生產(chǎn)能力為每小時3100立方甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計-全文預(yù)覽
【正文】 分析 盈虧平衡分析是通過 計算盈虧平衡點 (BEF)分析項目成本與收益平衡關(guān)系的一種方法。若產(chǎn)量小于此值，將出現(xiàn)虧損。其計算式為： BEP（生產(chǎn)能力利用率） = %100??? 年銷售稅金年可變總成本年產(chǎn)品銷售收入 年固定總成本 = % ??? =% BEP（產(chǎn)量） =單位產(chǎn)品銷售稅金單位產(chǎn)品可變成本單位產(chǎn)品價格 年固定總成本 ?? = ??? 5250/648t 該值小，說明項目適應(yīng)市場需求變化的能力大，抗風險能力強。 該套裝置共有 8 臺泵，經(jīng)詢價每臺泵 1. 2 萬元，因此，該套裝置總設(shè)備約為： 萬元 。采用浮頭式換熱器，φ 19 2 的換熱管，計算其質(zhì)量分別為： WE1=， WE2=WE3=812kg，WR1=7700kg。吸收液儲罐(V0104, 常溫 常壓 )。 Qmax=509 m3/h Qmin= m3/h P1= P2= Mpa r=p? ＝ P1－ P2＝ Mpa=Cvmax= pr ?/ = ? =878 Cvmax= pr ?/ = ? =55 據(jù)此選擇 Cv 和調(diào)節(jié)閥的口徑 DN ③調(diào)節(jié)器 根據(jù)過程特性與工藝要求，選擇 PID控制規(guī)律；根據(jù)構(gòu)成系統(tǒng)負反饋的原則， 確定調(diào)節(jié)器為反作用。所以選擇導熱油流量作為控制參數(shù)。選用該型號泵較合適。溫度為 25℃。 （ 8） 液體分布裝 置 采用蓮蓬頭布液器，噴淋點數(shù)為每 45cm2塔截面設(shè)一個噴淋點，噴淋點數(shù)為 175。k=,d=D=。 60= 按所儲存液體相當于該塔 10分鐘的處理量考慮 人孔質(zhì)量 5m =304kg 耳座質(zhì)量 6m = 4= 故塔體總質(zhì)量 1 2 3 4 5 6m m m m m m m? ? ? ? ? ? ? 水平地震載荷為： eP = 0emg? = = 水平風載荷為： WP = 0 0 0ifqDH = 350（ ＋ 2） = 其中 if 為風壓高度變化系數(shù)，按設(shè)備質(zhì)心所在高度取。 m。 (4) 上部設(shè)備封頭厚度計算 選用標準橢圓形封頭，其厚度為： ctic pDp *][2 ??? ＝ ???? ?＝ 考慮厚度附加余量并圓整至鋼板厚度系列，取封頭名義厚度與筒體厚度相同， 通過應(yīng)力校核 n? ＝ 14mm合格 。 選取下部筒體內(nèi)直徑 Di=。 組分摩爾濃度 氣相組分 摩爾流率 kmol/h 摩爾分數(shù) 液相組分 摩爾流率 kmol/h 摩爾分數(shù) CO2 碳酸丙烯酯 CO CO2 H2 查表可得： Y1 = ? = Y2 =()= X1 = X2 =0 Y*1 = Y*2 =0 mY? ＝*22*11*22/*11ln)()(YYYYYYYY????? = Ky ? ＝ KG P? ＝ 103 ＝ （ m2 *s） ?V ＝2(1 2 .5 6 4 0 .1 2 7 3 7 .9 4 7 )3 6 0 0 0 .3?????＝ (m2 *s) 則 Z＝ HOG NOG =my YKYYV ???? )( 21 = 考慮一定的安全系數(shù)，確定填料高度 Z＝ 。 填料塔段塔徑的計算： 混合氣體的密度 ?? ＝ 吸收劑的密度 l? ＝ 1100kg/m3 混合氣體的質(zhì)量流量 m? ＝ 吸收劑碳酸丙烯酯的質(zhì)量流量 ml＝ 1100=。但隨著高效能填料的問世，在大直徑的塔設(shè)備中亦有采用填料塔的情況，而小直徑的塔設(shè)備亦有使用板式結(jié)構(gòu)。 ④液氣比波動較大時，宜選用板式塔。反之，受液相控制的系統(tǒng)，宜采用板式塔。如可選用泡罩塔、浮閥塔、柵板塔、舌形塔和孔徑較大的篩板塔。當真空度較低時，宜選用篩板塔或浮閥塔。 ②具有腐蝕性的介質(zhì)，可選用填料塔。在化工 、煉油、制藥等行業(yè)，塔設(shè)備的性能對整個裝置的產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量、生產(chǎn)能力和消耗額以及“三廢”治理和環(huán)境保護等各方面均有重大影響。