畢業(yè)設(shè)計(jì)--2萬m3h合成氨變換氣脫碳工段脫碳塔設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）</p><p>　　設(shè)計(jì)(論文)題目：2萬m3/h合成氨變換氣脫碳工段</p><p><b>　　脫碳塔設(shè)計(jì)</b></p><p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué)院（系） </

2、p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　年 級 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2013年 6 月 5 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書<

3、/p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：</p><p>　　2萬m3/h合成氨變換氣脫碳工段脫碳塔設(shè)計(jì)</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）：</p><p><b>　　一、畢業(yè)設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　1.使用國家最新壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握典型過程裝

4、備設(shè)計(jì)的全過程。</p><p>　　2.廣泛查閱和綜合分析各種文獻(xiàn)資料，進(jìn)行設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)方案的可行性研究和論證。</p><p>　　3.設(shè)計(jì)計(jì)算以手算、電算相結(jié)合，要求設(shè)計(jì)思路清晰，計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，且正確掌握計(jì)算機(jī)操作和專業(yè)軟件的使用。</p><p>　　4.工程圖紙以計(jì)算機(jī)繪圖為主，并附以手工繪制。</p><p>　　5． 畢

5、業(yè)設(shè)計(jì)全部工作由設(shè)計(jì)者獨(dú)立完成。</p><p><b>　　原始數(shù)據(jù)：</b></p><p><b>　　變換氣組成</b></p><p>　　入脫碳塔變換氣量，G0 =20000 m3/h </p><p>　　脫碳塔操作壓力，1.4MPa(表) </p><p>　

6、　脫碳塔操作溫度，t1=40 ℃ </p><p>　　其他參數(shù)根據(jù)工業(yè)實(shí)際自選 </p><p>　　設(shè)計(jì)目標(biāo)： 變換氣中CO2≤0.38%。 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)主要內(nèi)容：</p><p>　　1. 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱文獻(xiàn)資料；</p><p>　　2.通過技術(shù)及經(jīng)濟(jì)篩選、對比，選定設(shè)計(jì)方案；

7、</p><p><b>　　3．工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算</b></p><p>　　4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及度和穩(wěn)定性計(jì)算計(jì)算</p><p>　　5 繪制塔總裝配圖及零部件圖</p><p><b>　　6 編制設(shè)計(jì)說明書</b></p><p><b>　　目錄</b&g

8、t;</p><p><b>　　摘要IV</b></p><p>　　AbstractV</p><p>　　第1章 合成氨的概述- 1 -</p><p>　　1.1 氨的發(fā)現(xiàn)與制取- 1 -</p><p>　　1.2 氨的用途- 1 -</p><p>

9、　　1.3 我國合成氨工業(yè)的發(fā)展情況- 1 -</p><p>　　1.4 合成氨生產(chǎn)的典型流程- 2 -</p><p>　　1.5 脫碳在合成氨中的作用和地位- 4 -</p><p>　　第2章 碳酸丙烯酯（PC）法脫碳工藝- 5 -</p><p>　　2.1 PC法脫碳技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀- 5 -</p>&l

10、t;p>　　2.2 發(fā)展過程- 5 -</p><p>　　2.3 工藝流程- 5 -</p><p>　　第3章 填料塔的工藝計(jì)算- 9 -</p><p>　　3.1 物性數(shù)據(jù)- 9 -</p><p>　　3.1.1 PC的密度與溫度的關(guān)系- 9 -</p><p>　　3.1.2 CO2在PC

11、中的溶解度關(guān)系- 9 -</p><p>　　3.1.3 PC的蒸汽壓- 10 -</p><p>　　3.1.4 PC的粘度- 10 -</p><p>　　3.2 物料衡算- 10 -</p><p>　　3.2.1 各組分在PC中的溶解量- 10 -</p><p>　　3.2.2 溶劑夾帶量- 11

12、 -</p><p>　　3.2.3 溶液帶出的氣量- 11 -</p><p>　　3.2.4 出脫碳塔凈化氣量- 11 -</p><p>　　3.2.5 計(jì)算PC循環(huán)量- 11 -</p><p>　　3.2.6 帶出氣體的質(zhì)量流量- 12 -</p><p>　　3.2.7 驗(yàn)算凈化氣中CO2含量-

