化工原理課程設(shè)計(jì)---含高硫氣體的脫硫設(shè)備—噴旋塔的設(shè)計(jì)

1、<p>　　2008級(jí)化學(xué)工程與工藝專業(yè)</p><p>　　《化工原理》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)說(shuō)明書·············

2、83;····································&

3、#183;··················（2）</p><p>　　第二章 噴射器的設(shè)計(jì)計(jì)算和說(shuō)明···········

4、····································

5、3;（6） </p><p>　　2.1噴射器結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算······························

6、;·································（8）</p><p&

7、gt;　　2.2噴射器的設(shè)計(jì)小結(jié)··································

8、·······························（12）</p><p>　　第三章 旋流塔

9、的設(shè)計(jì)計(jì)算和說(shuō)明···································&#

10、183;·················（12）</p><p>　　3.1設(shè)計(jì)依據(jù)及工藝計(jì)算············

11、83;····································&

12、#183;············（14）</p><p>　　3.2下段旋流板結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算·················

13、····································

14、3;··（15）</p><p>　　3.3上段旋流板參數(shù)和塔板數(shù)目的確定···························

15、;·················（22）</p><p>　　3.4除霧板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)·············&#

16、183;····································

17、··················（24）</p><p>　　3.5 升氣帽尺寸············

18、3;····································&#

19、183;·······················（25）</p><p>　　3.6全塔壓力降的估算······

20、3;····································&#

21、183;·····················（26）</p><p>　　3.7旋流板塔設(shè)計(jì)小結(jié)········

22、3;····································&#

23、183;···················（26）</p><p>　　課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)···········&

24、#183;····································

25、;·····················（27）</p><p>　　參考文獻(xiàn)··········&#

26、183;····································

27、····································（28）

28、</p><p>　　化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　含高硫氣體的脫硫設(shè)備———噴旋塔的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)條件</b></p><p>　　處理氣量：4000 m3/h</p><

29、;p>　　處理前氣體含H2S 15 g /Nm3,要求脫硫后達(dá)0.1 g /Nm3</p><p>　　吸收液[脫硫液]硫容為0.17 g H2S/L吸收液，則每小時(shí)所需的吸收液總量LT為：</p><p><b>　　LT=</b></p><p><b>　　相應(yīng)的液氣比R=</b></p><

30、;p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求</b></p><p>　　3.1設(shè)計(jì)說(shuō)明書內(nèi)容及要求</p><p><b>　　(1)緒言</b></p><p>　　設(shè)計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)中的意義，選用噴旋塔的考慮</p><p>　　(2)脫硫流程及設(shè)備</p><p>　　要求流程

31、示意圖，流程簡(jiǎn)要說(shuō)明</p><p>　　(3)噴旋塔設(shè)計(jì)計(jì)算書</p><p><b>　　A、噴射器的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　B、旋流板塔的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.2 設(shè)計(jì)圖紙</b></p><p>　　(1

32、)噴旋塔總裝配圖</p><p><b>　　(2)噴射器裝配圖</b></p><p>　　(3)旋流板塔裝配圖</p><p><b>　　3.3結(jié)束語(yǔ) </b></p><p><b>　　3.4參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　第一章 含高硫

33、氣體的脫硫設(shè)備—噴旋塔設(shè)計(jì)說(shuō)明書1.緒言</p><p>　　自然界中存在大量硫酸鹽，它們是地殼和生物體的組成部分，但在缺氧和還原性條件下，微生物能使其轉(zhuǎn)化為，除逸人大氣外，也會(huì)轉(zhuǎn)移到天然氣、原油和煤等資源中。因而，這些資源的開(kāi)采、加工和利用過(guò)程都存在脫除的問(wèn)題。例如，作為燃料或化工原料使用的天然氣必須脫硫，否則會(huì)產(chǎn)生大量污染大氣，或給產(chǎn)品帶人大量雜質(zhì)，或使催化劑中毒失活；煉油工業(yè)的加氫脫硫和催化裂解過(guò)程產(chǎn)生大量

34、含高濃度的氣體，需要脫硫；城市煤氣生產(chǎn)過(guò)程中，煤中硫轉(zhuǎn)化為進(jìn)入煤氣，為保護(hù)環(huán)境和避免輸送煤氣的管道被腐蝕，煤氣必須脫硫；某些化工反應(yīng)過(guò)程，如合成氨、硫化染料、某些農(nóng)藥生產(chǎn)、堿法造紙、黏膠纖維和玻璃紙的生產(chǎn)等都產(chǎn)生大量含氣體，需要脫硫。</p><p>　　當(dāng)前合成氨的生產(chǎn)方法有（見(jiàn)圖1）</p><p>　　原料 → 制氣 → 凈化 → 精制 → 壓縮 → 合成 → 氨回收 → 產(chǎn)品氨

