【正文】 保溫結(jié)構(gòu)單位造價為 750 元 /m3,貸款計息年數(shù)為 5 年 ,復(fù)利率為 10%,熱價為 10 元 /106kJ. 設(shè)保溫層外表面溫度為 30℃ ,巖棉在使用溫度下的導(dǎo)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?jǐn)偮? S= ? ?? ? 55?? ??= 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 計算經(jīng)濟(jì)保溫層經(jīng)濟(jì)厚度 ? ?STaH SP TTtPDDD ? ?? 03011 ???? ? = ? ? ???? ????? ? 12 3 查表得保溫層厚度δ =107mm. 計算保溫后的散熱量 ? ? ? ?0 6 0 6 12ln121010???????????SaDDDTTq??? =計算保溫后表面溫度 ass TDqT ?? ?? 1= ???? =℃ 計算出來的表面溫度 ℃略低于最初計算導(dǎo)熱系數(shù)是假設(shè)的表面溫度 30℃ ,故δ=107mm 的保溫層可以滿足工程要求 . ②甲醇原料管道的規(guī)格 流量 vq ＝ ＝ ,出水管中流速 u2= Di＝ uqv?4 ＝ / 故選擇 PL0101 管道規(guī)格為φ 25 2 無縫鋼管 選擇 PL0102 管道規(guī)格為φ 20 2 無縫鋼管 流速校正 u1=24Dqv? =,合適 u2=24Dqv? =③脫鹽水原料管道的規(guī)格 流量 vq ＝ ＝ 選擇 DNW0101 管道規(guī)格為φ 22 2 無縫鋼管 選擇 DNW0102 管道規(guī)格為φ 18 2 無縫鋼管 流速校正 u1=24Dqv? =24Dqv? =④甲醇水混合后原料管道的規(guī)格 流量 vq ＝ ＝ 選擇 PL0103 管道規(guī)格為φ 32 2 無縫鋼管 選擇 PL010 PL0105 管道規(guī)格為φ 25 2 無縫鋼管 流速校正 u1=24Dqv? =24Dqv? =⑤吸收液碳酸丙烯酯管道的規(guī)格 流量 vq ＝ 420xxKg/h＝ 選擇 PL0106 管道規(guī)格為φ 48 4 無縫鋼管 選擇 PL010 PL0108 管道規(guī)格為φ 38 3 無縫鋼管 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 流速校正 u1=24Dqv? =24Dqv? =⑥冷卻水管道的規(guī)格 流量 vq ＝ 95465Kg/h＝ 選擇 CWS0101 管道規(guī)格為φ 159 無縫鋼管 選擇 CWS010 CWR0101 管道規(guī)格為φ 133 4 無縫鋼管 流速校正 u1=24Dqv? =24Dqv? =⑦ PG010 PG010 PG010 PG0104 混合氣管道的規(guī)格 流量 vq ＝ ＝ 200℃ :壁厚 t＝ ? ?iti pDp ???2 ＝ ??? ? ＝ 300℃ :壁厚 t＝ ? ?iti pDp ???2 ＝ ??? ? ＝ 選擇 PG010 PG010 PG010 PG0104 管道規(guī)格為φ 89 無縫鋼管 流速校正 u1=24Dqv? =⑧其它管道規(guī)格尺寸 選擇 PG0105 管道規(guī)格為 φ 73 4 PG0106 管道規(guī)格為 φ 89 PG0107 管道規(guī)格為 φ 89 PL0109 管道規(guī)格為 φ 32 4 類似以上管道規(guī)格的計算過程 ,將本工藝所有主要管道工藝參數(shù)結(jié)果匯總于下表： 序號 所在管道編號 管內(nèi)介質(zhì) 設(shè)計壓力 設(shè)計溫度 流量 狀態(tài) 流速 公稱直徑 材料 1 PG010680M1B 氫氣 50 氣相 80 20g 2 PG010180M1B 甲醇 % 水 % 200 1869 氣相 80 20g 3 PG010280M1BH 300 1869 氣相 80 20g 4 PG010380M1B H210% CO2 73% H2O 17% 300 1869 氣相 80 20g 5 PG010480M1BH 200 1869 氣相 80 20g 6 PG010565M1B H212% CO288% 50 1553 氣相 65 20g 7 RO0101150L1BH 導(dǎo)熱油 320 110035 液相 150 20g 8 RO0102150L1BH 導(dǎo)熱油 320 110035 液相 150 20g 9 RO0103150L1BH 導(dǎo)熱油 320 110035 液相 150 20g 10 RO0104150L1BH 導(dǎo)熱油 320 110035 液相 150 20g 11 PL010120L1B 甲醇 常壓 50 液相 20 20g 12 PL010215L1B 甲醇 常壓 50 液相 15 20g 13 PL010332L1B 原料液 常壓 50 1869 液相 32 20g 14 PL010420M1B 原料液 50 1869 液相 20 20g 15 PL010520M1B 原料液 200 1869 液相 20 20g 16 PL010640L1B 吸收液 50 4200 液相 40 20g 17 PL010732L1B 吸收液 50 4200 液相 32 20g 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 18 PL010832L1B 吸收液 50 420xx 液相 32 20g 19 DNW010120L1B 脫鹽水 50 855 液相 20 20g 20 DNW010215L1B 脫鹽水 50 855 液相 15 20g 21 CWS0101150L1B 冷卻水 50 95465 液相 150 鍍鋅管 22 CWS0102125L1B 冷卻水 50 95465 液相 125 鍍鋅管 23 CWR0101125L1B 冷卻水 80 95465 液相 125 鍍鋅管 24 PG010780L1B 食品二氧化碳 50 1366 氣相 11 80 0Cr18Ni9 25 PL010920M1B 工藝?yán)淠? 50 280 液相 20 20g 泵的選型 整個系統(tǒng)有五處需要用泵 : P0101 P0102 P0103 P0104 P0105 （ 1） 甲醇計量泵 P0102 選型 已知條件：甲醇正常投料量為 。 （ 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(yáng)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(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 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(diǎn)：揚(yáng)程 47m,流量 120m3/h,轉(zhuǎn)速 2900r/min，軸功率 ，電機(jī)功率為 22KW，效率 77％。為了提高檢測精
