓閥選型計(jì)算. 7 2.4 絲網(wǎng)除沫器. 8 第 3 章 重力沉降塔. 9 3.1 重力沉降塔. 9 3.1.1 重力沉降塔容積. 9 3.1.2 確定塔徑id

2、. 錯(cuò)誤錯(cuò)誤!未定義書簽。未定義書簽。 3.1.3 計(jì)算筒體高度 h . 10 3.1.4 計(jì)算筒體厚度. 10 3.1.5 封頭厚度計(jì)算 . 10 3.1.6 水壓試驗(yàn)強(qiáng)度校核. 10 3.2 重力沉降塔. 11 3.2.1 確定塔徑id. 錯(cuò)誤錯(cuò)誤!未定義書簽。未定義書簽。 3.2.2 計(jì)算筒體高度 h . 11 3.2.3 計(jì)算筒體厚度 . 11 3.2.4 封頭厚度計(jì)算 . 12 3.2.5 水壓試驗(yàn)強(qiáng)度校核. 12 第 4 章 乙二醇溶劑汽提塔設(shè)計(jì). 14 4.1 原始材料. 14 4.1.1 汽提塔進(jìn)出物料情況. 14 4.1.2 汽提塔熱負(fù)荷. 14 4.1.3 操作壓力. 14

3、 4.2 汽提塔設(shè)計(jì)計(jì)算. 14 4.2.1 試選傳熱系數(shù)初始值. 14 4.2.2 汽提塔尺寸的確定. 14 4.3 傳質(zhì)過(guò)程計(jì)算. 15 4.3.1 列管內(nèi)氣速. 16 4.3.2 流體周邊流量. 16 4.3.3 液膜厚度. 17 4.3.4 液泛速度計(jì)算. 18 4.3.5 液體最小潤(rùn)濕率計(jì)算. 19 4.3.6 液膜停留時(shí)間和液膜平均速度. 19 4.4 復(fù)核傳熱系數(shù). 20 4.5 精度計(jì)算. 21 4.6 塔體及裙座設(shè)計(jì)計(jì)算. 21 4.6.1 塔壁厚的確定. 21 4.6.2 封頭的選擇. 22 4.6.3 塔高的計(jì)算. 22 4.6.4 塔設(shè)備的穩(wěn)定計(jì)算. 22 4.7 裙座

4、設(shè)計(jì). 23 第第 1 章章 靜態(tài)混合器選型靜態(tài)混合器選型 1.1 選選類型類型 選型依據(jù)：hg/t 20570.20-95 靜態(tài)混合器設(shè)計(jì) 已知：在工作溫度為 35，系統(tǒng)壓力為 1.8mpa 下，靜態(tài)混合器各股物流的物性下表所示： 物料 質(zhì)量流率 kg/h 密度 kg/m 體積流率 m /h 粘度 mpa s 直餾柴油 27777.8 810.4 34.28 2.03 液氨 116.0 587.4 0.20 10.5 乙二醇 3472.2 1102.0 3.15 0.0136 31366.0 37.63 根據(jù)表 1.1，三股物料粘度均小于 100mp s，選擇 sv 型靜態(tài)混合器較合適。 1

5、.2 流速流速 總體積流量： h/m63.374 .5870 .116110210472. 34 .8101078.27333321vvvv 根據(jù)表 1.2，選擇靜態(tài)混合器管徑為：mm150d 流體流速： m/s589. 0360015. 04468.373600422dvu 對(duì)于低、中粘度流體的混合、萃取、中和、傳熱、中速反應(yīng)，適宜于過(guò)渡流或湍流條件下工作，流體流速控制在m/s8 . 03 . 0，m/s589. 0u符合情況。 1.3 具體具體型號(hào)型號(hào) 選長(zhǎng)徑比為10dl， 則 mm150015010l， 且設(shè)計(jì)壓力為 p=2.0mpa，查表 1.2，水力直徑hd取 6mm，所以該靜態(tài)混合

