【正文】 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(fù)反饋的原則，確定調(diào)節(jié)器正、反作用。選用該型號(hào)泵較合適。二氧化碳用于食品，其管道選用不銹鋼。 C軸向外載荷 FN外力矩 M殼材料名稱16MnR(正火)體許用應(yīng)力 MPa法材料名稱16MnR(熱軋)許用[s]fMPa蘭應(yīng)力[s]tfMPa材料名稱40MnVB螺許用[s]bMPa應(yīng)力[s]tbMPa栓公稱直徑 d Bmm螺栓根徑 d 1mm數(shù)量 n24個(gè)DiDo墊 結(jié)構(gòu)尺寸DbD外D內(nèi)δ0 mmLeLAhδ1材料類型軟墊片Nmy(MPa)壓緊面形狀1a,1bbDG片b0≤ b= b0b0≤ DG= ( D外+D內(nèi) )/2b0 b= b0 DG= D外 2b螺 栓 受 力 計(jì) 算預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷WaWa= πbDG y = N操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷WpWp = Fp + F = N所需螺栓總截面積 AmAm = max (Ap ,Aa ) = mm2實(shí)際使用螺栓總截面積 AbAb = = mm2力 矩 計(jì) 算操FD = = NLD= L A+ = mmMD= FD LD = 作FG = Fp = NLG= ( Db DG ) = mmMG= FG LG = MpFT = FFD = NLT=(LA + d1 + LG ) = mmMT= FT LT = 外壓: Mp = FD (LD LG )+FT(LTLG )。 滿足支座本體允許載荷的要求。根據(jù)筒徑選用標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算的管子內(nèi)徑選用尺寸：φ252 管長：3000 根數(shù)：345實(shí)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：8m/s 進(jìn)出口接管尺寸：φ60 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501401101659144M12 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(jìn)出口接管尺寸：φ1142 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10021017018116184M16 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：61拉桿（GB1511999）直徑：16 螺紋規(guī)格：M16 根數(shù)；61耳座（JB/T472592）（7）耳式支座選用及驗(yàn)算 由于該吸收塔相對結(jié)構(gòu)較小，故選用結(jié)構(gòu)簡單的耳式支座。根據(jù)計(jì)算所得的管子內(nèi)徑，按前述換熱設(shè)備設(shè)計(jì)選擇合適的管子型號(hào)和所需的管數(shù)及布管方式。OC），管內(nèi)側(cè)的對流給熱系數(shù)為αi=80 W/（m2k/mol,其摩爾流量為：進(jìn)料氣中甲醇的摩爾分率yA為：yA=對于甲醇和水，由于溫度不太高（280 oC），壓力不太大（），故可將其近似視為理想氣體考慮。K) c kJ/(kgK), c=(kg流程包括以下步驟：甲醇與水按配比1：，通過計(jì)算泵進(jìn)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(jìn)入轉(zhuǎn)化器(R0101)，轉(zhuǎn)化反應(yīng)生成HCO2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(jìn)入原料液儲(chǔ)罐，水冷分離后的氣體進(jìn)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(jìn)入解析塔降壓解析后循環(huán)使用，最后進(jìn)入PSA裝置進(jìn)一步脫除分離殘余的COCO及其它雜質(zhì)，得到一定純度要求的氫氣。隨著精細(xì)化工的行業(yè)的發(fā)展，當(dāng)其氫氣用量在200～3000m3/h時(shí)，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(jì)指標(biāo)，受到許多國家的重視。甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化制氫具有以下特點(diǎn)：（1） 與大規(guī)模的天然氣、輕油蒸氣轉(zhuǎn)化制氫或水煤氣制氫相比，投資省，能耗低。圖1－2 甲醇制氫的物料流程圖及各節(jié)點(diǎn)物料量 物料衡算依據(jù)甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)方程式: CHOH→CO↑+2H↑ （11）CO+HO→CO↑+ H↑ （12）CHOH分解為CO轉(zhuǎn)化率99%,反應(yīng)溫度280℃,醇水投料比1:(mol).