【正文】 p甲醇 =。 p水 = MPa p總 = MPa 蒸氣壓與總壓基本一致 ,可以認(rèn)為操作壓力為 時(shí) ,汽化塔塔頂溫度為 175℃ . 轉(zhuǎn)換器 (R0101) 兩步反應(yīng)的總反應(yīng)熱為 ,于是 ,在轉(zhuǎn)化器內(nèi)需要供給熱量為 : Q反應(yīng) =??1000? () =? 106 kJ/h 此熱量由導(dǎo)熱油系統(tǒng)帶來(lái) ,反應(yīng)溫度為 280℃ ,可以選用導(dǎo)熱油溫度為 320℃ ,導(dǎo)熱油溫度降設(shè)定為 5℃ ,從手冊(cè)中查到導(dǎo)熱油的物性 參數(shù) ,如比定壓熱容與溫度的關(guān)系 ,可得 : c 230。320p =?=(kg K), c 230。300p =(kg K) 取平均值 cp = kJ/(kg K) 則導(dǎo)熱油用量 w=Q反應(yīng) /(cp ? t)= ? 106 /(? 5)=156890kg/h 過熱器 (E0102) 甲醇和水的飽和蒸氣在過熱器中 175℃過熱到 280℃ ,此熱量由導(dǎo)熱油供給 .從手冊(cè)中可以方便地得到甲醇和水蒸氣的部分比定壓熱容數(shù)據(jù) ,見表 14. 氣體升溫所需熱量為 : Q=? cp m? t=(?+? ) ? (280175)=? 105 kJ/h 導(dǎo)熱油 cp = kJ/(kg K), 于是其溫降為 : ? t=Q/(cP m)= ?105 /(? *105 )=℃ 導(dǎo)熱油出口溫度 為 : =℃ 汽化塔（ TO101 ) 認(rèn)為汽化塔僅有潛熱變化。 175 ℃ 甲醇 H = Q=?+2031*=? 106 kJ/h 以 300℃導(dǎo)熱油 cp 計(jì)算 cp = kJ/(kg K) ? t=Q/(cP m)= ?106 /(? 156890)=℃ 則 導(dǎo)熱油出口溫度 t2 ==℃ 導(dǎo)熱油系統(tǒng)溫差為 ? T==℃ 基本合適 . 換熱器（ EO101) 殼程：甲醇和水液體混合物 由常溫（ 25 ℃ ）升至 175 ℃ ，其比熱容 數(shù)據(jù)也可以從手冊(cè)中得到，表 1 一 5 列出了甲醇和水液體的部分比定壓熱容數(shù)據(jù)。 液體混合物升溫所需熱量 Q=? cpm? t=(?+? ) ? (17525)=? 105 kJ/h 管程：沒有相變化，同時(shí)一般氣體在一定的溫度范圍內(nèi)，熱容變化不大，以恒定值計(jì)算，這里取各種氣體的 比定壓熱容 為： c2pco? kJ/(kg K) c2pH? kJ/(kg K) cpco ? kJ/(kg K) 則管程中反應(yīng)后氣體混合物的溫度變化為： ? t=Q/(cP m)=?105 /(? +? +*)=℃ 換熱器出口溫度為 =℃ 冷凝器（ EO103) 在 E0103 中包含兩方面的變化：① CO 2 , CO, H2 的冷卻以及② CH 3 OH , H2 O 的冷卻和冷凝 . ① CO2 , CO, H2 的冷卻 Q=? cp m? t=(?+? +? ) ? ()=? 106 kJ/h ② CH3 OH 的量很小，在此其冷凝和冷卻忽略不計(jì)。壓力為 ： H=2135KJ/kg,總冷凝熱 Q2 =H? m=2135? =? 106 kJ/h 水顯熱變 化 Q3 = cp m? t=? ? ()=? 105 kJ/h Q=Q1 +Q2 + Q3 =?106 kJ/h 冷卻介質(zhì)為循環(huán)水，采用中溫型涼水塔，則溫差△ T=10℃ 用水量 w=Q/( cp ? t)= ? 106 /(? 10)=13391kg/h=? 105 kg/h 4 塔設(shè)備設(shè)計(jì) 4. 吸收塔 工藝計(jì)算 塔徑的計(jì)算 塔徑的計(jì)算公式： 4VsD u?? 其中： Vs氣體體積流量， m3/s。 u適宜的空塔氣速， m/s 塔徑的計(jì)算分為兩個(gè)步驟：確定空塔氣速，計(jì)算塔徑 D。 空塔氣速 u的確定 計(jì)算填料塔的塔徑時(shí)，首先確定適宜的空塔氣速 u，填料塔的空塔氣速必須小于泛點(diǎn)氣速 uf，一般取 其 倍，本次設(shè)計(jì)取 u=。 由 BainHougen關(guān)聯(lián)式確定 uf： [5] 1122 f t V VLLLu a LL g AgV???? ? ??? ????? ? ? ? ??? ?????? ???? 