6、器型號(hào)規(guī)格為： sv-6/150-4.0-1500。 1.4 反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間 afx0aaa0)(xrdxct 由于環(huán)烷酸與液氨的反應(yīng)為 1.5 級(jí)反應(yīng)，所以： 5 . 1af5 . 1a01xkcr afaf05 . 1af5 . 1a0aa00aaa01)(xxxkcdxcxrdxct 積分得： 5 . 0a05 . 0 af5 . 011kcxt 式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)，-0.5-11.5kmol sm89.49k ； afx環(huán)烷酸轉(zhuǎn)化率，由設(shè)計(jì)要求可得%3 .99afx； a0c環(huán)烷酸濃度。 30a0m/kmol 012. 063.37260/06.118/vmmvnca 所以： s

7、4012. 089.495 . 01993. 015 . 0t 單個(gè)靜態(tài)混合器的反應(yīng)體積： 322m0265. 05 . 115. 044ldvr 則空時(shí)： s53. 2360063.370265. 0qvr 選用兩個(gè)靜態(tài)混合器串聯(lián)，則空時(shí)：=22.53=5.06s 由于是該反應(yīng)是在液相中進(jìn)行，可視為等容均相反應(yīng)過(guò)程，故反應(yīng)物料在靜態(tài)混合器中的平均停留時(shí)間 t=5.06s 由此可見(jiàn)，選擇兩個(gè) sv-6/150-4.0-1500 靜態(tài)混合器串聯(lián)即可滿足工藝要求。 1.5 壓壓力降計(jì)算力降計(jì)算 查表 1.2，空隙率0 . 1，則： 8 .14100 . 11003. 2589. 04 .81000

8、6. 03c hudre 查表 1.3，當(dāng)150er時(shí)，摩擦系數(shù)：0 . 1f 靜態(tài)混合器壓力降： mpa070286. 0pa70286006. 00 . 3589. 00 . 124 .8100 . 1222h22c dlufp。 表表 1.2 表表 1.1 表表 1.3 第第 2 章章 氨氨分離器分離器 2.1 各股物料進(jìn)料情況各股物料進(jìn)料情況 靜態(tài)混合器出口物流經(jīng)節(jié)流閥減壓至 1.2mpa 進(jìn)入氣液分離器，由化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，35時(shí)液氨的飽和蒸汽壓4 . 1snh3pmpa 查計(jì)算圖表圖 4-3-47 氨的壓焓圖，得 35、1.2mpa ，nh3的比容/kgm1013. 03nh3

9、， 氨氣的質(zhì)量流量為3nhm=56.41kg/h ,則釋放出來(lái)的氨氣的體積流量： /hm714. 541.561013. 03nhnhnh333mv 各股物料進(jìn)料情況如下： 物料 質(zhì)量流量 mkg/h 密度 kg/m 體積流量 v m /h 氨氣 56.41 9.872 5.714 中性油 31066.27 810.4 34.13 乙二醇 3.594310 1103 3.256 6.42310 37.39 (液) 估算混合液體密度： 333lkg/m03.83539.3710594. 31066.27vm 2.2 分離器分離器型號(hào)型號(hào) 要求液體在分離器中的停留時(shí)間 t=1h 。 （1）試算分離

10、器直徑td 31l)12. 2(actvdt 液體體積流率 vl=34.13+3.256=37.39m ，5 . 2/ttdlc ，假設(shè)氣體空間面積 aa為 14%， 可變液面面積 a=80%， 最小液體面積 ab為 6%， 則試算直徑： m41. 3)8 . 05 . 2139.3712. 2()12. 2(3131ltactvd 由dt和 aa查圖 2.5.1-4，得氣體空間高度 a=0.65m，大于最小氣體空間高度300mm，符合要求。 （2）接管距離nl 液滴直徑按最小分離直徑 d=200m進(jìn)行計(jì)算，時(shí)間比值（即液滴通過(guò)氣體空間高度所需的沉降時(shí)間與氣體停留時(shí)間的比）停留時(shí)間 r=0.1

11、27，則進(jìn)口出口接管之間的距離： m107. 8127. 0)872. 9872. 903.835(14. 041. 3714. 565. 0524. 0)(524. 05 . 025 . 0gg l2tgnradvala 根據(jù)以上分離器直徑td和接管距離nl要求，可選用以下規(guī)格臥式容器：（jb4710-2000） ：公稱直徑 dn=3600mm ,筒體 s 長(zhǎng)度 l=10800mm。 注：以上計(jì)算過(guò)程依據(jù) hg/t20570-95 進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 2.3 減壓閥減壓閥選型計(jì)算選型計(jì)算 在分離器氣體溢流口處設(shè)置一減壓閥，閥前壓力 p1=1.2mpa ，閥后壓力p2=1.0mpa ，則減壓閥壓降