。密度為 ；操作情況為泵從原料液儲槽 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(zhuǎn)速 115r/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/ 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(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 確定泵的流量及揚(yáng)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(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 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(diǎn)：揚(yáng)程 40m,流量 ,轉(zhuǎn)速 2900r/min，電機(jī) 功率為 。 ③經(jīng)濟(jì)性 —— 20g 無縫鋼管屬于碳鋼管，投資成本和運(yùn)行維護(hù)均較低。 ~ 39。 ~ 39。 /D 系數(shù) C39。 q0 為基本風(fēng)壓，假設(shè)該填料塔安裝在南京地區(qū)，南京地區(qū)的 q0 ＝ 550N/m2 。d m 。 OC/W 和 m2 h)， R= )該反應(yīng)在管式反應(yīng)器進(jìn)行，進(jìn)出反應(yīng)器的各物料的工藝參數(shù)如表 31 所示。 K),于是其溫降為 : ? t=Q/(cP m)=? 105 /(? 62898)=℃ 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。 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(shè)溫度為 T,根據(jù)汽液平衡關(guān)系有 + = 初設(shè) T=170℃ p甲醇 =。 對于中小規(guī)模的用氫場合，在沒有工業(yè)含氫尾氣的情況下，甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化及變壓吸附的制氫路線是一較好的選擇。甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 前言 氫氣是一種重要的工業(yè)產(chǎn)品，它廣泛用于石油、化工、建材、冶金、電子、醫(yī)藥、電力、輕工、氣象、交通等工業(yè)部門和服務(wù)部門，由于使用要求的不同，這些部門對氫氣的純度、對所含雜質(zhì)的種類和含量都有不相同的要求，特別是改革開放以來，隨著工業(yè)化的進(jìn)程，大量高精產(chǎn)品的投產(chǎn)，對高純度的需求量正逐步加大，等等對制氫工藝和裝置的效率、經(jīng)濟(jì)性、靈活性、安全都提出了更高的要求，同時也促進(jìn)了新型工藝、高效率裝置的開發(fā)和投產(chǎn)。 （ 4） 可以做成組裝式或可移動式的裝置，操作方便，搬運(yùn)靈活。 水的物性數(shù)據(jù)在很多手冊中都可以得到 ，這里從略。 K) 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 則導(dǎo)熱油用量 w=Q反應(yīng) /(cp ? t)=? 105 /(? 5)=62898 kg/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 =(kg壓力為 時水的冷凝熱為： 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)=54415kg/ 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 反應(yīng) 器設(shè)計計算 工藝計算 已知甲醇制氫轉(zhuǎn)化工藝的基本反應(yīng)為： CH3OH+H2O=CO2+3H2。對于甲醇有： δ A= 21 1113 ???? （ 4）計算空間時間 根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，該反應(yīng)為一級反應(yīng)，反應(yīng)動力學(xué)方程為： rA=kpA k= 104e RT68600 CA=CAOAAAxxAy11δ? ? 上式兩邊同乘以 RT，則得： pA=CAORTAAA xxAy11δ? ? 反應(yīng)過程的空間時間τ為： τ =CAO∫ Afx0AArdx =CAO∫ Afx0 Adx /[kCAORTAAA xxAy11δ? ? ] = kRT1 ∫ Afx0AAAx x??1 y1 Aδ dxA 將 k= 104e RT68600 m3/(kmol OC），根據(jù)表 52 所列的壁面污垢系數(shù)查得，反應(yīng)管內(nèi)、外側(cè)的污垢系數(shù)分別為 m2 結(jié)構(gòu)設(shè)計 計算內(nèi)容或項目 符號 單位 計算公式或來源 結(jié)果 備注 管 程 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 換熱管材料 選用碳鋼無縫鋼管 Φ 25 2 換熱管內(nèi)徑、外徑 di。 1) 支座承受的實際載荷計算 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 水平地震載荷為： pe ＝ gmoe? e? 為地震系數(shù)，地震設(shè)計烈度為 7 時， e? ＝