【正文】 10179。 3 A 天然氣部分氧化法 （ 1）我國的天然氣儲量比較大，便于開采； （ 2）天然氣相對于其它的能源來說比較經(jīng)濟(jì)； （ 3）天然氣部分氧化法在工藝上存在一定的危險性； （ 4）天然氣部分氧化法在設(shè)備的投資成本上不經(jīng)濟(jì)； B 煤等離子體法 （ 1）煤在我國的存儲量比較大； （ 2）煤在相對于石油和其它的新興能源上有一定的價格優(yōu)勢； （ 3）煤在化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的污染較為嚴(yán)重； （ 4）煤等離子體法是一種高技術(shù)的手段其可行性和穩(wěn)定性值得商榷； （ 5）煤等離子體法的設(shè)備投資成本不經(jīng)濟(jì)； C 干法和濕法制乙炔 （ 1）都是傳統(tǒng)的生產(chǎn)乙炔的方法； （ 2）干法乙炔是用略多與理論的水以霧態(tài)噴在電石粉上使之水解； （ 3）干法乙炔發(fā)生和濕法乙炔發(fā)生的化學(xué)原理是相同的； （ 4）濕法乙炔發(fā)生是塊狀電石投入發(fā)生器中（發(fā)生器中有水）使之水解； （ 5）干法制乙炔產(chǎn)生的污染物比濕法制乙炔的少； （ 6）干法制乙炔的成本略小于濕法制乙炔的成本； 新興乙炔化工生產(chǎn)方法與舊法的風(fēng)險評估 通過比較和細(xì)致的觀察，加上對乙炔市場的考察，新興的兩種乙炔發(fā)生方法既天然氣部分氧化法和煤等離子體法，都有很大的局限性和經(jīng)濟(jì)成本問題。 關(guān)鍵詞： 換熱器；溶解乙炔氣體；乙炔發(fā)生器 50 Million Standard m3 Dissolved of Acetylene Process Design per Year Lai Zhiqiang (2020 year Student of Chemical Engineering and Technology Major,Hunan City University, Yiyang, Hunan, 413000, China) Abstrsct:In this paper, an annual output of 50 million standard m3 dissolved acetylene production tasks, process design for the entire production process,Major equipment includes acetylene generator, heat exchanger, purification tower, and the metering tank, the receptacle of each step, receiving tanks, pressors and other additional equipment. Key words: Heat exchanger。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。它被廣泛的用于照明、焊接、切割及各種火焰加工，能滿足科研、施工等特殊用戶的需要。濕法乙炔發(fā)生則在環(huán)保方面有些欠缺。所以高壓的氣態(tài)乙炔和液化乙炔在工業(yè)上都不能得到實際應(yīng)用。 電石的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì) 電石的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?。 乙炔的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì) 乙炔的物理性質(zhì)： 純乙炔為無色無味味的易燃、有毒氣體。 由冷卻塔來的乙炔氣，經(jīng)乙炔壓縮機加壓后，依次進(jìn)入清凈 1 塔，清凈 2 塔[6]，在清凈塔內(nèi)用次氯酸鈉溶液洗滌。由此所產(chǎn)生的畢業(yè)設(shè)計的不規(guī)范希望指導(dǎo)老師理解和諒解。 s 乙炔 普 朗特數(shù)： Pr1= 核算換熱器傳熱面積 有效平均溫差計算 14 由于逆流的傳熱效果比并流好，故在此選用逆流操作 逆流平均溫差 n( ) lnNtttCtt? ? ? ?? ? ? ? ???大 小大 小 參數(shù) R: 11221 1 6 . 7 4 0 7 6 . 7 9 . 0 2 43 8 . 5 3 0 8 . 5ttR tt? ??? ?? ? ? ??? ??? 參數(shù) P： 22123 8 . 5 3 0 8 . 5 0 . 0 9 81 1 6 . 7 3 0 8 6 . 7ttP tt?? ?? ?? ? ? ????? 查 GB151 圖 F2（ b） [12],可得溫差校正系 數(shù)： =? ，則有效平均溫差0 . 