35、</p><p>　　氣體 制氣 凈化 精制 按壓力分 按反應(yīng) 回收方 生產(chǎn)規(guī)</p><p>　　原料 方法 方法 方法 atm 器分 法 模t/d</p><p>　　天然氣 蒸汽轉(zhuǎn)化 吸附 甲烷化 高壓法 軸向流動(dòng) 水洗回收 大型</p>

36、<p>　　煉氣廠 部分氧化 吸收 銅洗 700～1000 反應(yīng)器 冷凝回收 1000</p><p>　　液化石油氣 除塵 干燥 中壓法 中型</p><p>　　液體原料 220～320 徑向輻射流 250</p>&

37、lt;p>　　石腦油 低壓法 動(dòng)反應(yīng)器 小型</p><p>　　重油 70～150 10～100 </p><p>　　固體原料 常壓法</p>&

38、lt;p>　　焦炭 按壓縮機(jī)分</p><p>　　煤 往復(fù)壓縮機(jī)</p><p><b>　　渦輪壓縮機(jī)</b></p><p>　　圖1 合成氨的生產(chǎn)方法一覽</p><p>　　由于原料中含硫，所以“制氣”

39、所得的粗合成氣中含有H2S（因?yàn)榇趾铣蓺馐窃谶€原條件下制備的，所以不會(huì)是SO2）。如何經(jīng)濟(jì)、高效地脫除粗合成氣中的H2S，這是所有化肥廠關(guān)心的問(wèn)題。</p><p>　　目前解決大氣量、含高硫的氣體的脫硫問(wèn)題的有效方法之一是氨水吸收H2S。</p><p>　　根據(jù)任務(wù)書給定的設(shè)計(jì)條件，相應(yīng)的液比氣為87.65/Nm3,而按常規(guī)設(shè)計(jì)，一般脫硫塔型的適宜液氣比為（見(jiàn)表1）：</p>

40、;<p>　　表1 不同塔型的適宜液氣比</p><p>　　實(shí)踐證明，一支噴射器可以通過(guò)100～120m3/h溶液，能將氣體中50～80%的H2S除去，而剩余的H2S再用高效的旋流板塔加以除凈。所以我們決定采用噴旋塔。采用噴射器，還能對(duì)旋流板塔（或其他塔型）起到調(diào)節(jié)和分流溶液的作用，以保證后者阻力小、不液泛，能夠發(fā)揮正常的脫硫作用。</p><p><b>　　2

41、.脫硫過(guò)程及設(shè)備</b></p><p>　　噴旋塔適宜于用在氨水液相催化法或其他方法中脫除高硫，經(jīng)泵加壓到2～3kg/cm2（表壓）的貧液，由專用管送入噴射器上的3～9個(gè)噴嘴，噴成射流的溶液以高度分散相在吸引室與含高硫的氣體相遇，同時(shí)并流進(jìn)入喉管和尾管，進(jìn)行H2S的強(qiáng)化吸收過(guò)程。然后兩者同入旋流板塔的下部，溶液借重力的作用與氣體分離后，從塔底流至地下槽（富液槽）；氣體在旋流板塔中由下而上經(jīng)葉片間開(kāi)孔

42、穿過(guò)塔板，吸收液在塔中由上而下流動(dòng)，首先落在旋流板的中心盲板上，擊成細(xì)流后分配到各葉片，隨即被從葉片之間上穿的氣流噴成液滴，并隨著旋轉(zhuǎn)的氣流借離心力作用甩向塔壁。液體沿塔壁螺旋地下流到環(huán)形集液槽，然后由溢流管導(dǎo)向下一塊旋流板的中心盲板上。脫液后的氣體由塔頂排出。</p><p>　　液槽中的富液經(jīng)富液泵送往再生裝置。</p><p>　　3．設(shè)計(jì)依據(jù)及工藝計(jì)算</p><

43、;p>　?。?）粗合成氣的組成： </p><p>　　（2）噸氨消耗定額：3600Nm3/t NH3</p><p>　　(3) 氣體壓力：羅茨鼓風(fēng)機(jī)出口壓力，4800mmH2O柱</p><p><b>　　(4) 氣體溫度：</b></p><p>　　（5）氣體H2S含量：</p><

44、p>　?。?）脫硫溶液組成：</p><p>　　(7)液體壓力：噴射器入口，3～4kg/cm2(表壓)</p><p>　?。?）溶液溫度：噴射器入口，32℃；旋流板塔入口，32℃</p><p><b>　　4．原始數(shù)據(jù)計(jì)算</b></p><p>　?。?）干粗合成氣量的計(jì)算</p><p

