5萬(wàn)m3h合成氨原料氣脫碳工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(已改無(wú)錯(cuò)字)
2022-07-26 08:23:37 本頁(yè)面
【正文】 2N2CH4分子擴(kuò)散體積由表得： = = m2/h = m2/h二氧化碳在氣體中的擴(kuò)散系數(shù)： =103m2/h計(jì)算得：= = h/m2 = h/m2二氧化碳在碳酸丙烯酯中的擴(kuò)散系數(shù)： DL=108 =108 =105cm2/s=109m2/h二氧化碳在碳酸丙烯酯中的溶解度系數(shù)： H=由物熱衡算知：= =所以， H=(kPa﹒m3) 脫碳塔泛點(diǎn)速度計(jì)算 查文獻(xiàn)[16] lg[ ] =A－式中：—泛點(diǎn)空塔速度，m/s g—重力加速度， —碳酸丙烯酯粘度，（cp） —干填料因子，172m1 —碳酸丙烯酯34℃時(shí)的密度， L—碳酸丙烯酯流量， G—進(jìn)塔氣體流量，將上述各值帶入公式： lg[ ] =A－ lg[ ]=－ lg[]=所以，泛點(diǎn)空塔速度=。 脫碳塔塔徑計(jì)算①操作速度取泛點(diǎn)速度的70%即操作速度u=70%=操作狀態(tài)下的氣體體積流速： V==②脫碳塔徑D D===實(shí)際取塔徑3000mm。③塔截面積：AT==④實(shí)際空塔速度：= m/s⑤核算徑比：D/d=3000/25=120, 滿足階梯環(huán)的徑比要求。⑥泛點(diǎn)率校核：=247。100%=%50%(在允許范圍內(nèi))，因?yàn)閷?duì)于散裝材料，查文獻(xiàn)[16]其泛點(diǎn)率的經(jīng)驗(yàn)值=～⑦噴淋密度的校核：依Morris等的推薦，d75mm環(huán)形及其他填料的最小潤(rùn)濕速率（MWR）(m﹒h)由式： L噴，min=(MWR)﹒at =223 =(m2﹒h)因?yàn)長(zhǎng)噴==(m2﹒h)故滿足最小噴淋密度要求。 填料層高度計(jì)算 用傳質(zhì)單元法計(jì)算填料層高度Z則查文獻(xiàn)[16]可知: Z=HOG﹒NOG= ①傳質(zhì)單元高度HOG計(jì)算： HOG= 其中 Ky=KG﹒P H= 查文獻(xiàn)[19]液相傳質(zhì)系數(shù):kL=式中 kL —液相傳質(zhì)系數(shù) m/h L —碳酸丙烯酯的質(zhì)量流率 kg/(m2。h) —干填料的比面積 m2/m3 —碳酸丙烯酯的粘度 kg/()—碳酸丙烯酯的密度 kg/m3DL —二氧化碳在碳酸丙烯酯中的擴(kuò)散系數(shù) m/hg — 重力加速度 查文獻(xiàn)[19]氣相傳質(zhì)系數(shù):kG=式中 kG —?dú)庀鄠髻|(zhì)系數(shù) kmol/(m2﹒h﹒atm) Dp —填料公稱規(guī)格 m G—混合氣體的質(zhì)量流率 kg/() —混合氣體粘度 kg/()—填料空隙率 —混合氣體密度 —二氧化碳在混合氣體中的擴(kuò)散系數(shù) —混合氣體的摩爾流率 kmol/( m2﹒h)—?dú)庀嘀卸栊詺怏w分壓的對(duì)數(shù)平均值 atm查文獻(xiàn)[19]氣相中惰性氣體分壓的對(duì)數(shù)平均值：查文獻(xiàn)[19]填料有效相接觸面：a= 式中: a—填料有效相接觸面 —碳酸丙烯酯的表面張力 前面已算得氣液粘度分別為： 碳酸丙烯酯的表面張力：因?yàn)? kL= = = kG= = =(m2﹒h﹒atm)G=247。A=()==( m2﹒h) ②計(jì)算KYa =59,30%50% H==式中: H—二氧化碳在碳酸丙烯酯中的溶解度系數(shù) —碳酸丙烯酯分子量 —?dú)庀嘀卸趸挤謮? atm —與平衡時(shí)的液相中的二氧化碳濃度 mol%=50000247。() A=則 =所以 KG=(m2﹒h﹒atm) Kya=KG﹒P= =(m2﹒h)③計(jì)算HOG填料有效相接觸面： = = 由 HOG== =④氣相傳質(zhì)單元數(shù)NOG計(jì)算查文獻(xiàn)[19] 知34℃時(shí)相平衡常數(shù)m= =mx2=0吸收因數(shù)為：A= = 脫吸因數(shù)為S= = 所以： NOG =㏑（）+㏑[()+] =⑤填料層高度Z計(jì)算由 Z=HOGNOG== 得：==設(shè)計(jì)取填料層高度為：=11m填料層分2段， 塔附屬高度計(jì)算查文獻(xiàn)[22]()，()，塔底液停留時(shí)間按2min考慮。