脫硫塔的設計計算

....設備計算及選型Q235-B脫硫塔的設計計算脫硫吸取塔承受填料塔，填料為50×30×1.5聚丙烯鮑爾環(huán)，公稱直徑為α=114.m2/m3,承受亂堆的方式。塔徑計算泛點氣速法速，操作空塔氣速與泛點氣速之比稱為泛點率。對于散裝填料，其泛點率的閱歷值為u/uF=0.5~0.85填料的泛點氣速可由貝恩—霍根關聯(lián)式計算：u2ulg F

ag

AK L 14( g)1( 8g 3 G ( 8L L式中 uF——泛點氣速，m/s；g——重力加速度，9.81m/s2；a ——填料總比外表積，m2/m3；ε——填料層空隙率，m3/m3；ρg、ρL——氣相、液相密度，kg/m3；μmPa·S；μ=0.837mPa·SL、Gkg/h；A、K——關聯(lián)常數(shù)，與填料的外形及材料有關。查下表得出A=0.204，表3.2.1A表3.2.1A、K值散裝填料類型AK規(guī)整填料類型AK塑料鮑爾環(huán)0.09421.75金屬階梯環(huán)0.1061.75金屬鮑爾環(huán)0.11.75瓷矩鞍0.1761.75塑料階梯環(huán)0.2041.75金屬環(huán)矩鞍0.062251.75AK L

0.2041.75(711.71044.03)1

)1其中，

(G)4(L

81.0583

91126

841044.034101.10583g101.10583g3agLu0.2F101.10583101.105839.810.9273 1044.031140.8690.8730.2F

2.575ms取泛點率為0.5，則u0.68u 1.751msFD，m4V/4V/usD——吸取塔直徑，m；VS——氣體的體積流量，m3/s491126491126D4.3m壁厚的計算Q235-B當 在3-4mm

t

113MPa，操作壓力Pgh990.2kg/mc

39.8N/kg12m117.388kpa ，設計壓力為：p1.1pc1

129.126kpa0.1293Kpa

pD

0.12934300 CC ， 取C 1

d tp 112

2 211310.1293 1 2所以d2.460.21`3.66mm圓整后取n4mm.5.4求水壓試驗時的應力。由于 Q235-B的屈服極限 235MPa，所以s0.9

0.91235211.5MPa， s t

p(D T e2e

p”T

1.25P

t ， e

C4(10.2)2.8 0.1293(43002.8)99.35MPaT 22.8T 0.9 T 封頭的設計3為無折邊與折邊兩種。平板封頭依據(jù)它與筒體連接方式不同也有多種構造。封頭的選擇從工藝操作考慮，對封頭外形無特別要求。球冠形封頭、平板封頭都存在r頭好，故可承受標準橢圓形封頭。封頭材料的選擇封頭材料的選擇：Q235-B封頭的高D由于長軸：短軸=2即：

2 所以

D1075mm2h i 4i其中D ——吸取塔的內徑h ——封頭的高i直邊高度為：h

50mm〔JB/T4337-95〕2封頭的壁厚1以 pD

CC

0.12934300

10.23.66d

t0.5p

1 2 21130.50.1293 4mmn強度校核校核筒體與封頭水壓試驗強度，依據(jù)式

Dp T p

e

0.9 式中 e

C4(10.2)2.8

T 2 se pTt

(D)2p”1.25PT

eeet 235MPa，s

0.1293(43002.8)99.35MPa22.80.9T

滿足條件且 e

C4(10.2)2.8 0.9DT

0.15%43000.15%0.95.805mm所以

D 0.15滿足條件。s填料高度計算KG=AW1.3Na0.1B-0.01式中——傳質系數(shù)，Kg〔m2·h·at； ——閱歷數(shù)，取A=20；W——吸取塔操作氣速，m/s； 中Na+含量，g/L；B——吸取過程液氣比，L/m3。465

647K 201.8201.3( )0.1( )0.01G 106 84 91126

60.4072kg m2.h.atmΔPM,atmPM

(PP*)(P

P*)ln1(PP122*ln1(PP122*)11PP*22P2——吸取塔出口氣相H2S分壓，atm；P1=〔64.79/34〕/〔91126/18.1〕×1.25=4.7312×10-4atmP2=〔0.137/34〕/〔91126/18.1〕×1.25=1.0004×10-7atmP1*，P2*——吸取塔入、出口H2S分壓，atm，溶液中H2S含量很低，P1*=P2*=0。4.73121041.0004106PM 7.6656105ln4.73121041.0004106FP，m2GFP

1K PMG式中：G1H2S脫除量，Kg/h；KG——傳質系數(shù)，Kg/〔m2·h·atm〕;ΔPM——吸取過程平均推動力，atm。FPFP 13962.199 260.40727.6656105依據(jù)以上數(shù)據(jù)計算出填料高度HP

FP0.785D2a式中 填料比外表面積HP

13962.1990.7854.32114

8.5m,分兩段填料。上段4m，下段4.5m。液體分布器制造與修理便利，噴曬比較均勻，安裝簡潔。n確實定：流量系數(shù)0.82~0.850.84H0.06m。2gh則小孔液體流速w2ght小孔輸液力量Q Lt