45、>　　設(shè)日產(chǎn)氨33t，則每小時(shí)的為</p><p>　　設(shè)氣體在進(jìn)噴射器前的凈化設(shè)備中，部分CO2和H2S被吸收，總體積減少1%左右，故取=4900Nm3 /h</p><p>　?。?）濕粗合成氣量V濕的計(jì)算</p><p>　　查《飽和水蒸氣的蒸汽壓表》[1]，得知溫度t=38℃，蒸汽壓=49.65mmH2O;并設(shè)氣體在羅茨鼓風(fēng)機(jī)后，進(jìn)噴射器前的阻力降為2

46、00mmH2O,則</p><p>　?。ㄊ街?3.6—1mmHg約等于13.6mmH2O）</p><p><b>　　濕氣組成如下：</b></p><p>　?。?）實(shí)際操作氣體量的計(jì)算</p><p>　?。?）氣體平均分子量的計(jì)算</p><p>　　第二章 噴射器設(shè)計(jì)計(jì)算和說(shuō)明<

47、;/p><p><b>　　噴射器</b></p><p>　　噴射器有兩種，一種普通型，一種聚焦型。兩種噴射器的凈化效率均可達(dá)到60～85%。今設(shè)計(jì)采用普通型噴射器，作分離體如圖2。</p><p>　　圖中G p—工作流的重量流量，kg/s；ωP —工作流的速度，m/s; GH—引射流的重量流量，kg/s；ωH —引射流的速度，m/s;α—收縮

48、管的半角，度；E—自截面Ⅰ-Ⅰ至喉管始端的收縮管的邊長(zhǎng)，m；l —喉管長(zhǎng)度，m; P2混合流作用在分 圖2 普通型噴射器的分離體圖</p><p>　　離體截面處的反作用力為P2（正向），其中P2在截面Ⅱ-Ⅱ處混合流的壓強(qiáng)，kg/m2，—該截面處的通道面積，m2；喉管直徑，m 。</p><p>　　基于動(dòng)量和外力的分析，可得</p><p>

49、　　= （1）</p><p>　　式中： （2）</p><p>　　B= （3） </p><p><b&g

50、t;　?。?）</b></p><p><b>　　故式（1）亦可寫作</b></p><p><b>　　（5）</b></p><p>　　上述公式中（除圖4中已有者外）： </p><p>　　ηK —擴(kuò)壓管的擴(kuò)壓效率（在擴(kuò)壓管中的流體所能恢復(fù)成靜壓的這部分動(dòng)能與其總動(dòng)能之比）&l

51、t;/p><p>　　—噴射器的增壓（尾管中背壓減去噴射器入口處引射流的壓強(qiáng)P1之差，即=-，kg/m2</p><p>　　—噴射器入口處引射流的壓強(qiáng)，kg/m2</p><p>　　—在截面-處引射流的壓強(qiáng)，kg/m2</p><p>　　—?dú)庖夯旌衔锏闹囟?，kg/m3</p><p>　　—在截面-處工作流的速度，m

52、/s</p><p>　　—在截面-處環(huán)隙間引射流速度，m/s</p><p><b>　　λ—管壁的摩擦系數(shù)</b></p><p>　　其中-表示引射流從噴射器入口至噴嘴截面處壓強(qiáng)的損失，由于該段尺寸很小，可以忽略不計(jì)，也可用下式計(jì)算：</p><p>　　-= （—在截面Ⅱ-Ⅱ處工作流的壓強(qiáng)，kg/m

53、2）</p><p>　　由（5）可求出喉管的直徑</p><p>　　, m （ 6）</p><p>　　實(shí)踐證明，噴射器尾管亦具有不可忽略的脫硫作用。按傳質(zhì)方程式求得尾管</p><p><b>　　應(yīng)有的高度為：</b>&

54、lt;/p><p><b>　?。?） </b></p><p>　　式中 —尾管的吸收容積，m3</p><p>　　—每小時(shí)通過(guò)尾管的粗合成氣干氣量，Nm3/h</p><p>　　C1—尾管入口氣相中H2S含量，g/Nm3</p><p>　　C2—尾管出口氣相中H2S含量，g/Nm3</

55、p><p><b>　　—容積傳質(zhì)系數(shù)，</b></p><p><b>　　—尾管的直徑，m</b></p><p>　　2.1噴射器結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算</p><p>　?。?）噴射器溶液循環(huán)量的計(jì)算</p><p>　　因其重度γp=1038kg/m3，故其重量流量GP為<

56、/p><p>　?。?）粗合成氣重量流量</p><p>　　(3)氣液混合物的重度</p><p><b>　?。?）噴嘴孔徑</b></p><p>　　—取噴嘴的液體入口壓力為3.5 kg/cm2，則噴射壓力△P</p><p><b>　　—噴嘴流速</b></p&