12、 p=0.2mpa。 壓縮氨氣的絕熱系數(shù) k=1.877，壓縮氨氣的臨界壓力比： 459. 0)877. 112()1()1877. 1877. 1()1kk(kk （1）求減壓閥的理論流量 g 因 459. 083. 02 . 10 . 121pp，故減壓閥的理論流量： ）（h cm kg/81.20833. 0833. 01013. 02 . 11877. 1877. 18 . 923618 . 92362)877. 11877. 1()877. 12()k1k()k2(11pkkg （2）求減壓閥的實(shí)際流量 q ,取系數(shù)45. 0，則實(shí)際流量： ）（h cm kg/364. 981.20

13、45. 02q （3）求減壓閥所需的閥孔面積： 2nhcm024. 6364. 941.563qmf 根據(jù)以上閥孔面積， 查 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 可選用活塞式減壓閥 （y43h-16） 公稱直徑 dn(mm) l(mm) h(mm) h1(mm) 閥孔面積f（2cm） 配法蘭型號(hào) 40 220 65 290 7 gb1060-70-16 2.4 絲網(wǎng)除沫器絲網(wǎng)除沫器 另外，需在分離器氨氣出口處設(shè)置絲網(wǎng)除沫器將氨氣中攜帶的直徑在10m100m 液滴進(jìn)行分離，在液體出口處設(shè)置一聚結(jié)材料，有利于液滴聚結(jié)長(zhǎng)大。根據(jù) hgt 21618-1998 選用以下規(guī)格絲網(wǎng)除沫器： 公稱直徑dn(mm) 主要外形尺

14、寸 h(mm) h1(mm) d(mm) 300 150 260 300 第第 3 章章 重力沉降塔重力沉降塔 3.1 重力沉降塔重力沉降塔 3.1.1 重力沉降塔重力沉降塔容積容積 已知在 33.0時(shí)，兩股物料物性如下： 物料 密度 kg/m 質(zhì)量流率 m kg/h 體積流率 v m /h 溶劑相 1104.7 3.594103 3.253 中性油 812.6 27.66103 34.039 31.254103 37.292 溶劑體積流率：/hm253. 37 .110410594. 333gggmv 油相體積流率：/hm039.346 .8121066.2733dddmv 已知達(dá)到分離要求

15、所需的沉降實(shí)際時(shí)間 t=55min ，即液體在分離器中的停留時(shí)間為 106min，則沉降塔所需最小容積： 3m1 .316055)09.34253. 3(v 考慮 20%的富裕量，則沉降塔實(shí)際容積： 3m3 .371 .3120. 120. 1vv 3.1.2 確定塔徑確定塔徑id 取沉降塔的容積為 v=40m ， 考慮液體靜柱壓力， 取設(shè)計(jì)壓力 p=1.25mpa，設(shè)計(jì)溫度為 35，因?yàn)樵嫌徒?jīng)脫酸反應(yīng)后，含酸量大幅下降，對(duì)鋼材只有輕微腐蝕，故選用 16mnr 鋼材，腐蝕余量 c2=1.0mm, 16mnr 鋼材在 35時(shí)的許用應(yīng)力t=170mpa 焊接接頭為 v 形坡口雙面焊接， 采用局部

16、無(wú)損檢測(cè)， 其焊縫系數(shù) =0.85。 系數(shù)211. 085. 01700 . 1041. 025. 1041. 0tcpk 查常用壓力容器手冊(cè)圖 2-2-1 得塔內(nèi)徑：mm1800id 查 jb/t4746-2002 封頭標(biāo)準(zhǔn)系列得 eha 橢圓形封頭的容積：3m5864. 0v 3.1.3 計(jì)算筒體計(jì)算筒體高度高度 h m2 .156 . 1)5864. 0240(4)2(422idvvh 3.1.4 計(jì)算計(jì)算筒體厚度筒體厚度 筒體計(jì)算厚度： mm82. 725. 185. 01702180025. 1 2ippdt 則設(shè)計(jì)厚度：mm82. 80 . 182. 72dc 取鋼板負(fù)偏差 c1=

