【文章內容簡介】 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 估算設備尺寸 熱流量Q： Q=22453600103=106W （78） 計算傳熱溫差△tm： △tm=－104=℃ （79） 假設傳熱系數(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,取管程進口管直徑Di=250mm，出口管直徑D0=300mm。（1）顯熱段傳熱系數(shù)KL 設傳熱管出口處氣化率為xe=， 則循環(huán)流量Wt為： （712）①顯熱段傳熱管內表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 換熱管內質量流速： （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) 蒸氣冷凝質量流量 （717） 傳熱管外單位浸潤周邊上凝液的質量流量 （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 （721） 冷凝側 （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傳熱管內釜液質量流量： （726） 當xe = （727） （728） 由及查垂直管內流型圖得aE = 而x=40%xe== （729） 由及查垂直管內流型圖得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x = xe/3 = （743） 兩相流的液相分率 （744） 兩相流平均密度 ： （745） 當x=xe= （746） 則 （747） （748） 循環(huán)系統(tǒng)推動力△PD （749）（2）循環(huán)阻力①管程進口管阻力△P1 釜液在管程進口管內的質量流速： （750） 釜液在管程進口管內的流動雷諾數(shù)： （751） 進口管長度與局部阻力當量長度Li （752） 進口管內流體流動的摩擦系數(shù) （753） 管程進口阻力 （754）②傳熱管顯熱阻力 釜液在傳熱管內的質量： （755） 釜液在傳熱管內的流動雷諾數(shù)： （756） 進口管內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 氣相在傳熱管內的質量流速GV ：GV = xG,令x = 2/3xe GV = xG = 2/3 = kg/(m2s) （759） 氣相在傳熱管內的流動雷諾數(shù)： （760） 傳熱管內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 液相在傳熱管內的質量流速GL ： GL = G－GV = － = kg/(m2s) （763） 液相在傳熱管內的流動雷諾數(shù)： （764） 傳熱管內流體流動的摩擦數(shù): （765） 傳熱管液相流動阻力： （766） 綜合1)和2)得傳熱管內兩相流動阻力△P3 （767）④蒸發(fā)段管程內因動量變化引起的阻力 管程內流體質量流速G=(m2s) 計算蒸發(fā)段管內因動量變化引起的阻力系數(shù)M： （768） 蒸發(fā)段管程內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量流速G： （770） 管程出口管中氣相質量流速GV ： GV = xe G = = kg/(m2s) （771） 管程出口管的長度與局部阻力的當量長度之和 （772） 管程出口管氣相質量流動的雷諾數(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量流速GL ： GL = G－GV = － = kg/(m2s) （776） 管程出口管液相質量流動的雷諾數(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，說明所設出口氣化率xe = ，所設計的再沸器可以滿足傳熱過程對循環(huán)流量的要求。 管徑的設計計算 進料管 進料管的結構類型很多，有直管進料管、T型進料管,本設計采用可拆直管進料管料液由高位槽流入塔內時，～；或由泵輸送，～。本設計選用由泵輸送進料。 （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、彎管式兩種結構，本設計采用直管回流管。 利用液體的重力進行回流，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Ч鼙仨毑捎煤线m的尺寸。避免壓力過大造成爆裂。出料管有直管、彎管式兩種結構，本設計采用彎管出料。 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，氣體進入泵內，會影響泵的正常運轉，故一般在塔釜出口管前應裝設防渦擋板。本設計中采用的塔釜出料管結構如圖所示：～ .設計中采用直管出料。 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. 再沸器蒸汽進口管 當了避免液體淹沒氣體通道，進口管應該安裝在塔釜最高液面之上。本設計中采用直管。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. 塔體零部件設計 封頭 封頭分為橢圓封頭，碟形封頭等幾種，本設計采用標準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，等于其內徑，當筒體直徑較小時，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)所設計的塔徑可以按內壓容器設計： （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，裙座結構有兩種型式，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）的結構性能好，連接處產(chǎn)生的局部應力也小，所以它是塔設備的主要支座形式。 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；裙座焊在殼體外側的結構，采用塔接接頭焊縫本設計中裙座與筒體連接采用對接接頭，上端內直徑與標準橢圓封頭內直徑相等，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，群座的結構性能好。鏈接處產(chǎn)生的局部阻力小，所以他是他設備的主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。由于群座的內經(jīng)大于800，故取群座壁厚10mm。 基礎環(huán)內徑： （793） 基礎環(huán)外徑： （794） 圓整：，基礎環(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出塔的唯一通道，人孔的設置應便于進入任何一層塔板，由于設置人孔處塔間距離大，且人孔設置過多會使制造時塔體的彎曲度難以達到要求。一般每隔塊塔板或5～10m塔段，才設一個人孔；在氣液進出口等須經(jīng)常維修清理的部位，應增設人孔；在塔頂和塔釜應各設一個人孔；另外裙座上應開個人孔。在設置人孔處，塔板間距應根據(jù)人孔的直徑確定，所以取人孔直徑400mm，在設置人孔處的板間距800mm。 本設計的塔中共21塊板，需設置1個人孔；另外塔頂、塔釜各設一人孔；裙座上開個圓筒形人孔，本設計中塔體共開5個人孔。 吊柱 本設計中吊柱的結構選用化工部標準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，一般起吊質量可達1000kg。吊柱的支撐是將吊柱套在焊于塔體的上、下支座內，支撐較牢固。參考文獻[1]夏清，（上下冊）.天津大學出版社，2005.[2]，2010.[4][M].化學工業(yè)出版社，2005.[5][M].化學工業(yè)出版社，2010.[6]，2003.[7]賈紹義，2011.[8]丁寧,李巖巖,蔣白懿,劉培青. 甲醇廢水處理技術及其應用[J]. 遼寧化工,2012.[9]劉培青,李巖巖,蔣白懿,丁寧. 固定化微生物技術處理甲醇廢水[J]. 遼寧化工,2012.[10]邵享文. 厭氧序批式反應器處理高濃度甲醇廢水的研究[D].西安建筑科技大學,2004.[11]馬文成,韓洪軍,高飛,王偉,姜丹. 甲醇廢水處理研究進展[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,2006.[13]高鳳華,趙世俊,[J]..[14]應冬梅,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. Water Research . 1997.[17]Koch G,Siegrist with methanol in ter tiary filtration at wastewater treatment plant. Z252。rich Werdh(?) Sci Technol . 1997.[18]Artsukervich I,Solomon Z. () . 1997.[19] fermentation and growth of granular methanogenic sludge on a methanolpropionate mixture. Journal of Fermentation Technology . 1997.外文資料Methanol Distillation System: Process Analysis and Column DesignSun J insheng , Tian Yu f eng , Xu Shimin , Ding Hui , Wang Tao , Li Xingang , Zheng Yanmei (1 Shool of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072。 2 National Engineering Research Center for Distillation Technology, Tianjin 300072)Abstract Base on industrial research and experience, the process of methanol distillation is analyzed, and above all, a new concept of high pressure flowsheet and low pressure flowshee