【文章內(nèi)容簡介】 J/（kgk）表面張力（N/m）氣相粘度（mPas）氣相密度（kg/m3）102 蒸氣壓曲線斜率 (△t/△P)s = 103 估算設(shè)備尺寸 熱流量Q： Q=22453600103=106W （78） 計算傳熱溫差△tm： △tm=－104=℃ （79） 假設(shè)傳熱系數(shù)為 K = 650W/（m2K），則可估算傳熱面積為： （710） 擬采用換熱管規(guī)格為φ252，管長L=3000mm，求傳熱管數(shù)為 （711） 將傳熱管按正三角形排列，則查表得NT=439，其中a=11，b=2a+1=23，t=32據(jù)此計算殼體直徑D為：D=t(b－1)+3d0=32(23－1)+332=779mm，故取D=800mm,取管程進(jìn)口管直徑Di=250mm，出口管直徑D0=300mm。（1）顯熱段傳熱系數(shù)KL 設(shè)傳熱管出口處氣化率為xe=， 則循環(huán)流量Wt為： （712）①顯熱段傳熱管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 換熱管內(nèi)質(zhì)量流速： （713） 雷諾數(shù) （714） 普朗特常數(shù) （715） 傳熱系數(shù) （716）②計算管外冷凝傳熱系數(shù) 蒸氣冷凝質(zhì)量流量 （717） 傳熱管外單位浸潤周邊上凝液的質(zhì)量流量 （718） 冷凝液膜的雷諾數(shù) （719） 管外冷凝傳熱系數(shù) （720）③污垢熱阻及管壁熱阻 沸騰側(cè) （721） 冷凝側(cè) （722） 換熱管采用鈦，其管壁熱阻為 （723）④顯熱段傳熱系數(shù)KL （724） （725）（2）蒸發(fā)段傳熱系數(shù)KE①傳熱管內(nèi)釜液質(zhì)量流量： （726） 當(dāng)xe = （727） （728） 由及查垂直管內(nèi)流型圖得aE = 而x=40%xe== （729） 由及查垂直管內(nèi)流型圖得a’= ②泡核沸騰壓抑因數(shù)a： a=(aE+a’)/2= （730） 計算泡核沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αnb （731）③以液體單獨存在為基準(zhǔn)的對流表面系數(shù) （732）④求沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 對流沸騰因子Ftp ： Ftp = (1/xtt) = = （733） 兩相對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) （734） 沸騰傳熱膜系數(shù) （735） 沸騰傳熱系數(shù)KE （736）（3）顯熱段和蒸發(fā)段的長度 顯熱段的長度LBC與傳熱管總長L的比值LBC/L為 （737） 故顯熱段的長度 LBC = 3 = m （738） 蒸發(fā)段的長度 LCD=L－LBC=3－= （739）（4）計算傳熱系數(shù)KC （740） 實際需要傳熱面積 （741）（5）傳熱面積裕度 （742） 該再沸器的傳熱面積是合適的。 循環(huán)流量校核（1）循環(huán)系統(tǒng)推動力 當(dāng)x = xe/3 = （743） 兩相流的液相分率 （744） 兩相流平均密度 ： （745） 當(dāng)x=xe= （746） 則 （747） （748） 循環(huán)系統(tǒng)推動力△PD （749）（2）循環(huán)阻力①管程進(jìn)口管阻力△P1 釜液在管程進(jìn)口管內(nèi)的質(zhì)量流速： （750） 釜液在管程進(jìn)口管內(nèi)的流動雷諾數(shù)： （751） 進(jìn)口管長度與局部阻力當(dāng)量長度Li （752） 進(jìn)口管內(nèi)流體流動的摩擦系數(shù) （753） 管程進(jìn)口阻力 （754）②傳熱管顯熱阻力 釜液在傳熱管內(nèi)的質(zhì)量： （755） 釜液在傳熱管內(nèi)的流動雷諾數(shù)： （756） 進(jìn)口管內(nèi)流體流動的摩擦系數(shù) （757） 傳熱管顯熱段阻力： （758）③傳熱管蒸發(fā)段阻力 1）氣相流動阻力△PV3 的計算 氣相在傳熱管內(nèi)的質(zhì)量流速GV ：GV = xG,令x = 2/3xe GV = xG = 2/3 = kg/(m2s) （759） 氣相在傳熱管內(nèi)的流動雷諾數(shù)： （760） 傳熱管內(nèi)流體流動的摩擦系數(shù) （761） 傳熱管氣相流動阻力： （762） 