17、0.8mm，故： 名義厚度=d+ c1=8.82+0.8=9.62mm 圓整后厚度 =10mm，圓整值mm38. 062. 9101。 3.1.5 封頭厚度封頭厚度計(jì)算計(jì)算 封頭設(shè)計(jì)厚度： mm80. 8125. 15 . 085. 01702180025. 15 . 0 22cppdtid 鋼板負(fù)偏差 c1=0.8mm ，封頭名義厚度： mm60. 98 . 080. 81dnc 圓整后厚度 =10mm，圓整值mm40. 060. 9101 3.1.6 水壓試驗(yàn)強(qiáng)度校核水壓試驗(yàn)強(qiáng)度校核 鋼板有效厚度：mm20. 838. 082. 71e 規(guī)定的試驗(yàn)壓力mpa35. 11 . 025. 11

18、 . 0mpa56. 117017025. 125. 125. 1tpppt取pt=1.56mpa 水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力： mpa18085. 02 . 82)2 . 81600(56. 12)(itteedp 16mnr 鋼制容器在常溫水壓試驗(yàn)時(shí)的許可應(yīng)力： mpa5 .3103459 . 09 . 0st 因?yàn)閠t，故筒體厚度滿足水壓試驗(yàn)時(shí)強(qiáng)度要求。 3.2 重力沉降塔重力沉降塔 入口物料組成 環(huán)烷酸 殘油 乙二醇 質(zhì)量流量 kg/h 117.27 27.66 3469.05 3613.98 密度 kg/m 860.2 798.5 1085.0 體積流率 m /h 0.14 0.04 3.20

19、 3.38 已知達(dá)到分離要求所需的沉降實(shí)際時(shí)間 t=78min ,即物料在分離器中的停留時(shí)間為 78min,則沉降塔所需的最小容積： 3m40. 4607838. 3v 考慮 20%的富裕量，則沉降塔的實(shí)際容積： 3m28. 540. 420. 120. 1vv 3.2.1 確定塔徑確定塔徑id 取沉降塔的容積為v=6.0m ， 不考慮液體靜柱壓力， 取設(shè)計(jì)壓力p=0.1mpa，設(shè)計(jì)溫度為 60，因?yàn)槲锪蠟楹袡C(jī)酸乙二醇，對(duì)鋼材只有明顯的腐蝕，故選用 0cr18ni10ti 合金鋼， 腐蝕余量 c2=2.0mm, 0cr18ni10ti 合金鋼在 60時(shí)的許用應(yīng)力t=137mpa 焊接接頭為

20、v 形坡口雙面焊接，采用局部無(wú)損檢測(cè)， 其焊縫系數(shù) =0.85 系數(shù)01. 085. 01370 . 2041. 01 . 0041. 0tcpk 查常用壓力容器手冊(cè)圖 2-2-1 得塔內(nèi)徑mm1600id 查 jb/t4746-2002 封頭標(biāo)準(zhǔn)系列得 eha 橢圓形封頭的容積3m5864. 0v 3.2.2 計(jì)算筒體計(jì)算筒體高度高度 h m4 . 26 . 1)5864. 020 . 6(4)2(422idvvh 3.2.3 計(jì)算筒體厚度計(jì)算筒體厚度 計(jì)算厚度mm69. 01 . 085. 0137216001 . 0 2ippdt 則設(shè)計(jì)厚度mm69. 20 . 269. 02cd， 取

21、鋼板負(fù)偏差 c1=0.22mm 故名義厚度： mm91. 222. 069. 21dnc 圓整后厚度 =4mm，圓整值mm09. 191. 241 3.2.4 封頭厚度封頭厚度計(jì)算計(jì)算 封頭設(shè)計(jì)厚度： mm69. 221 . 05 . 085. 0137216001 . 05 . 0 22mcppdti 鋼板負(fù)偏差 c1=0.22mm ，封頭名義厚度： mm91. 222. 069. 21dnc 圓整后厚度 =4mm，圓整值mm09. 191. 241 3.2.5 水壓試驗(yàn)強(qiáng)度校核水壓試驗(yàn)強(qiáng)度校核 鋼板有效厚度mm78. 109. 169. 01e 規(guī)定的試驗(yàn)壓力mpa2 . 01 . 01