57、gt;<p>　　式中0.95—流速系數(shù)</p><p>　　—現(xiàn)選用三孔噴嘴，每孔流量為</p><p><b>　　則</b></p><p>　　噴嘴的俯視圖如下（見(jiàn)圖3）：</p><p>　　液體入口管徑232mm，以螺紋與進(jìn)液管相連；噴口形成的射流聚焦于一點(diǎn)，調(diào)節(jié)進(jìn)液管長(zhǎng)度，使焦點(diǎn)位于距喉管約4

58、5mm的中心軸上。將噴嘴制成半角為，以便減少液體在噴射器中的壓力降。 </p><p><b>　　（5）喉管直徑</b></p><p>　　根據(jù)動(dòng)量和外力分析的結(jié)果，得出</p><p>　　式中——噴射器入口處引射流的壓強(qiáng)，kg/cm2

59、 </p><p>　　——在截面Ⅰ-Ⅰ處引射流的壓強(qiáng)，kg/cm2 </p><p>　　B=

60、 </p><p>　　式中—溶液重量流量,60.32 kg/s 圖3 噴嘴俯視圖</p><p>　　—噴嘴流速,22.8m/s</p><p>　　—噴射器收縮管錐體環(huán)隙氣流速度，取= 20m/s</p><p>　　—粗合成氣的重量流量，1.

61、189 kg/s</p><p><b>　　算得B=</b></p><p>　　式中ηK—擴(kuò)壓效率，因擴(kuò)壓值甚微，取ηK=0</p><p>　　λ—管壁的摩擦系數(shù)，取λ=0.015</p><p>　　—喉管的長(zhǎng)徑比，一般=0.5～1.5，現(xiàn)取為0.5</p><p><b>　　

62、算得C=</b></p><p>　　由-≈0, =0.5(即l==)，現(xiàn)取=150mmH2O,于是</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　用試差法求解:</b></p><p

63、><b>　　令=0.05460</b></p><p><b>　　方程兩端恰好相等，</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　取喉管外徑299mm，壁厚7.5mm。（φ299×7.5）(參見(jiàn)YB231-70《熱軋無(wú)縫鋼管規(guī)格與重量》[1])</p&

64、gt;<p><b>　?。?）喉管長(zhǎng)度</b></p><p><b>　?。?）吸引室尺寸</b></p><p>　　按經(jīng)驗(yàn)，可取=1.5</p><p>　　式中—噴射器氣體入口管直徑，取入口管中的氣速=10m/s,則</p><p>　　取氣體入口管外徑402mm,壁厚9mm

65、（φ402×9）</p><p>　　一般=（1.5～2），現(xiàn)取=1.72，則</p><p><b>　?。?）收縮管尺寸</b></p><p>　　取收縮管全角為32°，則收縮管長(zhǎng)度為</p><p><b>　?。?）擴(kuò)壓管尺寸</b></p><p&

66、gt;<b>　　取</b></p><p>　　按YB231-70《熱軋無(wú)縫鋼管規(guī)格與重量》[1]圓整， </p><p>　　取=480mm，壁厚9mm；</p><p>　　取擴(kuò)壓管全角為7°；</p><p>　　已知喉管為（φ299×7）。</p><p><

67、;b>　　∴擴(kuò)壓管長(zhǎng)度</b></p><p><b>　?。?0）尾管尺寸</b></p><p><b>　　尾管的吸收容積</b></p><p>　　式中 圖4 噴射器設(shè)計(jì)尺寸</p><p>　　K氣a----容積

68、吸收系數(shù)，一般為2000-5000h-1在本設(shè)計(jì)條件下，通過(guò)實(shí)</p><p>　　測(cè)，K氣a=4400h-1。 </p><p><b>　　∴</b></p><p>　　尾管直徑，已取為（φ451×9）</p><p>　　2.2噴射器設(shè)計(jì)小結(jié)</p><p>　　表2 噴射器結(jié)

69、構(gòu)參數(shù)</p><p>　　第三章 旋流塔的設(shè)計(jì)計(jì)算和說(shuō)明</p><p>　　旋流板塔由分離段、簡(jiǎn)體、塔板、封頭及管口等部件組成。據(jù)悉[3]，旋流板塔的操作氣速可比一般塔板大幾倍，與湍球塔相當(dāng)；單板效率可達(dá)50～60%，與湍球塔試驗(yàn)對(duì)比，約為后者的60%。塔板為旋流板，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，由盲板、旋流葉片、罩筒、溢流口及溢流管等組成。</p><p>　　、、

70、分別代表盲板直徑，旋流板片直徑和塔徑。板片開(kāi)縫線外端于半徑的夾角β，稱為徑向角(如圖6所示)。 圖5 旋流板結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　（8）</b></p><p>　　每塊板片內(nèi)端與盲板相連，外端與罩筒相連，板片的一側(cè)翹起，外端端線與板平面的夾角，即板片與板平面的夾角，稱為板片的仰角α：</p