13、12 -</p><p>　　3.2.8 出塔氣體的組成- 12 -</p><p>　　第4章 填料塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 14 -</p><p>　　4.1 確定吸收塔塔徑及相關(guān)參數(shù)- 14 -</p><p>　　4.1.1 求取泛點(diǎn)氣速和操作氣速- 14 -</p><p>　　4.1.2 求取塔徑- 1

14、4 -</p><p>　　4.1.3 核算操作氣速- 15 -</p><p>　　4.1.4 核算徑比- 15 -</p><p>　　4.2 填料層高度計(jì)算- 15 -</p><p>　　4.3 填料層壓降計(jì)算- 16 -</p><p>　　4.4 設(shè)備厚度計(jì)算- 16 -</p>&

15、lt;p>　　4.4.1 圓筒的厚度- 16 -</p><p>　　4.4.2 封頭的厚度- 17 -</p><p>　　4.5 塔設(shè)備的選取- 17 -</p><p>　　4.5.1 液體分布器- 17 -</p><p>　　4.5.2 填料支承裝置- 18 -</p><p>　　4.5.3

16、 除沫器- 19 -</p><p>　　4.5.4 填料壓板- 20 -</p><p>　　4.5.5 封頭- 20 -</p><p>　　4.5.6 裙座- 20 -</p><p>　　4.5.7 人孔- 21 -</p><p>　　4.5.8 填料塔氣液的進(jìn)出口管- 22 -</p>

17、;<p>　　4.5.9 法蘭的選擇- 23 -</p><p>　　4.5.10 吊住- 24 -</p><p>　　第5章 塔的強(qiáng)度設(shè)計(jì)與校核- 26 -</p><p>　　5.1 塔的總高度- 26 -</p><p>　　5.2 塔設(shè)備質(zhì)量載荷計(jì)算- 26 -</p><p>　　

18、5.3 塔的固有周期- 27 -</p><p>　　5.4 風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩計(jì)算- 28 -</p><p>　　5.4.1 風(fēng)載荷的計(jì)算- 28 -</p><p>　　5.4.2 風(fēng)彎矩計(jì)算- 29 -</p><p>　　5.5 地震載荷- 30 -</p><p>　　5.5.1 確定塔設(shè)備的危險(xiǎn)截面

19、- 30 -</p><p>　　5.5.2 地震彎矩- 30 -</p><p>　　5.6 最大彎矩- 31 -</p><p>　　5.7 基礎(chǔ)環(huán)的設(shè)計(jì)- 31 -</p><p>　　5.7.1 基礎(chǔ)環(huán)尺寸- 31 -</p><p>　　5.7.2 基礎(chǔ)環(huán)尺寸的應(yīng)力校核- 31 -</p&g

20、t;<p>　　5.7.3 基礎(chǔ)環(huán)厚度- 32 -</p><p>　　5.8 地腳螺栓計(jì)算- 33 -</p><p>　　5.8.1 地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力- 33 -</p><p>　　5.8.2 地腳螺栓直徑- 33 -</p><p>　　5.9 塔設(shè)備校核- 33 -</p><p&

21、gt;　　參考文獻(xiàn)- 44 -</p><p><b>　　致謝- 45 -</b></p><p>　　翻譯部分- 46 -</p><p>　　英文原文- 46 -</p><p>　　中文翻譯- 53 -</p><p>　　2萬m3/h合成氨變換氣脫碳工段脫碳塔設(shè)計(jì)</p&

22、gt;<p><b>　　摘要</b></p><p>　　氨的用途很廣，在國民生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。在合成氨的過程中，經(jīng)變換后的合成氣含有較多的二氧化碳，如不將其清除，在合成氨生產(chǎn)時二氧化碳會使合成氨催化劑中毒。此外，二氧化碳是制造尿素、純堿、碳酸氫銨等的重要原料，二氧化碳的脫除和回收利用是脫碳過程的雙重任務(wù)，也在合成氨中占有較重要的地位。</p><