22、. 01 . 0mpa125. 01371371 . 025. 125. 1tpppt取 pt=0.2mpa 水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力： mpa9 .10585. 078. 12)78. 11600(2 . 02)(itteedp 10cr18ni10ti 合金鋼容器在常溫水壓試驗(yàn)時(shí)的許可應(yīng)力： mpa5 .1842059 . 09 . 0st 因?yàn)閠t，故筒體厚度滿足水壓試驗(yàn)時(shí)強(qiáng)度要求。 圖 2-2-1 確定容器優(yōu)選尺寸圖 容器直徑 di (m) 第第 4 章章 乙二醇乙二醇溶劑汽提塔設(shè)計(jì)溶劑汽提塔設(shè)計(jì) 4.1 原始材料原始材料 4.1.1 汽提塔進(jìn)出物料情況汽提塔進(jìn)出物料情況 表表 4.1 汽提塔

23、進(jìn)出物料汽提塔進(jìn)出物料表表 序號(hào) 進(jìn)料 (kg/h) 出料 (kg/h) 1 混合溶劑 （131） 3604.28 混合溶劑 （140） 3591.54 2 其中：r-coonh4 124.42 其中：r-cooh 116.78 nh3 5.1 nh3 0 乙二醇 3472 乙二醇 3472 柴油 2.76 柴油 2.76 3 變換氣 （100） 20 變換氣 （130） 32.74 n2 20 n2 20 nh3 12.74 合計(jì) 3624.28 3624.28 4.1.2 汽提塔熱負(fù)荷汽提塔熱負(fù)荷 kj/h109367q 4.1.3 操作壓力操作壓力 p=0.15mpa(表壓) 4.2 汽

24、提塔設(shè)計(jì)計(jì)算汽提塔設(shè)計(jì)計(jì)算 4.2.1 試選傳熱系數(shù)初始值試選傳熱系數(shù)初始值 針對(duì)本設(shè)計(jì)中汽提塔的進(jìn)出物料情況和溫度、壓力等參數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定汽提塔傳熱系數(shù)的初始值hm/kj6202 ck初。 4.2.2 汽提塔尺寸的確定汽提塔尺寸的確定 管外以 0.9mpa (表)飽和蒸汽加熱，蒸汽溫度為 180。 蒸汽和混合溶劑的平均溫差 t1為： 蒸汽：180180 溶劑：131140 ct4 .42131180140180ln1311801401801 蒸汽和管內(nèi)汽提溫差2t為： 蒸汽：180180 氣體：130100 ct7 .66130180100180ln1301801001802 總的平均溫差

25、 tm應(yīng)以蒸汽和混合溶劑的平均溫差為主，也要考慮蒸汽和管內(nèi)氣體間的平均溫差，由下式計(jì)算： ctttm5 .467 .661 . 04 .429 . 01 . 09 . 021 再估算傳熱面積： 2m79. 35 .46620109367mtkqf初初 傳熱面積估算后，進(jìn)而對(duì)汽提塔降膜換熱管尺寸的計(jì)算。 降膜換熱管管徑不宜太小，以免管數(shù)太多，導(dǎo)致布膜復(fù)雜且不勻，根據(jù)生產(chǎn)能力，選用材質(zhì)為nmmc2o14n17r的 192。由于液膜的傳熱阻力集中在靠近管壁邊界層中形成這種邊界層“成膜”需要一段膜的流過(guò)長(zhǎng)度， 稱為熱力人口端長(zhǎng)度。在熱力入口端長(zhǎng)度內(nèi)(一般為 0.40.8 米)，膜較厚，流速低，給熱系數(shù)