71、><p>　　= （9） </p><p>　　亦即： </p><p>　　開(kāi)孔面積=板片區(qū)面積×= </p><p>　　考慮到板片厚度，則塔板開(kāi)孔面積A0：&l

72、t;/p><p>　?。?0） </p><p><b>　　式中 m——板片數(shù)</b></p><p>　　δ——板片厚度 </p>&

73、lt;p>　　旋流板的開(kāi)孔率ψ=開(kāi)孔面積/塔截面總面積 圖6 板片的徑向角</p><p>　　即 （11）</p><p><b>　　塔板阻力降</b></p><p>　　式中——測(cè)得的安置塔板時(shí)塔底段的表壓 </p><

74、;p>　　——無(wú)塔板時(shí)塔底段的表壓</p><p>　　測(cè)得的、對(duì)空速W在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪后，都得到斜率接近于（1.92～2.0）的直線，故應(yīng)用一般的阻力降公式進(jìn)行關(guān)聯(lián)時(shí)，即</p><p>　　阻力系數(shù)ξ很接近于常數(shù)。</p><p>　　式中γ—?dú)怏w的重度，Kg/m3</p><p>　　—?dú)夂梢蜃樱饬鞯目账?dòng)能因子），<

75、;/p><p>　　設(shè)為空氣穿過(guò)旋流板片開(kāi)孔的穿孔氣荷因子，用表示阻力降時(shí)，</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　穿孔負(fù)荷因子</b></p><p><b>　?。?2）</b></p><p>　　式中——操作狀態(tài)下的氣量

76、，m3/h</p><p>　　——操作狀態(tài)下的氣體重度，Kg/m3</p><p>　　旋流板塔的壓力降可用下式估算：</p><p><b>　?。?3）</b></p><p>　　如果葉片的AB邊翹起，氣體穿過(guò)AB邊下面的空隙上升時(shí)，氣流方向朝向中央盲板，此時(shí)的旋流板稱為內(nèi)向板；如果葉片的CD邊翹起，氣體穿過(guò)CD

77、邊下面的空隙上升時(shí)，氣流方向朝向外圍塔壁，此時(shí)旋流板稱為外向板。故內(nèi)向板用于傳質(zhì)，外向板用于分離（如除霧、除塵等）。</p><p>　　3.1設(shè)計(jì)依據(jù)及工藝計(jì)算</p><p>　?。?）氣體成分：（同前）</p><p>　　（2）下段氣體入口H2S含量：6g/Nm3</p><p>　　出口H2S含量：1.3g/Nm3</p>

78、;<p>　　上段氣體出口H2S含量：0.1 g/Nm3</p><p>　　（3）氣體入口壓力：</p><p>　　4800-200+150=4750mmH2O (式中150為增壓值)</p><p>　?。?）下段溶液平均硫容量：0.17g/l</p><p>　　上段溶液平均硫容量：0.12g/l</p>

79、<p>　　(5)下段塔頂溶液總氮含量A：20滴度（即1mol/l）</p><p>　　總CO2含量：入口，=0.63mol/l ；出口，=0.65mol/l</p><p>　?。?）塔內(nèi)氣體溫度：37℃</p><p>　?。?）入塔干粗合成氣量的計(jì)算</p><p>　　假定在噴射器中氣體總體積減少2%,則</p>

80、;<p>　　取=4850Nm3/h</p><p>　　（8）濕粗合成氣量的計(jì)算</p><p>　　查《飽和水蒸汽的蒸汽壓表》[1] ，得知溫度t=37℃時(shí)，蒸汽壓=47.07mmHg，</p><p>　?。?）操作狀態(tài)下的氣量的計(jì)算</p><p>　?。?0）下段溶液噴淋量的計(jì)算</p><p>

81、;<b>　　下段液氣比=</b></p><p>　?。?1)上段溶液噴淋量的計(jì)算</p><p><b>　　上段液氣比=</b></p><p>　?。?2）濕氣組成如下</p><p>　　濕氣的平均分子量的計(jì)算</p><p>　　操作狀態(tài)的重度的計(jì)算</p&

82、gt;<p>　　3.2下段旋流板結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算</p><p>　　3.2.1下段塔板參數(shù)的初算</p><p>　　（1）板片直徑的初算</p><p><b>　　取=700mm</b></p><p><b>　?。?）盲板直徑</b></p><p>&

83、lt;b>　　按</b></p><p>　　取=273mm（φ273×6.5）</p><p><b>　?。?）塔徑</b></p><p>　　按=1.2=840mm</p><p>　　取=1000mm，則塔截面積</p><p>　　(4)取旋流板葉片數(shù)m=2

84、4片，葉片厚度δ=3mm</p><p>　　（5）取葉片仰角α=25°</p><p>　　3.2.2校核穿孔負(fù)荷因子</p><p><b>　?。?）開(kāi)孔面積</b></p><p><b>　　由式（10）知，</b></p><p><b>　　