23、p>　　本課題是2萬m3/h合成氨變換氣脫碳工段脫碳塔設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的目的是為了尋找出一套合理的脫碳工藝，獲得純度較高的凈化氣，提高二氧化碳的回收率，簡化流程，降低能耗，達(dá)到較高的經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括生產(chǎn)工藝的確定，物料衡算，設(shè)備的選型與設(shè)計(jì)和管道尺寸設(shè)計(jì)以及繪制一張主體設(shè)備結(jié)構(gòu)圖和三張零件圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞：碳酸丙烯酯法，二氧化碳，工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　

24、20000 m3/h of ammonia gas decarbonization section decarbonization transform tower design</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Ammonia is widely used in the national product has a pivota

25、l position. In the ammonia process, after the transformation of the synthesis gas contains more carbon dioxide, if not to be cleared, the ammonia production of carbon dioxide causes the ammonia catalyst poisoning. Additi

26、onally, carbon dioxide is manufactured urea, soda ash, ammonium bicarbonate and other important raw materials, carbon dioxide removal and recycling is the dual task of decarbonization process, but also ammonia plays more

27、 </p><p>　　This topic is 20000 m3 / h ammonia shift gas decarbonization section decarbonization tower design. The purpose of the design is to find out a reasonable decarburization process, to obtain high pur

28、ity purge gas, to improve the recovery of carbon dioxide, to simplify processes, reduce energy consumption, to achieve higher efficiency indicators. Design mainly includes the determination of the production process, mat

29、erial balance, equipment selection and design and design and draw a pipe size charts</p><p>　　Keywords: Propylene carbonate france, Carbon dioxide, Process design</p><p>　　第1章 合成氨的概述</p>

30、<p>　　1.1 氨的發(fā)現(xiàn)與制取</p><p>　　氨是1754年由J.普里斯特利在加熱氯化銨和石灰混合物時發(fā)現(xiàn)的，1784年C.L.伯托利確定氨由氫和氮組成。</p><p>　　19世紀(jì)中葉，煉焦工業(yè)興起，生產(chǎn)焦炭過程中制得了氨。煤中的氮約有20%～25%轉(zhuǎn)化為氨，煤氣中氨含量為8～11g/m3，因而可從副產(chǎn)焦?fàn)t氣中回收氨。但這樣回收的氨量不能滿足需要，促使人們研究將空

31、氣中的游離態(tài)氮變成氨的方法，20世紀(jì)初先后實(shí)現(xiàn)了氰化法和直接合成法制氨的工業(yè)方法。</p><p><b>　　1.2 氨的用途</b></p><p>　　氨是重要的無機(jī)化工產(chǎn)品之一，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。除液氨可直接作為肥料外，農(nóng)業(yè)上使用的氮肥，例如尿素、硝酸銨、磷酸銨、硫酸銨、氯化銨、氯水以及各種含氮混肥和復(fù)肥，都是以氨作為原料的。合成氨是大宗化工產(chǎn)品之一，

32、世界每年合成氨產(chǎn)量已達(dá)到1億噸以上，其中約有80%的氨用來生產(chǎn)化學(xué)肥料，20%作為其它化工產(chǎn)品的原料。</p><p>　　氨在工業(yè)上主要用來制造炸藥和各種化學(xué)纖維及塑料。從氨可以制得硝酸，進(jìn)而再制造硝酸銨、硝化甘油、硝基纖維素等。在化纖和塑料工業(yè)中，則以氨、硝酸和尿素等作為氮源，生產(chǎn)己二胺、人造絲等產(chǎn)品。</p><p>　　氨的其它工業(yè)用途也十分廣泛，例如，用作制冰、空調(diào)等系統(tǒng)的制冷濟(jì)

33、，在冶金工業(yè)中用來提煉礦石中的銅等金屬，在醫(yī)藥和生物化學(xué)方面用作生產(chǎn)磺胺類藥物、維生素、蛋氨酸和其它氨基酸等等。所以說合成氨在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。</p><p>　　1.3 我國合成氨工業(yè)的發(fā)展情況 </p><p>　　解放前我國只有兩家規(guī)模不大的合成氨廠，解放后合成氨工業(yè)有了迅速發(fā)展。1949年全國氮肥產(chǎn)量僅0.6萬噸，而1982年達(dá)到1021.9萬噸，成為世