0.84229.810.06 0.1977m3/s

0.9113m/s由Qfw 得，

3600 3600小孔的總面積為fQ

0.1977

0.2583m3w 0.840.9113所以，小孔個數(shù)n fw πd2

0.25830.9113ππ

2997.063，2998個孔。4 4式中，d4~10mm,10mm。噴曬器離球面中心到填料外表距離計算1515蓮蓬頭安裝離填料外表的距離一般為〔0.5~1〕D，本次設計去h0.5D,h0.5D0.54.31515蓮蓬頭直徑范圍為d ~蓮R=0.3DR=0.3D=0.34.3=1.92m液體再分布器

D，取

D=0.86m液體在亂堆填料層內向下流淌時，有偏向塔壁流淌現(xiàn)象，偏流往往造成塔本設計承受安排錐安排器。D’〔0.7～0.8〕DD’=0.75D=3.225mh(DD”) h 2tan 填料支撐板的選擇本次設計選用分塊式開孔波形板。這種支撐板的波形構造承載力量好，空隙率大。在波形內增設加強板，可提高支撐板的剛度。5-1支撐架尺寸〔承受不銹鋼〕塔徑/〔mm〕 圈外徑/〔mm〕 圈內徑/〔mm〕 厚度/〔mm〕4300 4295 4255 6塔底設計溶液在釜內停留15min，裝料系統(tǒng)取0.5塔底高h：塔徑〔d〕=2:1塔底料液量L =L=711.7m3/h=0.1977m3/s塔底體積

W TV LW

/0.50.1977/0.50.3954W由于 V =πd2h/4， h=2dWW所以 V =0.5πd3W 39541/3 d 2V W

1/3 3.14

h=2×0.6315=1.227m塔頂空間高度1.2～1.5m1.2m。全塔高度計算表5-2 填料塔各局部高度列表 單位：mm封頭高度 塔頂 噴頭彎曲半徑 噴淋高度 填料層高度1100 1200 1920 2150 8500再安排器高度 塔釜 支座640 1227 600H=1100+1200+1920+2150+8500+640+1227+600=17337mm噴射再生槽的計算槽體計算再生槽直徑計算再生槽直徑計算可用下式計算：G0.75AiG0.75AiA1式中:A——吹風強度，m3/〔h·2A=703/〔h·m2；i i1D——槽體直徑，m；1G——空氣量，m3/h。A而空氣量用下式計算：G L CA T i

711.72.41708.08GA0.75Ai1708.080.7570式中: Ci——噴射器抽吸系數(shù)，m3/m3；取CiGA0.75Ai1708.080.7570所以有：D1

5.7m計算再生槽擴大局部直徑D2，mD2=0.4+D1D2=0.4+5.7=6.1m計算再生槽高度HT，mHT=H1+H2+H3H1——再生槽有效高度，m；H2=0.5m;H3——H3=1.5m;H1下式計算:LH TL1 0.785D1

260τ——溶液在再生槽內停留時間，minτ=13min；LT——溶液循環(huán)量，m3/h；D1——槽體直徑，m0.785/4H1

711.713 0.7855.7260HT=6.05+0.5+1.5=8.05m噴射器計算〔a〕噴嘴計算噴嘴個數(shù)〔n〕確定：Ln TLim3/hLi=40m3/h;LT——溶液循環(huán)量，m3/h。n=711.7/40=17.79n=18噴嘴孔徑〔dj，mLi0.785Li0.7853600wjj式中 wj——噴嘴處溶液流速，m/s，取wj=20m/s。400.7853600400.785360020j〔2〕噴灑器球面中心到填料外表距離計算hrcot

gr2r——r

D(75~100)24300r2

1002.05mα≦40α=40°W——小孔中液體流速，4LW ij

440 19.42ms9.82.052h2.05cot40 2.58m219.422sin240(3)蓮蓬頭直徑范圍為d ～1/5D1/5D=0.86m蓮接收的計算與選擇噴嘴管計算噴嘴孔徑Li0.785Li0.7853600wjj式中 wj——噴嘴處溶液流速，m/s，取wj=20m/s。400.7853600400.785360020jdL，mdL=3djdL=3×0.027=0.081m=81mm L5，md dL L j5 2tan 12式中 噴嘴入口收縮角，通常取α1=14°0.0275L 14 2tan52....L0，mL，mL=L0+L5L=0.003+0.033=0.036m混合管計算混合管直徑〔d：1.131.130.785d2Mjm式中:M—M=8.51.130.7850.02728.51.130.7850.02728.5m混合管長度〔3：L3=25dmL3=25×0.079=1.957m吸氣室計算da，mmGw nGw n2Aa式中 w2——管內空氣流速，m/s，取=3.5m/s;GA——空氣流量，m3/h；n——噴嘴個數(shù)1708.083.518d 1708.083.518a

97.89mm Φ108×4管吸氣室直徑〔dM：3.13.1d2aM式中 da——空氣入口管直徑，mm3.179.892d 140.66mm 3.179.892ML1，mmL1=330mmL2，mmL dMdm2 2tan 22式中 α2——吸氣室收縮角，通常取30°；M d ，d——M L 159802 2tan302

147.42mm尾管直徑計算〔d〕Liwed Liweei式中L——每個噴射器溶液量，m3/h；iew——尾管中流體速度，m/swe=1m/se401d 401e

118.9mm Φ133×4熱軋無縫鋼