85、（2）穿孔負(fù)荷因子</b></p><p><b>　　由式（12）知，</b></p><p>　　校核結(jié)論：>9,說(shuō)明以上計(jì)算尺寸可以適用。</p><p>　　3.2.3 下段旋流板其他參數(shù)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。?）板片徑向角β</b></p>

86、<p>　　采用切向板，由式（8）知，</p><p><b>　?。?）罩筒高度</b></p><p>　　∵在盲板與旋流板之間的開(kāi)孔區(qū)，系按15塊葉片下料，但以20塊葉片組裝</p><p>　　∴計(jì)算罩筒高度時(shí)，式中m應(yīng)取20：</p><p><b>　　取=50mm</b>&l

87、t;/p><p>　　兩葉片外端之間間距：</p><p><b>　　（3）板間距H</b></p><p>　　取溢流口液體流速為v=0.4m/s ，則</p><p>　　為了利于氣液分離，取</p><p><b>　　（4）溢流裝置</b></p><

88、;p><b>　　—溢流口面積</b></p><p><b>　　溢流口總面積</b></p><p>　　溢流口取3個(gè)，則每個(gè)溢流口面積</p><p><b>　　—溢流口的長(zhǎng)寬尺寸</b></p><p><b>　　環(huán)板區(qū)寬度</b><

89、;/p><p>　　取弧形溢流口寬b=70mm=7cm</p><p><b>　　則弧形溢流口長(zhǎng)</b></p><p>　　—檢驗(yàn)溢流口液體流速v：</p><p>　　檢驗(yàn)結(jié)果，符合要求。</p><p><b>　　—溢流管直徑</b></p><p&

90、gt;<b>　　溢流管直徑</b></p><p>　　現(xiàn)取φ159×6鋼管3根，即</p><p><b>　　管內(nèi)液體流速：</b></p><p><b>　　(符合要求)</b></p><p><b>　　—溢流管全長(zhǎng)：</b><

91、;/p><p>　　式中—集液管管徑，取集液管內(nèi)液體流速=1m/s</p><p><b>　　則</b></p><p>　　取,即φ245×6.5,其長(zhǎng)度</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　其中異形管長(zhǎng)度</b>

92、;</p><p><b>　　(5)塔板的開(kāi)孔率</b></p><p>　　按式（11），旋流板開(kāi)孔率</p><p>　　3.2.4下段旋流板塔板數(shù)目的確定</p><p>　　設(shè)—塔頂氣相中的H2S含量，kmolH2S/kmol惰性氣體</p><p>　　設(shè)—塔底氣相中的H2S含量，km

93、olH2S/kmol惰性氣體</p><p>　　設(shè)—底液相中的H2S含量，kmolH2S/kmol氨水</p><p>　　設(shè)—塔底液相中的H2S含量，kmolH2S/kmol氨水</p><p><b>　　則</b></p><p>　　—下段塔頂H2S和NH3的平衡分壓：</p><p>

94、<b>　　因下段塔頂溶液中</b></p><p>　　總氨量A=1mol/l</p><p>　　總CO2=0.63mol/l</p><p>　　總H2S=20g/m3=0.000588mol/l</p><p>　　2.560x2+0.3328x-0.63=0</p><p><b&

95、gt;　　解得x=0.435</b></p><p>　　即[HCO3-]=0.435mol/l</p><p>　　[NH3]=[HCO3-]+A-2C-S</p><p>　　=0.435+1-2×0.63-0.000588</p><p>　　=0.1744mol/l</p><p>　　[

96、CO32-]=(K4[HCO3-][NH3]/C)+S</p><p>　　=(0.0665×0.435×0.1744/0.63)+0.000588</p><p><b>　　=0.008596</b></p><p>　　[NH4+]=C+S-[CO32-]=0.63+0.000588-0.008596=0.622mol

97、/l</p><p>　　[NH2COO-]=K3[HCO-][NH3]=2.455×0.435×0.1744=0.18625mol/l</p><p>　　A=[NH3]+[NH4+]+[NH2COO-]=0.1744+0.622+0.18625=0.98265≈1mol/l 證明計(jì)算基本正確。</p><p>　　求得液相組成后，氣相平衡分壓

98、可按下式計(jì)算：</p><p><b>　　(14)</b></p><p><b>　?。?5）</b></p><p><b>　?。?6）</b></p><p>　　式中 （17）</p&

99、gt;<p>　?。╩—常數(shù)，見(jiàn)《小氮肥工藝手冊(cè)》[4]）</p><p>　　HNH3—氨的亨利系數(shù)，可用下式估算</p><p><b>　?。?8）</b></p><p>　　（H0—氨在純水中的亨利系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)5）</p><p>　　查表得35℃時(shí)，a=-1.55,m=0.1798</