2）液相流動阻力△PL3的計算 液相在傳熱管內(nèi)的質(zhì)量流速GL ： GL = G－GV = － = kg/(m2s) （763） 液相在傳熱管內(nèi)的流動雷諾數(shù)： （764） 傳熱管內(nèi)流體流動的摩擦數(shù): （765） 傳熱管液相流動阻力： （766） 綜合1)和2)得傳熱管內(nèi)兩相流動阻力△P3 （767）④蒸發(fā)段管程內(nèi)因動量變化引起的阻力 管程內(nèi)流體質(zhì)量流速G=(m2s) 計算蒸發(fā)段管內(nèi)因動量變化引起的阻力系數(shù)M： （768） 蒸發(fā)段管程內(nèi)因動量變化引起的阻力： （769）⑤管程出口阻力 1）氣相汽動阻力△PV5的計算 管程出口管中氣液相總質(zhì)量流速G： （770） 管程出口管中氣相質(zhì)量流速GV ： GV = xe G = = kg/(m2s) （771） 管程出口管的長度與局部阻力的當(dāng)量長度之和 （772） 管程出口管氣相質(zhì)量流動的雷諾數(shù)： （773） 管程出口管氣相流動的摩擦系數(shù) （774） 管程出口管氣相流動阻力： （775） 2）液相流動阻力△PL5的計算 管程出口管中液相質(zhì)量流速GL ： GL = G－GV = － = kg/(m2s) （776） 管程出口管液相質(zhì)量流動的雷諾數(shù)： （777） 管程出口管液相流動的摩擦系數(shù) （778） 管程出口管氣相流動阻力： （779） 綜合1)和2)得傳熱管內(nèi)兩相流動阻力△P5 （780） 系統(tǒng)阻力△Pf ： （781） 循環(huán)推動力與系統(tǒng)阻力之比： （782） 循環(huán)推動力大于系統(tǒng)阻力，說明所設(shè)出口氣化率xe = ，所設(shè)計的再沸器可以滿足傳熱過程對循環(huán)流量的要求。 管徑的設(shè)計計算 進(jìn)料管 進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進(jìn)料管、T型進(jìn)料管,本設(shè)計采用可拆直管進(jìn)料管料液由高位槽流入塔內(nèi)時，～；或由泵輸送，～。本設(shè)計選用由泵輸送進(jìn)料。 （783） 取u=，則 （784） 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格：Φ60mm3mm. 塔頂回流管 回流管有直管、彎管式兩種結(jié)構(gòu)，本設(shè)計采用直管回流管。 利用液體的重力進(jìn)行回流，取u=，則 （785） 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格：Φ40mm3mm. 塔頂蒸汽出口管 塔頂?shù)嚼淠鞯恼魵鈱?dǎo)管必須采用合適的尺寸。避免壓力過大造成爆裂。出料管有直管、彎管式兩種結(jié)構(gòu)，本設(shè)計采用彎管出料。 取u=15m/s，則 （786） 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格：Φ273mm7mm. 塔釜出料管 釜液從塔底出口管流出時，會形成一個向下的旋渦，使塔釜液面不穩(wěn)冠，且能帶走氣體。如果出口管路有泵，氣體進(jìn)入泵內(nèi)，會影響泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，故一般在塔釜出口管前應(yīng)裝設(shè)防渦擋板。本設(shè)計中采用的塔釜出料管結(jié)構(gòu)如圖所示：～ .設(shè)計中采用直管出料。 釜殘液的體積流量： （787） 取適宜的輸送速度u=，則 （788） 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格：Φ35mm3mm. 再沸器蒸汽進(jìn)口管 當(dāng)了避免液體淹沒氣體通道，進(jìn)口管應(yīng)該安裝在塔釜最高液面之上。本設(shè)計中采用直管。由于塔釜氣體由泵打入，氣速可以取20～40. （789） 設(shè)蒸汽流速為20m/s，則 （790） 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格：Φ219mm10mm. 塔體零部件設(shè)計 封頭 封頭分為橢圓封頭，碟形封頭等幾種，本設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭由于塔體的公稱直徑DN=1000mm，查得曲面高度，直邊高度,內(nèi)表面積A=，容積V=。 