34、界上產(chǎn)量最高的國家之一。近幾年來，我國引進(jìn)了一批年產(chǎn)30萬噸氮肥的大型化肥廠設(shè)備。我國自行設(shè)計(jì)和建造的上海吳涇化工廠也是年產(chǎn)30萬噸氮肥的大型化肥廠。這些化肥廠以天然氣、石油、煉油氣等為原料，生產(chǎn)中能量損耗低、產(chǎn)量高，技術(shù)和設(shè)備都很先進(jìn)。</p><p>　　1.4 合成氨生產(chǎn)的典型流程</p><p>　　目前企業(yè)大多采用直接合成氨法生產(chǎn)氨，即根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式N2+3H2=2NH3來設(shè)計(jì)工

35、藝。它除了水電解法以外，不管用什么原料得到的粗原料氣中都含有硫化合物、一氧化碳、二氧化碳等，而這些不純物都是氨合成催化劑的毒物。因此，在把粗原料氣送去氨合成以前，需要把這些雜質(zhì)除去。這樣氨合成生產(chǎn)的原料氣過程就包括下述主要步驟。</p><p>　　一是造氣：即制備含有氫、氮和一氧化碳的粗原料氣。</p><p>　　二是凈化：采用適當(dāng)?shù)姆椒ǔピ蠚庵袣洹⒌酝獾碾s質(zhì)。主要包括變換過程、

36、脫硫脫碳過程以及氣體精制過程。三是壓縮和合成：將純凈的氮、氫混合氣體壓縮到高壓，在鐵催化劑與高溫條件下合成氨。</p><p>　　由于我國煤炭目前儲存量還比較多，所以本設(shè)計(jì)采用以煤炭為原料來制取合成氨的粗原料氣。以煤炭為原料制取粗原料氣合成氨的流程是采用間歇的流化床氣化法生產(chǎn)半水煤氣，經(jīng)過變換，脫碳，銅氨液除少量二氧化碳、一氧化碳等凈化步驟后可獲得合格的氮?dú)浠旌衔?，然后在鐵催化劑存在和適當(dāng)?shù)臏囟?、壓力條件下合

37、成氨。</p><p>　　其典型過程如圖1.1。</p><p>　　圖1.1 合成氨典型流程</p><p>　　下面從合成原料氣的三個步驟詳細(xì)論述：</p><p>　?。?）造氣：因?yàn)榭諝庵泻?1%的氮?dú)?，目前已?jīng)有很多的技術(shù)從空氣中分離出滿足上述反應(yīng)的氮?dú)?，所以造氣就是提供維持該反應(yīng)的氫氣的過程。最早的造氣光陰就是將煤或焦碳在高

38、溫下與水反應(yīng)生成水煤氣或半水煤氣，這種混合氣體就是原料氣。這種工藝在二十世紀(jì)前半期一直是主流造氣工藝，而且一直沿用至今。二十世紀(jì)六十年代出現(xiàn)了以天然氣、石油重油、石腦油等新的造氣原料。由于天然氣、油田氣、石油這樣的原料可以用管道輸送，其設(shè)施投資成本比固態(tài)原料設(shè)施要低很多，所以該工藝自發(fā)明以來就逐漸取代了煤炭造氣工藝。但從目前能源的儲量、開采和消耗走勢來看，煤炭造氣可能要重新被重視。</p><p>　?。?）凈化

39、粗合成氣：主要是對合成氣中的硫化物、碳的氧化物等有害雜質(zhì)進(jìn)行脫除的過程。對于半水煤氣，主要含無機(jī)硫（H2S），有機(jī)硫包括硫氧化碳（COS），二氧化硫（CS2），硫醇（RSH），硫醚（RSR），噻吩（C4H4S）等；天然氣中主要是無機(jī)硫（H2S）。天然氣、石油重油、石腦油等中的硫化物的含量因產(chǎn)地不同而不同。但是這些硫化物不但使產(chǎn)品不純凈，更重要的是它們對設(shè)備有極強(qiáng)烈的腐蝕作用，而且特別容易使催化劑中毒失活。脫硫的方法歸納起來分濕法和干法兩