100、p><p><b>　　代入式（17），得</b></p><p><b>　　代入式（14），得</b></p><p><b>　　由式，得 </b></p><p>　　式中假定氣體通過(guò)旋流板塔下段阻力降為200mmH2O</p><p>　　1m3=

101、1000升，其中含H2S：</p><p>　　0.0523升H2S=</p><p>　　即與0.00525% 相當(dāng)?shù)拿苛⒎矫讱怏w中H2S的克數(shù)為</p><p>　　說(shuō)明在此條件下可以滿足脫硫指標(biāo)要求。</p><p>　　—理論塔板數(shù)的計(jì)算 </p><p>　　由

102、 （19）</p><p><b>　　得m=</b></p><p>　　則A= （20）</p><p><b>　?。?1）</b></p><p><b>　　—實(shí)際塔板數(shù)的計(jì)算&

103、lt;/b></p><p>　　= （22）</p><p>　　式中取E0為30%，則</p><p><b>　　ET=</b></p><p><b>　　故=</b></p><p>　　

104、為留有余量，今取塔板數(shù)為7塊。</p><p>　　3.3上段旋流板參數(shù)和塔板數(shù)目的確定</p><p>　　為使制作方便，取塔體直徑等參數(shù)與下段一致，</p><p>　　即：DT=1000 mm DX=700mm Dm= 273mm</p><p>　　B=150mm

105、 m=24 δ= 3mm</p><p>　　α=25℃ hz= 50mm H=500mm</p><p>　　—校核穿孔負(fù)荷因子F0</p><p>　　由于粗合成氣組成變化不大，仍取其分子量=18.68.</p><p

106、><b>　　實(shí)際氣體重度為：</b></p><p>　　已設(shè)下段氣體的壓力降△P下=300mmH2O,今設(shè)上段氣體的壓力降△P上=100mmH2O,則</p><p>　　在上段吸收的CO2，由總CO2含量計(jì)算，得</p><p>　　操作狀態(tài)下實(shí)際氣量 為：</p><p>　　故氣體穿孔負(fù)荷因子 為：<

107、;/p><p>　　F0＞9，說(shuō)明所選參數(shù)基本合適。</p><p><b>　　確定溢流裝置：</b></p><p><b>　　取溢流口總面積</b></p><p>　　每個(gè)溢流口面積（i=3）：</p><p><b>　　=</b></p&

108、gt;<p>　　溢流口液體流速vˊ：</p><p>　　取bˊ=5cm，則弧形溢流口長(zhǎng)為：</p><p>　　溢流管直徑（取ω=0.89m/s）</p><p>　　故取φ95×3.5鋼管3根，即</p><p>　　———上段塔板數(shù)目的確定</p><p>　　上段氣體進(jìn)口處H2S含量

109、：</p><p>　　假定氣體體積不變，則</p><p>　　上段氣體出口處H2S含量 ：</p><p>　　因上段和下段的入口溶液組成皆相同，且A、C、S、K3、K4等均相同，故H2S的分壓亦相等，即有：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　則&l

110、t;/b></p><p><b>　　取E0=80%，則</b></p><p>　　因考慮到所取的下段塔板數(shù)比計(jì)算值多2塊，已留有較大的余地了，參照工廠實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，則上段實(shí)際塔板數(shù)取4塊即可。</p><p>　　3.4除霧板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　除霧板即外向板，氣液通過(guò)外向板被甩至塔壁的行程，要比內(nèi)

111、向板短捷，能增加氣液分離效率。</p><p>　　除霧板無(wú)須設(shè)置溢流口及溢流管，一般可將除霧板的中心盲板尺寸適當(dāng)放大一些，以提高氣體穿孔負(fù)荷因子，則更有利于氣液分離。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中所取除霧板的尺寸為 </p><p>　　表3 除霧板的結(jié)構(gòu)參數(shù)</p><p>　　校核氣體穿孔負(fù)荷因子：</p><p&g

112、t;　　在10～12之間，對(duì)分離板合適。</p><p><b>　　3.5升氣帽尺寸</b></p><p>　　—取實(shí)際流速為7m/s,則</p><p><b>　　解得</b></p><p>　　取φ480×9鋼管一截。</p><p>　　—升氣帽筒體高

113、度（不包括罩高）</p><p>　　考慮上段溶液出口液封作用，按經(jīng)驗(yàn)，取</p><p><b>　　則</b></p><p>　　罩帽高度（取為1/3）188mm</p><p>　　3.6全塔壓力降的估算</p><p><b>　?。?）下段壓力降</b></

114、p><p><b>　　由式（13）知，</b></p><p><b>　　(2)上段壓力降</b></p><p><b>　　計(jì)算同上</b></p><p>　　（3）取升氣帽壓力降=10mmH2O</p><p><b>　　則全塔總壓力