其中： 2/ta ? 干填料因子， m1 V? , L? 分別為氣液相的密度， kg/m3 L? 液相黏度， mPa s V,L氣液相流體的質(zhì)量流量。 Kg/h A 常數(shù)，與填料材質(zhì)和形狀有關(guān) 本次設(shè)計(jì)選用的是直徑為 25mm的金屬鮑爾環(huán)填料則： A=， ? =， at=219m2/m3 代入相關(guān)物性數(shù)據(jù)得 Lg(uf)=n==Lguf= uf= u=*= 塔徑的計(jì)算 30 .3 1 1 9 .7 1 3 0 .3 1 4 6 /1 9 .4 2 5VGMV s m s???? ? ? 0 . 2 50 . 3 1 8 2 1 . 0 9 4 3 520 . 7 5 6 4 5 8 1 0 1 . 9 1 7nD ? ?? ? ?m（優(yōu)化得 n=） 4VsD u?? 4 機(jī)器選型及 管 道設(shè)計(jì) 泵的選型 整個(gè)系統(tǒng)有五處需要用泵 : 量泵 P0101 P0102 P0103 4. 吸收液用泵 P0104 5. 冷卻水用泵 P0105 （ 1） 甲醇計(jì)量泵 P0102選型 已知條件：甲醇正常投料量為 。溫度為 25℃。密度為 ；操作情況為泵從甲醇儲(chǔ)槽中吸入甲醇，送入原料液儲(chǔ)罐，與水混合 工藝所需正常的體積流量為： ＝ 泵的流量 Q＝ ＝ 工藝估算所需揚(yáng)程 80m,泵的揚(yáng)程 H＝ 80＝ 88m 折合程計(jì)量泵的壓力： P=? gh=807 88/106= 泵的選型：查表得， JD2500/ 2500L/h，壓力 ，轉(zhuǎn)速 115r/min，電機(jī)功率 ，滿足要求 （ 2） 純水計(jì)量泵 P0101選型 已知條件：水的正常投料量為 。溫度為 25℃。密度為 ；操作情況為泵從純水儲(chǔ)槽中吸入水，送入原料液儲(chǔ)罐，與甲醇混合 工藝所需正常的體積流量為： ＝ 泵的流量 Q＝ ＝ 工藝估算所需揚(yáng)程 80m,泵的揚(yáng)程 H＝ 80＝ 88m 折合程計(jì)量泵的壓力： P=? gh=997 88/106= 泵的選型：查表得， JD1250/1型計(jì)量泵的流量為 1250L/h，壓力 1MPa，轉(zhuǎn)速 91r/min，電機(jī)功率 ，滿足要求 （ 3） 混合原料計(jì)量泵 P0103 選型 已知條件：原料的正常投料量為 。溫度為 25℃。密度為 ；操作情況為泵從原料液儲(chǔ)槽 V0101中吸入原料，送入預(yù)熱器 E0101 工藝所需正常的體積流量為： ＝ 泵的流量 Q＝ ＝ 工藝估算所需揚(yáng)程 80m,泵的揚(yáng)程 H＝ 80＝ 88m 折合程計(jì)量泵的壓力： P=? gh=860 88/106= 泵的選型：查表得， JD3200/ 3200L/h，壓力 ，轉(zhuǎn)速 91r/min，電機(jī)功率 ，滿足要求 （ 4） . 吸收液用泵 P0104 已知條件 :① 吸收液的輸送溫度 25℃ ,密度 760Kg/ m3/h。 ②操作情況 ,泵從吸收液儲(chǔ)槽中吸入吸收液 ,送入 T0102中，再回解析塔解析出 CO2，循環(huán)使用 . 確定泵的流量及揚(yáng)程 工藝所需的正常體積流量為 m3/h 泵的流量取正常流量的 :Q= = m3/h 所需工藝泵的揚(yáng)程估算 :因水槽和冷卻器液面均為大氣壓 ,故估算揚(yáng)程只需考慮最嚴(yán)格條件下的進(jìn)出管道阻力損 失和位高差，約為 35m. 泵的揚(yáng)程取 ： H= 35= 水泵選型，選用離心式水泵 泵的選型：查表得，選用 100Y60A型離心泵，流量為 90m3/h，揚(yáng)程 49 m，轉(zhuǎn)速 2950r/min, 允許氣蝕余量 ,電機(jī)功率 22kw,滿足要求。 （ 5） .冷卻水用泵 P0105 已知條件 :① 水的輸送溫度 25℃ ,密度 997Kg/ ? 105 kg/h ②操作情況 ,泵從水槽中吸入水 ,送入冷凝器 E0103中換熱，再冷卻送回水槽，循環(huán)使用 . 確定泵的流量及揚(yáng)程 工藝所需的正常體積流量為 ? 105 /997=泵的流量取正常流量的 :Q= =所需工藝泵的揚(yáng)程估算 :因水槽和冷卻器液面均為大氣壓 ,故估算揚(yáng)程只需考慮最嚴(yán)格條件下的進(jìn)出管道阻力損失和位高差，約為 35