筒體 用鋼板卷帙成的筒體其公稱直徑，等于其內(nèi)徑，當(dāng)筒體直徑較小時，筒體可以直接采用無縫鋼管，此時公稱直徑等于鋼管的外徑。根據(jù)所設(shè)計的塔徑可以按內(nèi)壓容器設(shè)計： （791） 壁厚選16mm，所用材料為碳鋼。筒高： （792） 式中H—塔高，m；—塔頂空間，m；Z—有效高度，m；—塔底空間，m。 根據(jù)工藝要求，塔釡料液最好能在塔底有3~5分鐘的存儲。 裙座 塔體常用裙座支承，裙座結(jié)構(gòu)有兩種型式，一種是錐型，另一種是圓筒形。一般多采用圓筒形，裙座較其他支座（如支腳）的結(jié)構(gòu)性能好，連接處產(chǎn)生的局部應(yīng)力也小，所以它是塔設(shè)備的主要支座形式。 裙座與塔體的連接采用焊接，焊接接頭可采用對接接頭和塔接接頭兩種。裙座直接焊在塔釜封頭上，可采用對接焊縫；裙座焊在殼體外側(cè)的結(jié)構(gòu)，采用塔接接頭焊縫本設(shè)計中裙座與筒體連接采用對接接頭，上端內(nèi)直徑與標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭內(nèi)直徑相等，故裙座筒體上端面至塔釜封頭切線距離200mm. 塔底采用群座支撐，群座的結(jié)構(gòu)性能好。鏈接處產(chǎn)生的局部阻力小，所以他是他設(shè)備的主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。由于群座的內(nèi)經(jīng)大于800，故取群座壁厚10mm。 基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑： （793） 基礎(chǔ)環(huán)外徑： （794） 圓整：，基礎(chǔ)環(huán)厚度考慮到腐蝕余量取18mm，地腳螺栓直徑取M10。 人孔 人孔是安裝或檢修人員進(jìn)出塔的唯一通道，人孔的設(shè)置應(yīng)便于進(jìn)入任何一層塔板，由于設(shè)置人孔處塔間距離大，且人孔設(shè)置過多會使制造時塔體的彎曲度難以達(dá)到要求。一般每隔塊塔板或5～10m塔段，才設(shè)一個人孔；在氣液進(jìn)出口等須經(jīng)常維修清理的部位，應(yīng)增設(shè)人孔；在塔頂和塔釜應(yīng)各設(shè)一個人孔；另外裙座上應(yīng)開個人孔。在設(shè)置人孔處，塔板間距應(yīng)根據(jù)人孔的直徑確定，所以取人孔直徑400mm，在設(shè)置人孔處的板間距800mm。 本設(shè)計的塔中共21塊板，需設(shè)置1個人孔；另外塔頂、塔釜各設(shè)一人孔；裙座上開個圓筒形人孔，本設(shè)計中塔體共開5個人孔。 吊柱 本設(shè)計中吊柱的結(jié)構(gòu)選用化工部標(biāo)準(zhǔn)HG/T21639中最常用的一種吊柱，其由一根彎曲90176。的鋼管組成。這種吊柱的受力較好，一般起吊質(zhì)量可達(dá)1000kg。吊柱的支撐是將吊柱套在焊于塔體的上、下支座內(nèi)，支撐較牢固。參考文獻(xiàn)[1]夏清，（上下冊）.天津大學(xué)出版社，2005.[2]，2010.[4][M].化學(xué)工業(yè)出版社，2005.[5][M].化學(xué)工業(yè)出版社，2010.[6]，2003.[7]賈紹義，2011.[8]丁寧,李巖巖,蔣白懿,劉培青. 甲醇廢水處理技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 遼寧化工,2012.[9]劉培青,李巖巖,蔣白懿,丁寧. 固定化微生物技術(shù)處理甲醇廢水[J]. 遼寧化工,2012.[10]邵享文. 厭氧序批式反應(yīng)器處理高濃度甲醇廢水的研究[D].西安建筑科技大學(xué),2004.[11]馬文成,韓洪軍,高飛,王偉,姜丹. 甲醇廢水處理研究進(jìn)展[J]. 化工環(huán)保,2008.[12]胡松濤. 甲醇工業(yè)污水深度處理及回用的研究[D].黑龍江大學(xué),2006.[13]高鳳華,趙世俊,[J]..[14]應(yīng)冬梅,王健. 我廠甲醇工業(yè)廢水處理方法[J]. 純堿工業(yè),2014.[15]楊永壯,劉冬梅. 淺談工業(yè)廢水常見分類以及處理方法[J]. 價值工程,2013.[16]Koch G,Siegrist with methanol in ter tiary filtration. 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