115、降</b></p><p>　　估計(jì)值為300mmH2O,現(xiàn)計(jì)算值為269.64 mmH2O，二者相差30.36mmH2O,是可允許的。</p><p>　　3.7旋流板塔設(shè)計(jì)小結(jié)</p><p>　　表4 下段旋流板參數(shù)和塔板數(shù)目</p><p>　　表5 上段旋流板參數(shù)和塔板數(shù)目</p><p><

116、;b>　　表6 除霧板參數(shù)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)心得體會(huì) </p><p>　　“脫硫噴旋塔設(shè)備的設(shè)計(jì)”，初次看到這個(gè)課題時(shí)，我的第一個(gè)反應(yīng)是，這個(gè)，該怎么做呢？從來(lái)沒(méi)有接觸過(guò)的，我沒(méi)信心保證我能夠完成?？墒牵M長(zhǎng)卻安慰我，很多事都是從開(kāi)始的不知所措到完全了解的，我只得硬著頭皮定下心來(lái)完成這個(gè)被我定為看似不可能完成的任務(wù)。</p><

117、;p>　　事實(shí)證明，我的看法是錯(cuò)誤的。經(jīng)過(guò)兩個(gè)星期的奮斗，我們小組四個(gè)人成功圓滿地完成了脫硫噴旋塔設(shè)備的設(shè)計(jì)工作。</p><p>　　從計(jì)算到畫圖，隨著設(shè)備設(shè)計(jì)的完成，我整個(gè)人也感覺(jué)煥然一新了，因?yàn)?，從這整個(gè)過(guò)程中，我收獲異常多，不管是學(xué)習(xí)上或是生活上。</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深刻地體會(huì)到化工原理課程的重要性和實(shí)用性，對(duì)吸收過(guò)程的原理和操作方法有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，同

118、時(shí)，也見(jiàn)識(shí)到了一個(gè)新型的吸收設(shè)備—噴旋塔，還對(duì)實(shí)際單元操作設(shè)計(jì)所涉及的各方面問(wèn)題有了初步的了解。再者，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們多方查閱資料，一一核算數(shù)據(jù)，糾正錯(cuò)誤，繪制圖形，尤記得我們的設(shè)備初具模型時(shí)帶給我們的欣喜，怕是其他一般時(shí)候所領(lǐng)略不到的。</p><p>　　這次任務(wù)，還有一個(gè)最大的收獲便是，讓我對(duì)平時(shí)的習(xí)慣徹底的反思?！半S便一點(diǎn)，大概就好”，一直以來(lái)我都是這樣的態(tài)度對(duì)待生活，然而，事實(shí)證明，很多時(shí)候，一點(diǎn)點(diǎn)

119、，大概，便是致命的錯(cuò)誤。“千里之堤潰于蟻穴”，我們這次的設(shè)計(jì)便是這種狀況，就因?yàn)榍懊娴挠?jì)算出現(xiàn)了一點(diǎn)點(diǎn)的失誤，便導(dǎo)致了整個(gè)流程的錯(cuò)誤，大大加重了工作量。嚴(yán)謹(jǐn)，認(rèn)真，于生活中，怕也是必不可少的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1. 國(guó)家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院，化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)（上）（下）[M],化學(xué)工 業(yè)出版社，北京，1986，1

120、0.</p><p>　　2. 浙江大學(xué)化工原理教研組，旋流塔板的初步試驗(yàn)—介紹一種新型的高負(fù)荷塔板[M]，1973，9.</p><p>　　3. 丁浩，蔡德瑾，王育琪，化工工藝設(shè)計(jì)[M],上?？茖W(xué)技術(shù)設(shè)計(jì)出版社，上海，1964，8</p><p>　　4. 石油化學(xué)工業(yè)部設(shè)計(jì)院，小氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M],石油化學(xué)工業(yè)出版社，北京，1979，1</p>

121、<p>　　5. 實(shí)用環(huán)境工程手冊(cè)—大氣污染控制工程[M]，化學(xué)工業(yè)與環(huán)境科學(xué)與工程出版社中心聯(lián)合出版，北京，2001，</p><p>　　6. 化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編輯委員會(huì)編. 塔設(shè)計(jì). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　7. 化學(xué)工程手冊(cè)編輯委員會(huì). 化學(xué)工程手冊(cè)第1篇化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù). 北京： 化學(xué) 工業(yè)出版社, 1980.</p>

122、<p>　　8. 季陽(yáng)萍主編. 化工制圖. 北京市：化學(xué)工業(yè)出版社, 2009.08.</p><p>　　9. 李業(yè)勤編著. 鋼制壓力容器封頭實(shí)用技術(shù). 北京市：原子能出版社, 1999.</p><p>　　10.李征西 徐思文主編. 油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)計(jì)手冊(cè) 下. 北京市：石油工業(yè)出版社, 1997.10. </p><