40、類。濕法包括物理法、化學(xué)法、物理-化學(xué)法三種，但濕法脫硫精度不及干法。干法脫硫適合脫出低量或微量，其也有物理吸附和化學(xué)吸附之分。通常干法脫硫裝置設(shè)備龐大復(fù)雜。脫碳是凈化合成氣的另有個重要步驟，因?yàn)槿魏畏椒ㄖ迫〉脑蠚舛己蠧O和一定量的CO2，其體積分?jǐn)?shù)一般為12%~40%。而CO在生產(chǎn)過程中還可能被氧化為CO2，而在后續(xù)工段中CO2容易使催化劑中毒，容易在某些低溫工段固化成干冰堵塞管道設(shè)備，在甲烷化過程中還會消耗大量H2生成無用氣體C

41、H4。而對CO2加以回收可以在尿素、碳酸氫銨等產(chǎn)品的生產(chǎn)中利用?？梢娒撎嫉囊饬x是十分重大的。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的題目就</p><p>　?。?）氨的合成：將純凈的氫、氨混合氣壓縮到高壓，在催化劑的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨產(chǎn)品的工序，是合成氨生產(chǎn)過程的核心部分。氨合成反應(yīng)在較高壓力和催化劑存在下進(jìn)行的由于反應(yīng)后氣體中氨含量不高，一般只有10%~20%，故采用未反應(yīng)氫氮?dú)庋h(huán)的流程。氨合成反應(yīng)式如下：</p&

42、gt;<p>　　N2+3H2→2NH3(g) =-92.4kJ/mol</p><p>　　工業(yè)中反應(yīng)壓力在10~35MPa之間，根據(jù)能量利用合理來取值。關(guān)于催化劑，人們已經(jīng)開發(fā)出一系列催化劑，但比較廣泛使用的是壽命比較長，活性良好而且價(jià)廉易得的鐵系催化劑。該催化劑早期制備時還加入了促進(jìn)劑。對于產(chǎn)品的分離，目前工業(yè)上有兩種方法：水吸收法和冷凝法。</p><p>　　1.5

43、 脫碳在合成氨中的作用和地位</p><p>　　脫碳也就是二氧化碳的脫除和回收，它屬于原料氣的凈化階段。因?yàn)闊o論是固體燃料還是以烴類為原料制得的原料氣經(jīng)一氧化碳變換后都含有15%~40%的二氧化碳。而在合成氨生產(chǎn)過程中經(jīng)過變換后氣體一般含有21%~30%的二氧化碳。它不僅會使氨合成催化劑中毒，而且給清除少量一氧化碳的過程帶來困難。例如：采用銅氨液洗滌法時二氧化碳與其中的氨生成碳酸氨，而且會形成晶體堵塞管道和設(shè)備

44、；采用液氨洗滌時，它容易固化成干冰也會堵塞管道與設(shè)備；在甲烷化過程中二氧化碳過多會消耗大量的氫又生成無用的氣體甲烷。又因?yàn)榘春铣晒ば蜓a(bǔ)充氣中必須滿足CO和CO2含量小于20PPm。此外，二氧化碳又是制造尿素、碳酸氫氨、純堿的原料。因此，在合成系統(tǒng)前不但必須將二氧化碳?xì)怏w清除干凈而且還必須回收利用。二氧化碳的脫除和回收利用是脫碳過程的雙重任務(wù)，也在合成氨中占有較重要的地位。</p><p>　　第2章 碳酸丙烯酯

45、（PC）法脫碳工藝</p><p>　　2.1 PC法脫碳技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀</p><p>　　PC為環(huán)狀有機(jī)碳酸酯類化合物，分子CH3CHOCO2CH2，該法在國外稱Fluor法。PC法是南化集團(tuán)研究院等單位于20世紀(jì)70年代開發(fā)的技術(shù)，1979年通過化工部鑒定。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，已有150余家工廠使用PC技術(shù)，現(xiàn)有裝置160余套，其中大型裝置兩套，其余為中小型裝置。大部分用于氨廠變換氣脫碳?？?/p>

46、脫碳能力約300萬噸合成氨/年，其中配尿素型應(yīng)用較多，占60%左右，至今該法仍是聯(lián)堿、尿素、磷銨等合成氨廠使用最廣的脫碳方法，其開工裝置數(shù)為MDEA、NHD法總和的數(shù)倍。</p><p><b>　　2.2 發(fā)展過程</b></p><p>　　PC技術(shù)的應(yīng)用，主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段始于70年代末，兩個小氮肥廠用PC法代替水洗法脫CO2的工業(yè)試驗(yàn)裝置獲得成功，取