投料計(jì)算量 代入轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù),式(13)和式(14)變?yōu)?CHOH→↑+↑+ CHOHCO+→↑+ +合并式(15),式(16)得到: CHOH+ HO→ CO↑+ H↑+ CHOH+ CO↑氫氣產(chǎn)量為: 2400m/h= kmol/h甲醇投料量為: ⅹ32= kg/h水投料量為: ⅹⅹ18= kg/h 原料液儲(chǔ)槽(V0101)進(jìn): 甲醇 kg/h , 水 kg/h出: 甲醇 kg/h , 水 kg/h換熱器 (E0101),汽化塔(T0101),過熱器(E0103)沒有物流變化.轉(zhuǎn)化器 (R0101)進(jìn) : 甲醇 kg/h , kg/h , kg/h出 : 生成 CO ⅹⅹ44 = kg/h H ⅹⅹ2 = kg/h CO ⅹⅹ28 = kg/h 剩余甲醇 ⅹⅹ32 = kg/h 剩余水 ⅹⅹ18= kg/h 總計(jì) kg/h吸收塔和解析塔 吸收塔的總壓為1．5MPa, MPa ,操作溫度為常溫(25℃). 此時(shí),每m ，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。K)取平均值 c= kJ/(kgK)則管程中反應(yīng)后氣體混合物的溫度變化為：t=Q/(cm)=(++)=℃換熱器出口溫度為 =℃冷凝器（EO103) 在E0103 中包含兩方面的變化：①CO, CO, H的冷卻以及②CHOH , HO的冷卻和冷凝. ① CO, CO, H的冷卻Q=cmt=(++) ()=② CHOH的量很小，在此其冷凝和冷卻忽略不計(jì)。有理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT，可分別計(jì)算出進(jìn)料氣中甲醇和水的體積流量：甲醇的體積流量VA為：VA= m3/h水的體積流量VB為：VB= m3/h 進(jìn)料氣的總質(zhì)量為：mo= += kg/h（2）計(jì)算反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率 kg/h， kg/h，則甲醇的轉(zhuǎn)化率xAf為：xAf=即反應(yīng)過程中消耗甲醇的物質(zhì)的量為：99%= kmol/h （3）計(jì)算反應(yīng)體系的膨脹因子由體系的化學(xué)反應(yīng)方程式可知，反應(yīng)過程中氣體的總物質(zhì)的量發(fā)生了變化，可求出膨脹因子δA。OC），根據(jù)表52所列的壁面污垢系數(shù)查得，反應(yīng)管內(nèi)、 m2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容或項(xiàng)目符號(hào)單位計(jì)算公式或來源結(jié)果備注管程 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)換熱管材料選用碳鋼無縫鋼管Φ252換熱管內(nèi)徑、外徑di。根據(jù)JB/T4732－92 選用支座：JB/T4732－92，耳座A3，其允許載荷[Q]=30Kn,適用公徑DN 700～1400，支座處許用彎矩[M]=*m。2) 支座處圓筒所受的支座彎矩M計(jì)算 M＝因此，開始選用的2A3支座滿足要求。 內(nèi)壓: Mp = MD+MG+MT Mp = 預(yù)緊 MaW = NLG = mmMa=W LG = 計(jì)算力矩 Mo= Mp 與Ma[s]ft/[s]f中大者 Mo = 螺 栓 間 距 校 核實(shí)際間距 = mm最小間距 (查GB15098表93)mm最大間距 mm 形 狀 常 數(shù) 確 定h/ho = K = Do/DI = 由K查表95得T=Z =Y =U=整體法蘭查圖93和圖94FI=VI=松式法蘭查圖95和圖96FL=VL=查圖97由 d1/do 得f = 整體法蘭 = 松式法蘭 = ψ=δf e+1 =g = y/T = = 剪應(yīng)力校核計(jì) 算 值許 用 值結(jié) 論預(yù)緊狀態(tài) MPa校核合格操作狀態(tài) MPa校核合格輸入法蘭厚度δf = mm時(shí), 法蘭應(yīng)力校核應(yīng)力性質(zhì)計(jì) 算 值許 用 值結(jié) 論軸向應(yīng)力 MPa = 或 =( 按整體法蘭設(shè)計(jì)的任 意 式法蘭, 取 ) 校核合格徑向應(yīng)力 MPa = 校核合格切向應(yīng)力 MPa = 校核合格綜合應(yīng)力 = MPa = 校核合格法蘭校核結(jié)果校核合格開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算計(jì)算單位南京工業(yè)大學(xué)過程裝備與控制工程系接 管: C, φ1142計(jì) 算 方 法 : GB1501998 等 面 積 補(bǔ) 強(qiáng) 法, 單 孔設(shè) 計(jì) 條 件簡 圖