【正文】 吸收塔的總壓為 1． 5MPa,其中 CO2 的分壓為 MPa,操作溫度為常溫 (25℃ ). 此時 ,每m3吸收液可溶解 CO2 .此數(shù)據(jù)可以在一般化工基礎數(shù)據(jù)手冊中找到，二氯 化碳在碳酸丙烯酯中的溶解度數(shù)據(jù)見表 1 一 l 及表 1— 2。 在本工藝過程中 ,要使甲醇水完全汽化 ,則其汽相分率必然是甲醇 40%,水 60%(mol)且已知操作壓力為 ,設溫度為 T,根據(jù)汽液平衡關系有 + = 初設 T=170℃ p甲醇 =。 K), c 230。 K),于是其溫降為 : ? t=Q/(cP m)=? 105 /(? 62898)=℃ 導熱油出口溫度為 : =℃ 汽化塔（ TO101 ) 認為汽化塔僅有潛熱變化。 K) c2pH ?(kg該反應在管式反應器進行，進出反應器的各物料的工藝參數(shù)如表 31 所示。 k/mol,其摩爾流量為： 對于一氧化碳，其摩爾質(zhì)量為 28kg h)， R= ) 反應過程中所需的熱量由導熱油供給，反應器同時作為換熱器使用，根據(jù) GB151， 320oC時鋼的導熱系數(shù)為λ =（ m OC/W 和 m2 m2 d m 。 根據(jù)筒徑選用標準橢圓形封頭直邊高： 25 曲邊高： 200 壁厚： 6 換熱管（ GB1511999） 管子材料： 16MnR 根據(jù)上節(jié)中計算的管子內(nèi)徑選用尺寸：φ 25 2 管長： 3000 根數(shù)： 345 實排根數(shù)： 351（外加 6 根拉桿）排列形式：正三角形 中心距： 32 管束中心排管數(shù)： 21 長徑比： 管程數(shù)據(jù) 管程數(shù)： 1 管程氣體流速： 1m/s 進出口接管尺寸：φ 60 接管材料： 16Mn 法蘭類型：板式平焊法蘭（ HG2059397）法蘭材料： 20R DN 法蘭外徑 中心孔直徑 法蘭厚度 法蘭內(nèi)徑 螺栓孔直徑 螺栓孔數(shù) 螺紋規(guī)格 50 140 110 16 59 14 4 M12 表 33 管程法蘭數(shù)據(jù) 殼程數(shù)據(jù) 殼程數(shù)： 1 殼程液體流速： 進出口接管尺寸：φ 114 2 接管材料： 16Mn 法蘭類型：板式平焊法蘭（ HG2059397）法蘭材料： 16MnR DN 法蘭外徑 中心孔直徑 法蘭厚度 法蘭內(nèi)徑 螺栓孔直徑 螺栓孔數(shù) 螺紋規(guī)格 100 210 170 18 116 18 4 M16 表 34 殼程法蘭數(shù)據(jù) 1折流板（ GB1511999） 材料： 16MnR 形式：單弓形外直徑： 管孔直徑： 缺口弦高： 140 間距： 330 板數(shù)： 8 厚度： 6 1拉桿（ GB1511999） 直徑： 16 螺紋規(guī)格： M16 根數(shù)； 6 1耳座（ JB/T472592） （ 7）耳式支座選用及驗算 由于該吸收塔相對結構較小，故選用結構簡單的耳式支座。 q0 為基本風壓，假設該填料塔安裝在南京地區(qū)，南京地區(qū)的 q0 ＝ 550N/m2 。 滿足支座本體允許載荷的要求。 /D 系數(shù) C39。fif39。 ~ 39。 m 0 ,G1 =Gi1 管板徑向應力系數(shù) 帶膨脹節(jié) Q為 Qex ?~r = 14 1 12( )??? GQ G 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設計畢業(yè)設計任務書 管板布管區(qū)周邊 處徑向應力系數(shù) ?~39。 ~ 39。 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設計畢業(yè)設計任務書 管道設計 管子選型 (1) 材料 —— 綜合考慮設計溫度、壓力以及腐蝕性（包括氫腐蝕），本裝置主管道選擇 20g無縫鋼管，理由如下： ①腐蝕性 —— 本生產(chǎn)裝置原料甲醇、導熱油對材料無特殊腐蝕性；產(chǎn)品氫氣對產(chǎn)品可能產(chǎn)生氫腐蝕，但研究表明碳鋼在 220℃以下氫腐蝕反應速度極慢，而且氫分壓不超過 時，不管 溫度有多高，都不會發(fā)生嚴重的氫腐蝕。 ③經(jīng)濟性 —— 20g 無縫鋼管屬于碳鋼管，投資成本和運行維護均較低。密度為 ；操作情況為泵從甲醇儲槽中吸入甲醇，送入原料液儲罐，與水混合 工藝所需正常的體積流量為： ＝ 泵的流量 Q＝ ＝ 工藝估算所需揚程 80m,泵的揚程 H＝ 80＝ 88m 折合程計量泵的壓力： P=? gh=807 88/106= 泵的選型：查表得， JD1600/ 型計量泵的流量為 1600L/h，壓力 ，轉速 115r/min，電機功率 ，滿足要求 （ 2） 純水計量泵 P0101 選型 已知條件：水的正常投料量為 。密度為 ；操作情況為泵從原料液儲槽 V0101 中吸入原料，送入預熱器 E0101 工藝所需正常的體積流量為： ＝ 泵的流量 Q＝ ＝ 工藝估算所需揚程 80m,泵的揚程 H＝ 80＝ 88m 折合程計量泵的壓力： P=? gh=860 88/106= 泵的選型：查表得， JD2500/ 型計量泵的流量為 2500L/h，壓力 ，轉速 115r/min，電機功率 ，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/ 4200kg/h ②操作情況 ,泵從吸收液儲槽中吸入吸收液 ,送入 T0102 中，再回解析塔解析出CO2，循環(huán)使用 . 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設計畢業(yè)設計任務書 確定泵的流量及揚程 工藝所需的正常體積流量為 4200/1000=泵的流量取正常流量的 倍 :Q= =所需工藝泵的揚程估算 :因水槽和冷卻器液面均為大氣壓 ,故估算揚程只需考慮最嚴格條件下的進出管道阻力損失和位高差，約為 35m. 泵的揚程取 倍的安全裕度： H= 35= 水泵選型，選用離心式水泵 查表得， 40W－ 40 型水泵最佳工況點：揚程 40m,流量 ,轉速 2900r/min，電機 功率為 。 閥門選型 從工藝流程圖可以知道需用閥門的設計壓力、設計溫度和接觸的介質(zhì)特性，據(jù)此數(shù)據(jù)選擇閥門的壓力等級和型式，匯總于下表： 序號 所在管道編號 管內(nèi) 介質(zhì) 設計 壓力 設計溫度 公稱直徑 閥門選型 連接形式 閥門型號 1 PG010680M1B 氫氣 50 80 法蘭 閘閥： 等，截止閥： 2 RO0101150L1BH 導熱油 320 150 法蘭 閘閥： 、 等，截止閥： 等 3 RO0104150L1BH 導熱油 320 150 法蘭 4 PL010120L1B 甲醇 常壓 50 20 法蘭 閘閥： 、 （螺紋）等，截止閥： 等 止回閥： 5 PL010215L1B 甲醇 常壓 50 15 法蘭 6 PL010332L1B 原料液 常壓 50 32 法蘭、 螺紋 7 DNW010120L1B 脫鹽水 50 20 法蘭、 螺紋 8 PG010780L1B 食品二氧化碳 50 80 螺紋 閘閥： 等，截止閥： 等 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設計畢業(yè)設計任務書 9 PL010732L1B 吸收液 50 32 法蘭、 螺紋 閘閥： 止回閥： 10 PL010920M1B 工藝冷 凝水 50 20 法蘭 管道法蘭選型 根據(jù)各管道的工作壓力、工作溫度、介質(zhì)特性和與之連接的設備、機器的接管和閥門等管件、附件的連接型式和尺寸等依據(jù)選擇法蘭，將本工藝管道的有關參數(shù)匯總于下表： 序號 所在管道編號 管內(nèi)介質(zhì) 設計壓力 設計溫度 公稱直徑 閥門公稱壓力等級 法蘭選型 法蘭類型 密封面型式 公稱壓力等級 1 PG010680M1B 氫氣 50 80 帶頸平焊法蘭 凹凸面 2 PG010180M1B 混合氣體 200 3 PG010280M1BH 300 4 PG010380M1B 300 5 PG010480M1BH 200 6 PG010565M1B 50 65 7 RO0101150L1BH 導熱油 320 150 8 RO0102150L1BH 導熱油 320 9 RO0103150L1BH 導熱油 320 10 RO0104150L1BH 導熱油 320 11 PL010120L1B 甲醇 常壓 50 20 12 PL010215L1B 