則塔釜所占空間高度H：H===。附屬高度H=++=9m。則設(shè)計(jì)塔高20m。 填料層壓降計(jì)算采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖，查文獻(xiàn)[21]計(jì)算填料層壓力降橫坐標(biāo)為=填料因子 =縱坐標(biāo)為 ==查圖（內(nèi)插）得：=15mmH2O/m填料填料層壓降為： ==第5章 輔助設(shè)備選取 液體分布裝置選用溢流槽式布液器，此種布液器適應(yīng)性較好，特別適用于大流量操作，一般用于塔徑 D1000mm的場(chǎng)合，溢流槽式布液器由若干個(gè)噴淋槽及至于其上的分配槽組成，查文獻(xiàn)[20]知： 液體分布裝置的相關(guān)參數(shù)塔徑（mm）噴淋槽分配槽液體負(fù)荷范圍（m3/h）外徑（mm）數(shù)量中心距（mm）數(shù)量中心距（mm）分配槽數(shù)量單槽式雙槽式三槽式18002000D20530012_700102205539030003200D257375213503660037004000D2593752315501900477401801050 由以上計(jì)算知塔徑3m，所以選取D25，數(shù)量為7的液體分布裝置。 填料支承裝置 采用梁型氣體噴射式支承板，是目前性能最優(yōu)的大塔支承板，使用塔徑最大可達(dá)12米。單條支撐梁的寬度為290mm，高度為300mm，在各條梁底部之間用定距凸臺(tái)保持10mm的間隙，供排液用。支承梁的板厚：不銹鋼為34mm，碳鋼為6mm。查文獻(xiàn)[21]知： 填料支承裝置相關(guān)參數(shù)塔徑（mm）板外徑（mm）梁的條數(shù)12001175316001575420001975624002362728002762830002962932003162936003560103800376210由以上可選用塔徑3m梁的條數(shù)為9的填料支承裝置。 液體再分布裝置 采用梁型再分布器，適用于ψ1200mm以上的大塔，與梁型氣體噴射式支承板配套使用，梁型再分布器的操作彈性為4，查文獻(xiàn)[21]知： 液體再分布裝置相關(guān)參數(shù)塔徑（mm）盤(pán)外徑（mm）螺栓圓直徑（mm）分塊數(shù)升氣管數(shù)16001575157513420001975197519624002362223522728002762263525830002962283527932003162303529936003562343532103800376236353411 由以上可選用塔徑為3m的液體再分布裝置。 床層限制板 對(duì)陶瓷填料必須安裝填料壓板，對(duì)金屬或塑料填料必須安裝床層限制板。床層限制板和壓板結(jié)構(gòu)類似，但重量較輕，一般為800Pa左右，床層限制板必須固定于塔壁，否則將失去效果。查文獻(xiàn)[21]知：當(dāng)塔徑D1200mm時(shí)床層限制板的外徑比塔內(nèi)徑小1015mm。當(dāng)塔徑D1200mm時(shí)則床層限制板的外徑比塔內(nèi)徑小2538mm，因此 D外徑=D35mm=300035=2965mm。 裙座及人孔 采用圓筒形裙座。裙座體用Q235A材料又因?yàn)槿棺w直徑超過(guò)800mm所以應(yīng)開(kāi)設(shè)人孔。 查文獻(xiàn)[21]知：填料塔手孔直徑一般為150mm250mm。標(biāo)準(zhǔn)手孔直徑有DN150和DN250兩種，當(dāng)設(shè)備直徑超過(guò)800mm時(shí)應(yīng)開(kāi)設(shè)人孔，圓形人孔直徑為400600mm。手孔（HG2152595HG2152795）和人孔（HG21528HG2153595）已制有標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)設(shè)備的公稱壓力，工作溫度及選用材料等按標(biāo)準(zhǔn)選用。采用人孔為直徑530mm，壁厚20mm。第6章 塔體強(qiáng)度校核 筒體強(qiáng)度校核查文獻(xiàn)[24]知：，所用材料的許用應(yīng)
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