47、得了明顯的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益。加之PC法在工藝上與水洗法相似，改造費(fèi)用低，很快在一些小氮肥企業(yè)中推廣應(yīng)用；第二階段，20世紀(jì)90年代以來，隨著小化肥改變碳銨單一產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，適應(yīng)市場需要，采用脫碳增氨轉(zhuǎn)產(chǎn)尿素或聯(lián)醇等方法，以提高經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)小化肥的竟?fàn)幠芰?。為此，需要增設(shè)一套變換氣脫碳裝置，由于PC技術(shù)為典型的物理吸收過程，流程簡單，投資少，節(jié)能明顯，技術(shù)易于掌握。因此，很快得到了推廣，并擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，技術(shù)上也趨于成熟。</p&g

48、t;<p><b>　　2.3 工藝流程</b></p><p>　　碳酸丙烯酯脫碳工藝流程一般由吸收、閃蒸、汽提（即溶劑再生）和氣相中帶出的溶劑回收等部分組成。（見下圖）參考[4]</p><p>　　吸收過程：由氮?dú)鋲嚎s工段來的約1.6MPa的變換氣，經(jīng)油分離器再次分離氣體中的油沫后，從脫碳塔底部進(jìn)入，變換氣與塔中噴淋的碳酸丙烯酯液逆流接觸，變換氣中

49、大部分的二氧化碳被碳酸丙烯酯溶液吸收，出脫碳塔的凈化氣中含CO2<2.0%.再經(jīng)碳酸丙烯酯回收器、碳酸丙烯酯分離器除去氣體中夾帶的碳酸丙烯酯霧沫后送出工段去氮?dú)錃鈮嚎s工段。</p><p>　　吸收了CO2后的碳酸丙烯酯富液從脫碳塔底引出并減壓進(jìn)入閃蒸槽，閃蒸出溶解于富液中的H2、N2、CO及部分CO2氣體。閃蒸氣經(jīng)碳酸丙烯酯捕集器除去氣體中夾帶的碳酸丙烯酯霧沫后送往氮?dú)錃鈮嚎s工段予以回收，閃蒸后的碳酸丙烯

50、酯富液進(jìn)入常解再生塔上段常解塔進(jìn)行二氧化碳解析。出塔常解氣含CO2>98%由汽提鼓風(fēng)機(jī)補(bǔ)入防腐空氣后常解氣含CO2>95.7%(干基CO2氣體含氧量為0.5～0.6%)，再經(jīng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)加壓后，送至洗滌塔上洗去氣體中夾帶的碳酸丙烯酯霧沫后送往尿素裝置的CO2壓縮工段。</p><p>　　常解后的碳酸丙烯酯溶液溢流進(jìn)入常解再生塔下塔頂部與汽提鼓風(fēng)機(jī)送入塔內(nèi)的空氣逆流接觸，進(jìn)一步氣提出殘留于富液的二氧化碳

51、。汽提氣經(jīng)洗滌塔下塔去氣體中的碳酸丙烯酯霧沫后放空。出常解再生塔的碳酸丙烯酯貧液至中間貯槽再經(jīng)脫碳泵加壓到約2.1MPa,經(jīng)溶劑冷卻器冷至35℃送入脫碳循環(huán)使用。</p><p>　　閃蒸是在低于吸收操作壓力下使溶于溶劑中的氣體解吸出來的過程。是物理溶劑再生方法中最常用的方法。閃蒸的另一目的是為了回收溶于溶劑中的某些氣體組分，如：氫氣、甲烷等。由于各種氣體組分在碳酸丙烯酯中具有不同的溶解度和平衡規(guī)律，因此可以通過

52、控制閃蒸壓力來控制閃蒸氣中各組分的比例及各組分的解吸量。一般情況下，難溶氣體易于閃蒸解吸。根據(jù)這個原理，可通過一至幾級不同壓力等級的減壓，使溶于溶劑中的不同氣體組分在解吸時得到相對是分離和提純，這樣，工業(yè)上就可以按要求分別回收到各種氣體組分。閃蒸級數(shù)的確定往往與回收氣體的種類、數(shù)量和純度有關(guān)，每一級的閃蒸壓力都不同。從吸收塔富液的第一級閃蒸到壓力遞減到常壓。各級閃蒸壓力在確定后，如果溶劑在該閃蒸氣中有充足的停留時間，那么溶于該溶劑中的各