26、小，因此，管長(zhǎng)以 3 米以上為宜。只要液膜分布器結(jié)構(gòu)能確保布膜均勻，降膜管的長(zhǎng)徑比 h/d 可達(dá) 200，故選管長(zhǎng) h 為 3 米的一段結(jié)構(gòu)，保證傳質(zhì)傳熱在良好情況下進(jìn)行，并盡量減少混合溶劑在塔內(nèi)的停留時(shí)間。 理論管數(shù)根初278 .263015. 079. 3hdfn 選用正三角形排列，管心距為mm25，查得管層數(shù)為 7，總管數(shù)為 37，去拉桿、排污管 7 根，實(shí)有管數(shù) 30 根。 塔徑 d 的計(jì)算:降膜管的管徑、管長(zhǎng)及管數(shù)估算后，即可得到塔徑。管子采用焊接，?。ü苄木啵﹎m25t。 m207. 0019. 03025. 017310dtbd 其中 b 為中心管數(shù)。 圓整得塔徑為mm250，取

27、管板徑為mm245。 4.3 傳質(zhì)過(guò)程計(jì)算傳質(zhì)過(guò)程計(jì)算 主要計(jì)算列管內(nèi)氣速是否達(dá)到液泛速度，液體潤(rùn)濕率是否低于最小潤(rùn)濕率。 4.3.1 列管內(nèi)氣速列管內(nèi)氣速 在氣體流人點(diǎn)： 氣體流量為hkg/20，溫度為 100，操作壓力 1.5atm（表） h/m28. 7312731002734 .22282031v s/m38. 0360030015. 0474. 8360042211ndv 在氣體流出點(diǎn)： 氣體流量為h/kg74.32，溫度為 130，操作壓力 1.5atm（表） h/m25.325 . 112731302734 .221774.12282032v 秒米/69. 1360030015.

28、 0435.19360042222ndv 平均值： 秒米/04. 12/69. 138. 02/21m 4.3.2 流體周邊流量流體周邊流量 ndw ler4 液體物性參數(shù)采用在液膜溫度下之值 在液體流入點(diǎn)： h/kg28.36041lw hm/kg5 .254930015. 028.360411ndwl 混合溶劑的粘度取乙二醇之值 hm/kg94. 51l 171794. 55 .254944111ler 在液體流出點(diǎn)： h/kg54.35912lw hm/kg5 .254030015. 054.359122ndwl hm/kg29. 52l 192129. 55 .254044222ler

29、 平均值 h/kg91.35972/54.359128.36042/21lllmwww hmkgndwlmm/254530015. 091.3597 hmkglllm/62. 52/29. 594. 52/21 181362. 5254544lmmelmr 4.3.3 液膜厚度液膜厚度 在液體流入點(diǎn)，210017171er，采用下式計(jì)算 313singglll 液體物性參數(shù)采用液體流人點(diǎn)液膜溫度下之值，(前面已出現(xiàn)過(guò)的，不再列出下同)。 31m/kg1032l 32m/kg692. 1g )(1 垂直管sin 28/1027. 1小時(shí)米g m100 . 71692. 1103210321027

30、. 15 .254994. 533431831211111singglll 在有氣體逆流掃過(guò)時(shí)，液膜厚度增大，1 . 1/，取1 . 1/。 m107 . 7100 . 71 . 11 . 1441 液體平均膜厚，由于21001813elmr，采用下式計(jì)算： 313singgmlmlmmlmm 液體物性參數(shù)采用液體流入點(diǎn)和流出點(diǎn)物性參數(shù)之算術(shù)平均值。 3m/kg1030lm 3m/kg99. 1gm m108 . 6199. 1103010301027. 1254562. 534318gm 同樣，在有氣體逆流掃過(guò)時(shí)，取1 . 1/ m105 . 7108 . 61 . 11 . 144mm 4

31、.3.4 液泛速度計(jì)算液泛速度計(jì)算 由于氣體流出點(diǎn)，即液體流人點(diǎn)的氣速為最大值，液泛速度計(jì)算應(yīng)以此點(diǎn)為依據(jù)。液體開始溢出時(shí)的關(guān)聯(lián)式為： 232. 0221313. 071. 023. 02225. 1198llglglelelgdgdgrlg 液體各特性參數(shù)采用流人點(diǎn)液膜溫度下之?dāng)?shù)值， 氣體各物性參數(shù)采用流出點(diǎn)之值。 混合溶劑的表面張力，取乙二醇液之值。 m/kg109 . 31002. 13 .38/3 .38341厘米達(dá)因l 氣體粘度用平方根規(guī)律求得 hm/kg0641. 02g 代入上式，得： 043. 0lg 因液體流人管子處的熱力人口端長(zhǎng)度內(nèi)膜較厚， 計(jì)算液體重量流速時(shí)的膜厚采用正常