9 5 3 0 . 1 2 3 2 8 . 6 1 7mNt t C?? ? ? ? ? ? ? ?在此溫度下水的密度為： 3kg= m?水水的比熱容： Cp2=℃ 由于溫差校正系數(shù) ，同時殼程流體流量亦較大，故取單殼程較合適。常用的折流板形式有弓形和圓盤 圓環(huán)形兩種，在這里選用弓形折流板。 前端管箱筒體計算 （ 1）由給定條件知、管程的設(shè)計壓力 ?p MPa；焊接接頭系數(shù) ?? ；設(shè)計溫度 065tC? ；腐蝕裕量 2= 。由于管板受力情況復(fù)雜，影響管板強度因素很多，有管內(nèi)、外壓力，溫度產(chǎn)生的力，法蘭力矩和換熱管的支撐力等影響，因此正確地進(jìn) 行管板分析是比較復(fù)雜的。開孔以后，除削弱器壁的強度外，在殼體和接管的連接處，因結(jié)構(gòu)的連續(xù)性被破壞，會產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力，給容器的安全操作帶來隱患，因此壓力容器設(shè)計必須充分考慮開孔的補強問題。其作用是使不同的受壓元件組合在一起，同時保證連接部位不產(chǎn)生泄露。 勞動定員的原則 三項原則： “能省則省 ”，及精簡機構(gòu)，保持高效運行；注重人才的吸納； 注重工人的生活品質(zhì)。即要全面妥善的解決防火、防爆、防毒、防腐、衛(wèi)生等方面的問題，符合國家的各項有關(guān)規(guī)定。 廠址選擇的基本原則 [15]：廠址選擇必須遵守國家法律法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家方針、政策，堅持基本建設(shè)程序，符合國家長遠(yuǎn)規(guī)劃及行政布局、國土開發(fā)整治規(guī)劃、城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃。有時因受建設(shè)場地的限制或者為了節(jié)約用地，也有設(shè)計成多層的。 車間設(shè)備平面布置的原則 車間平面布置首先必須適合全廠總平面布置的要求，應(yīng)盡可能使個車間的平面布置在總體上達(dá)到協(xié)調(diào)、整齊、緊湊、美觀，相互融合，渾成一 體。因為本設(shè)計管內(nèi)水流速為sm1?u ，所以不需要設(shè)計防沖擋板。在此次設(shè)計中我們對注滿水時的靜重情況進(jìn)行校核計算。 管板布管區(qū)內(nèi)開孔后的面積為： 221 2 8 2 1 74 ???? dnAA t ? 一根換熱管管壁金屬橫截面積為： ? ? 6??? tt da ??? 式中 t?? 換熱管壁厚， mm。 已知條件：計算壓力 ?p MPa，內(nèi)徑 1000 毫米，板材 Q345R. 設(shè)計溫度許用應(yīng)力 163MPa 焊接接頭系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn) 橢圓形封頭的形狀系數(shù)公式： K 2ii1K = 2 = 1 . 062Dh??????? ?????? 求封頭的曲面高度 hi 25041 ??ii DHmm 則封頭的計算厚度 ? ? ????? ????? ct ic pDKp???mm 封 頭的有效厚度 ??????? CCne ?? mm 允許最大工作壓力 23 ? ? ? ? ???? ?????? eitew KDp ????MPa 比較可知 :合格 浮頭設(shè)計計算 根據(jù) GB1511999《管殼式換熱器》 [12]選用鉤圈式浮頭，浮頭端蓋選用球冠形封頭，根據(jù)換熱器筒體內(nèi)徑 1000?iD mm 查 GB1511999《管殼式換熱器》表 46[8]可得封頭球面內(nèi)半徑 800?iR mm 浮頭簡圖如下。 根據(jù)設(shè)計要求采用 19 2??的無縫鋼管 ， 管子總數(shù)為 630 根。 殼體內(nèi)徑 采用二管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率 ?? ，則殼體內(nèi)徑： 4 8 6 ?? ?TNSD mm 圓整取 D=1000mm 折流板的選擇 常用的折流板和支撐板有弓形和圓盤兩種。浮頭式換熱器由于管束的膨脹不受殼體的約束，因此不會因管束之間的差脹而產(chǎn)生溫差熱應(yīng)力，另外浮頭式換熱器的優(yōu)點還在于拆卸方便，易清洗。 （ 5）消耗電石的計算： CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2 ?每小時消耗電石： ?每日消耗電石： ?