甲醇 常壓 50 15 13 PL010332L1B 原料液 常壓 50 32 14 PL010420M1B 原料液 50 20 15 PL010520M1B 原料液 200 20 16 PL010640L1B 吸收液 50 40 17 PL010732L1B 吸收液 50 32 18 PL010832L1B 吸收液 50 32 19 DNW010120L1B 脫鹽水 50 20 突面 20 DNW010215L1B 脫鹽水 50 15 21 CWS0101150L1B 冷卻水 50 150 22 CWS0102125L1B 冷卻水 50 125 23 CWR0101125L1B 冷卻水 80 125 24 PG010780L1B 食品二氧化碳 50 80 凹凸面 25 PL010920M1B 工藝冷凝水 50 20 突面 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設計畢業(yè)設計任務書 反 應器控制方案設計 1. 被控參數(shù)選擇 化學反應的控制指標主要是轉化率、產(chǎn)量、收率、主要產(chǎn)品的含量和產(chǎn)物分布等，溫度與上述這些指標關系密切，又容易測量，所以選擇溫度作為反應器控制中的被控變量 以進口溫度為被控變量的單回路控制系統(tǒng)設計 2. 控制參數(shù)選擇 影響反應器溫度的因素主要有：甲醇水混合氣的流量、導熱油的流量。為了提高檢測精
。所以選擇導熱油流量作為控制參數(shù)。 （ 5） .冷卻水用泵 P0105 已知條件 :① 水的輸送溫度 25℃ ,密度 997Kg/ 95465kg/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 . 確定泵的流量及揚程 工藝所需的正常體積流量為 95465/997=泵的流量取正常流量的 倍 :Q= =所需工藝泵的揚程估算 :因水槽和冷卻器液面均為大氣壓 ,故估算揚程只需考慮最嚴格條件下的進出管道阻力損失和位高差，約為 35m. 泵的揚程取 倍的安全裕度： H= 35= 水泵選型，選用離心式水泵 查表得， IS10065200 型水泵最佳工況點：揚程 47m,流量 120m3/h,轉速 2900r/min，軸功率 ，電機功率為 22KW，效率 77％。密度為 ；操作情況為泵從純水儲槽中吸入水，送入原料液儲罐，與甲醇混合 工藝所需正常的體積流量為： ＝ 泵的流量 Q＝ ＝ 工藝估算所需揚程 80m,泵的揚程 H＝ 80＝ 88m 折合程計量泵的壓力： P=? gh=997 88/106= 泵的選型：查表得， JD1000/ 型計量泵的流量為 1000L/h，壓力 ，轉速 115r/min，電機功率 ，滿足要求 （ 3） 混合原料計量泵 P0103 選型 已知條件：原料的正常投料量為 。 (2) 管子的規(guī)格尺寸的確定及必要的保溫層設計 ①導熱油管道的規(guī)格和保溫結構的確定 流量 vq ＝ ＝ ～ Di＝ uqv?4 ＝ 壁厚 t＝ ? ?iti pDp ???2 ＝ ??? ? ＝ =1000 ???p=1000 =3 查表應選用 系列得管子 故選擇 RO010 RO010 RO010 RO0104 管道規(guī)格為φ 159 無縫鋼管 流速校正 u=24Dqv? =保溫層計算 : 管道外表面溫度 T0=320,環(huán)境年平均溫度 Ta=20℃ ,年平均風速為 2m/s,采用巖棉管殼保溫 ,保溫結構單位造價為 750 元 /m3,貸款計息年數(shù)為 5 年 ,復利率為 10%,熱價為 10 元 /106kJ. 設保溫層外表面溫度為 30℃ ,巖棉在使用溫度下的導熱系數(shù)為 ??????? ????? 702 ? (), 表面放熱系數(shù)為 ? ? ? ? ????? ?? s 12W/() 保溫工程投資償還年分攤率 S= ? ?? ? 55?? ??= 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設計畢業(yè)設計任務書 計算經(jīng)濟保溫層經(jīng)濟厚度 ? ?STaH SP TTtPDDD ? ?? 03011 ???? ? = ? ? ???? ????? ? 12 3 查表得保溫層厚度δ =107mm.