32、成膜厚度的兩倍。 m00153. 02107 . 724 hm/kg8 .18554783000153. 000153. 0015. 028.360421ndwll hm/kg1 .797928 .1855478043. 0043. 02lg s/m1 .133600692. 11 .7979236002gg液泛 液泛sm/01. 12，管內(nèi)氣速在允許范圍之內(nèi)。 4.3.5 液體最小潤(rùn)濕率計(jì)算液體最小潤(rùn)濕率計(jì)算 由于液體流出點(diǎn)，即氣體流人點(diǎn)的液體潤(rùn)濕率為最小植，核算液體潤(rùn)濕率應(yīng)以此點(diǎn)為依據(jù)，最小潤(rùn)濕率由下式求得： 66min1069. 1102 . 13llllgq 各物性參數(shù)采用液體流出點(diǎn)之

33、值： m/kg1086. 31002. 18 .37/8 .37342厘米達(dá)因l m/1051002. 15 . 0/5 . 0542厘米達(dá)因l hm/m0126. 01029. 531027. 110281051086. 369. 1102 . 1368536minq 液體在流出點(diǎn)的實(shí)際潤(rùn)濕率為： hm/m47. 210285 .25403222lq min2qq ，液體潤(rùn)濕率在正常范圍之內(nèi)。 4.3.6 液膜停液膜停留時(shí)間和液膜平均速度留時(shí)間和液膜平均速度 在液體周邊流量變化時(shí)，液膜在管內(nèi)停留時(shí)間為： )(332131231131小時(shí)hgll l、l采用液體流人點(diǎn)和流出點(diǎn)的算術(shù)平均值，周邊

34、流量1、2分別采用液體流入點(diǎn)和流出點(diǎn)之值。 s0 . 3103 . 835 .25405 .25495 .25405 .25491027. 11030615. 53333431313182131231131hhglmlm 液膜平均速度： s/m0 . 1/3 .3619103 . 834hmhum 4.4 復(fù)核傳熱系數(shù)復(fù)核傳熱系數(shù) 管外為 0.9mpa（表）之飽和燕汽，蒸汽冷凝用量水蒸汽w： 查得水蒸汽焓變：kgkjh/2015，所以 h/kg3 .542015109367hqw水蒸汽 hm/kg40.3830015. 03 .54ndw水蒸汽水蒸汽 物性參數(shù)在液膜溫度下求取，ctf180 h

35、m/kg53. 0水 29053. 040.3844水水蒸汽er 管外蒸汽冷凝時(shí)的給熱系數(shù)1： 由于2100er，采用下式計(jì)算1 312233115 . 1水水gre 同樣，物性參數(shù)在液膜溫度下求取。 垂直管上冷凝）(25. 1 c hm/kj423. 2 3m/kg3 .882水 c hm/kj4847153. 01027. 13 .882423. 229025. 15 . 12312823311 管內(nèi)液體沿垂直壁面成膜下流時(shí)的給熱系數(shù)2： 21001813elmr，給熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式如下： 3231322416. 3/ lmmmlmpmmphcc 液體各物性參數(shù)采用流人點(diǎn)和流出點(diǎn)液膜物性參數(shù)之

36、算術(shù)平均值。 ccp kg/kj97. 2 c hm/kj879. 0 c hm/kj1894879. 062. 597. 2105 . 7254597. 262. 5254543105 . 716. 32324323142 管外蒸汽熱阻1r，取kj/hm0001. 02c 液膜產(chǎn)生的氣泡熱阻2r，取kj/hm0001. 02c 不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)1，取c hm/kj60 總傳熱系數(shù)： crrkm hm/kj4 .619879. 0105 . 76000070. 00001. 00001. 0189414847111111242112121計(jì) 前面計(jì)算過(guò)ctm5 .46 2m80. 35 .46