每年消耗電石： （ 6）丙酮充裝量：按《溶解乙炔氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》 [7]的規(guī)定，丙酮充裝量按下式計算： W=＆ V 式中 W丙酮充裝量， kg； ＆ 填料孔隙率， %； V鋼瓶實際容積， L； 由《溶解乙炔氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》 [7]可知 ＆ =91% V= 由此可得 W= kg （ 7）丙酮補加量 丙酮補加量 =（乙炔瓶始重） +（剩余乙炔量） （實重） 10 ?剩余乙炔量的確定 在充裝乙炔前，要先測定瓶內(nèi)剩余的乙炔壓力，以便確定剩余乙炔量有多少，計算公式如下： Gs=＆ ɑVPa(PS+1)103 式中： Gs乙炔在瓶中剩余的乙炔量 kg ＆ 填料孔隙率 % V鋼瓶實際容積 L ɑ乙炔在丙酮中溶解度 Pa乙炔密度 kg/m3 PS乙炔瓶中余壓 MPa 其中， ＆ =91% V= ɑ=237g/L Pa=P0 10 t? P0=此可計算出乙炔在瓶中的剩余量，以及丙酮補加量。 在發(fā)生器中，電石與水反應(yīng)，主要生成乙炔氣和氫氧化鈣，并放出大量的熱，因此要不斷往發(fā)生器中加水或廢次氯酸鈉液，維持恒溫。微溶于水，易溶于 乙醇 、苯、 丙酮 等 有機 溶劑。工業(yè)電石的主要成份是碳化鈣，其余為游離氧化鈣，碳以及硅、鎂、鐵、鋁的化合物及少量的磷化物、硫化物。電石渣又難以集中利用，于是人們開始研究用其它方法來貯存、運輸和使用乙炔氣。 新興乙炔化工生產(chǎn)方法與舊法的比較 新興的乙炔生產(chǎn)方法主要是天然氣部分氧化法和煤的等離子體法。設(shè)計的內(nèi)容包括主要反應(yīng)和后續(xù)處理生產(chǎn)工藝流程及設(shè)備的設(shè)計和選型，主要設(shè)備包括乙炔發(fā)生器、換熱器、凈化塔、以及計量罐、各工序貯罐、接收罐、壓縮機等附加設(shè)備。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。在當(dāng)今迅猛發(fā)展的國民經(jīng)濟(jì)中占有及其重要的地位，是國家大力發(fā)展和推廣的一項新工藝。干法乙炔發(fā)生是對濕法乙炔發(fā)生的改進(jìn)。 為了將這種危險性大的氣體穩(wěn)定地貯存在鋼瓶中 ，直到 1896 年在法國發(fā)明了一種特殊的鋼瓶，在瓶中填滿一種多孔物質(zhì)，并在多孔物質(zhì)上浸潤丙酮作為溶劑，當(dāng)乙炔被壓縮充入瓶中時，由于溶劑吸附在多孔物質(zhì)的毛細(xì)孔中，而高壓乙炔又被溶解在溶劑中，從而達(dá)到安全貯存、運輸和使用的目的。遇水激烈分解產(chǎn)生乙炔氣和氫氧化鈣，并 6 放出大量的熱。熔點（ ） ℃ ，沸點 84℃ ，相對密度 (82/4℃ )，折射率，折光率 （ 0℃ ），閃點（開杯） ℃ ，自燃點 305℃ 。次氯酸鈉液自次氯酸鈉配制槽，先經(jīng)次氯酸鈉泵打入清凈 2 塔頂部，從清凈 2 塔底部流出，然后一部分自身循環(huán)，一部分經(jīng)清凈泵打入清凈 1 塔頂部，清凈 1 塔底部流出的次氯酸鈉液 自身循環(huán)，從第二 9 清凈塔頂部出來的乙炔氣進(jìn)入中和塔，用氫氧化鈉液洗滌，中和掉從電石中帶入的二氧化碳和清凈時產(chǎn)生的酸性物質(zhì)。 5. 溶解乙炔車間設(shè)備設(shè)計與選型 乙炔發(fā)生器的選型 乙炔發(fā)生器 [8]是用水分解電石，制取氣態(tài)乙炔的設(shè)備，是溶解乙炔生產(chǎn)裝置中的重要設(shè)備之一，乙炔發(fā)生器的性能好壞，將直接影響到成套設(shè)備的安全性能和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 查相關(guān)資料取總傳熱系數(shù) ? ? ℃mW300?K 計算熱負(fù)荷 乙炔氣計算，即 kWTTCmQ p )40116()( 32111 ???????? 式中： m1——乙炔的流量 ， m3/h； CP1——乙炔的比熱 ， kJ/kg℃ ； T1——乙炔進(jìn)口溫度 ， ℃ ； T2——乙炔出口溫度 ， ℃ ； 計算冷卻用水量 忽略熱損失，則水的用量為 )( )( 331222 ???????? TTC QmPkg/s= kg/h 式中： m2——水的質(zhì)量流量 ， kg/h； CP2——水的比熱 ， kJ/kg℃ ； T1——水進(jìn)口溫度 ， ℃ ； T2——水出口溫度 ， ℃ ； 估算傳熱面積 15 0 7 2 86 1 0 0 100 5 9 5 831 ?? ???? mtK QAm2 式中： K——總傳熱系數(shù) ， W/(m2取弓形折流板圓 17 缺高度為殼體內(nèi)徑的 25% ，則切去的圓缺高度為 h=1000=250mm, 取h=250mm。在此筒體的材料選擇 Q345R 設(shè)計溫度需用應(yīng)力 ? ? 163?t? MPa， 鋼板負(fù)偏差 1= ， 腐蝕余量 2