壓力為 ： H=2135KJ/kg,總冷凝熱 Q2 =H? m=2135? =? 105 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)= ? 105 kg/h 4 吸收塔設(shè)計 塔設(shè)備的選型 塔設(shè)備是化工、煉油生產(chǎn)等過程裝備中的最重要的設(shè)備之一。 液體混合物升溫所需熱量 Q=? cp m? t=(? +? ) ? (17525)=? 106kJ/h 管程：沒有相變化，同時一般氣體在一定的溫度范圍內(nèi)，熱容變化不大，以恒定值計算，這里取各種氣體的比定壓熱容為： c2pco? kJ/(kg K) 則導熱油用量 w=Q反應(yīng) /(cp ? t)=? 106 /(? 5)=? 10^5kg/h 過熱器 (E0102) 甲醇和水的飽和蒸氣在過熱器中 175℃過熱到 280℃ ,此熱量由導熱油供給 .從手冊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 導熱油 cp = kJ/(kg320p =? =(kg 水的物性數(shù)據(jù)在很多手冊中都可以得到，這里從略。流程包括以下步驟：甲醇與水按配比 1： 罐，通過計算泵進入換熱器（ E0101）預(yù)熱，然后在汽化塔（ T0101）汽化，在經(jīng)過換熱器(E0102)過熱到反應(yīng)溫度進入轉(zhuǎn)化器 (R0101)，轉(zhuǎn)化反應(yīng)生成 H CO2的以及未反應(yīng)的甲醇和水蒸氣等首先與原料液 換熱 (E0101)冷卻，然后經(jīng)水冷器 (E0103)冷凝分離水和甲醇，這部分水和甲醇可以進入原料液儲罐，水冷分離后的氣體進入吸收塔，經(jīng)碳酸丙烯脂吸收分離 CO2，吸收飽和的吸收液進入解析塔降壓解析后循環(huán)使用，最后進入 PSA 裝置進一步脫除分離殘余的 CO CO 及其它雜質(zhì)，得到一定純度要求的氫氣。 （ 4） 可以做成組裝式或可移動式的裝置，操作方便，搬運靈活。隨著精細化工的行業(yè)的發(fā)展，當其氫氣用量在 200～ 3500m3/h時，甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化制氫技術(shù)表現(xiàn)出很好的技術(shù)經(jīng)濟指標，受到許多國家的重視。 南京工業(yè)大學 機械學院 綜合課程設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目： 生產(chǎn)能力為 3100 m179。其中烴類水蒸氣轉(zhuǎn)化法是世界上應(yīng)用最普遍的方法，但該方法適用于化肥及石油化工工業(yè)上大規(guī)模用氫的場合，工藝路線復雜，流程長，投資大。 （ 3） 所用原料甲醇易得，運輸、貯存方便。 目錄 1. 前言 ……………………………………………… 2. 設(shè)計任務(wù)書 ……………………………………… 3. 甲醇制氫工藝設(shè)計 ……………………………… 甲醇制氫工藝流程 …………………………………… . 物料衡算 ……………………………………………… 熱量衡算 ……………………………………………… . 4. 吸收塔設(shè)計 ……………………………………… 塔設(shè)備的選型 ………………………………………… 結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………… 填料段工藝計算 …………………………………… 填料段結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 ……………………………… 填料塔結(jié)構(gòu)強度校核 ………………………………… ………………………………………… . 管子的選型 …………………………………………… 泵的選型 ……………………………………………… 閥門的選型 …………………………………………… 管道法蘭 的選型 ……………………………………… .. 6 反應(yīng)器控制方案設(shè)計 ……………
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