37、4 .619109367mtkqf計(jì) 增加 10%的設(shè)計(jì)裕量后為218. 4m 實(shí)際傳熱面積復(fù)核： 30 根219不銹鋼管長(zhǎng) 3 米。由于21，傳熱面積以內(nèi)壁計(jì)。 2m24. 4330015. 0hndf實(shí) 4.5 精度計(jì)算精度計(jì)算 %1 . 06204 .619620初計(jì)初kkk 由精度計(jì)算結(jié)果可知，滿足了設(shè)計(jì)要求，故汽提塔塔徑為mm250。 4.6 塔體及裙座設(shè)計(jì)計(jì)算塔體及裙座設(shè)計(jì)計(jì)算 4.6.1 塔壁厚的確定塔壁厚的確定 根據(jù)選材分析，本汽提塔選用 q235-a 鋼材來(lái)制作塔體和封頭。 壁厚根據(jù)下式計(jì)算： 212ccppdi 式中：d汽提塔的內(nèi)徑，為mm250； 焊縫系數(shù)（雙面對(duì)接焊，1

38、00%無(wú)損探傷） ，取0 . 1； 1c鋼板負(fù)偏差，取mm8 . 01c； 2c腐蝕裕量，取mm0 . 32c； 許用應(yīng)力，取mpa105。 于是： mm0 . 50 . 38 . 010 . 110522501 4.6.2 封頭的選擇封頭的選擇 由于mm250id，選擇橢圓型封頭737/23510250tgjaqdanb,封頭高度為mm5 .621h 直邊高度mm252h，取壁厚mm10d 4.6.3 塔高的計(jì)算塔高的計(jì)算 塔的底部空間高度是指塔底封頭直邊到下塔盤的高度為 h2，因?yàn)樗卓臻g具有中間儲(chǔ)槽作用，由于coohr具有酸性易腐蝕設(shè)備，停留時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，故這里取 1.5 分鐘，所以：

39、3087. 01028605 . 154.3591mmv釜液釜液 mdvh8 . 125. 04087. 04222釜液 塔的頂部空間高度是指上塔盤到塔頂封頭直邊的高度為 h2，為了減少塔頂出口氣體中夾帶的液體量，頂部空間一般去m5 . 12 . 1，故這里取塔頂高度h3=1.5m，裙座高度 h1=2.5m。 總塔高為： m8625. 80625. 05 . 18 . 15 . 231321hhhhhh總 4.6.4 塔設(shè)備的穩(wěn)定計(jì)算塔設(shè)備的穩(wěn)定計(jì)算 （1）風(fēng)載荷 風(fēng)載荷是安裝在室外的塔設(shè)備的基本載荷之一，塔除了使塔體產(chǎn)生應(yīng)力而外，還會(huì)使塔體產(chǎn)生方向與風(fēng)向相同的順風(fēng)向振動(dòng)和垂直于風(fēng)向的橫風(fēng)向振

40、動(dòng)，振動(dòng)的結(jié)果使塔設(shè)備產(chǎn)生撓度，過(guò)大的應(yīng)力會(huì)造成塔體的強(qiáng)度和穩(wěn)定失效，過(guò)大的撓度不僅會(huì)使塔的分離效果降低，也會(huì)使塔的偏心矩增加。若產(chǎn)生共振，還可能導(dǎo)致塔體的破壞。因此，不可忽視風(fēng)載荷的作用。 由當(dāng)?shù)刈畲箫L(fēng)力 12 級(jí)，查得風(fēng)速s/m6 .32，風(fēng)壓2254ppa，塔高為m995. 6。 風(fēng)載荷dhfpkkfi21 式中：1k體型系數(shù)，表示穩(wěn)定風(fēng)壓在設(shè)備上的分布情況，它與設(shè)備的形狀有關(guān)。在塔設(shè)備計(jì)算中，通常取 0.7。 2k塔器各計(jì)算段的風(fēng)振系數(shù)，與風(fēng)壓脈動(dòng)和塔體特征有關(guān)，通常當(dāng)塔高m20h時(shí)，取70. 12k 。 if風(fēng)壓高度變化系數(shù)，這里取71. 0if 所以 n422025. 08625. 871. 0225470. 17 . 021dhfpkkfi 塔底部截面的最大彎矩： 風(fēng)彎矩： mn1087. 128625. 8422024hfmw 偏心彎矩： 塔設(shè)備在使用中，有時(shí)要承受偏心載荷，故應(yīng)考慮偏心載荷在塔設(shè)備上引起的偏心