53、種氣體組分將充分解吸，直接趨近于這些氣體在該溫度、該組分氣相分壓時的平衡溶解度。如在合成氨變換氣的脫碳工藝上，往往設(shè)置二級至三級減壓閃蒸。第一級減壓閃蒸（如0.5MPa）是為了回收溶于溶劑中的氫氣和氮?dú)?，第二級減壓閃蒸（如常壓）是為了回收二氧化碳，同時使溶劑中的酸氣（二氧化碳）等濃度降低，以達(dá)到再生溶劑的目的。當(dāng)原料氣中二氧</p><p>　　吸收過程和溶劑再生過程是碳酸丙烯酯脫碳脫硫工藝中最基本的兩個環(huán)節(jié)。

54、</p><p>　　碳酸丙烯酯溶液的再生原理：當(dāng)二氧化碳分壓在2.0MPa以下時，碳酸丙烯酯吸收二氧化碳基本上符合亨利定律：,提高吸收壓力，平衡溶解度增加，對原料氣凈化有利。與吸收過程相反，降低壓力可使溶解在碳酸丙烯酯中的二氧化碳?xì)怏w解吸出來，溶解在碳酸丙烯酯中的二氧化碳等氣體的解吸過程即稱為碳酸丙烯酯富液的再生。在低于吸收操作壓力下時溶于溶劑中的氣體解吸出來時物理溶劑再生中最常用的方法。再生度是指碳酸丙烯酯富

55、液經(jīng)再生后，殘留在溶劑中的二氧化碳的含量，含量越低，則再生度越高。常壓閃蒸后的溶劑再經(jīng)過汽提的再生工藝，是目前碳酸丙烯酯脫碳工藝中采用最普遍的一種。我國合成氨廠配尿素、純堿的脫碳工藝基本上如此。汽提所用的惰性氣體為空氣。為了保證吸收工序后凈化氣中二氧化碳含量在2%左右。所以溶劑的再生度要求較高。脫碳過程中的能量回收：在碳酸丙烯酯脫碳過程中，有汽液料的升壓和降壓過程，為了合理采用工藝本身的能量再流程圖上，應(yīng)考慮相應(yīng)的能量回收裝置。<

56、/p><p>　　真空再生主要設(shè)備為真空再生塔。再生再生塔內(nèi)的真空度由外接真空裝置調(diào)節(jié)。當(dāng)溶劑溫度一定時，真空度越大，從溶劑中解吸出來的二氧化碳等氣體量也越多，溶劑再生越完全。此時解吸出來的二氧化碳?xì)饬靠山频匕炊趸荚谔妓岜ブ邢嗥胶馐竭M(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　再生塔是溶解氣體從溶劑中解吸出來的裝置，根據(jù)工藝流程的需要，選擇不同的塔型，在采用常解壓汽提再生流程時，再生塔常解部分時淋

57、降板式塔，汽提部分采用填料塔，而真空再生流程則全部為淋降板式塔型，采用淋降板式結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)在于增加解吸表面積，利于溶劑中溶解氣體解析完全。液體從上一層塔盤的中心降液管下來，由邊緣降液管流下，再下一層塔盤上，再轉(zhuǎn)為中心管降液，液體在各層塔盤上依次做離心或向心的徑向運(yùn)動。塔盤設(shè)有不同高度的溢流堰，以減少每段行程長度，降低每段行程的液面落差。</p><p>　　汽提塔的作用是，以惰性氣體吹洗溶劑，使溶劑中殘留二氧化碳、硫

58、化氫等酸性氣體的含量得到進(jìn)一步降低。汽提過程實(shí)際上是吸收的逆過程。因此，可在一只氣液逆流接觸的塔式設(shè)備內(nèi)進(jìn)行。工業(yè)上大多采用填料塔。與吸收塔的氣液物料濃、稀端正好相反，在汽提塔的操作過程中，氣液濃端均在塔上部，而氣液物料的稀端都在塔下部。</p><p>　　隨工藝氣體帶出的溶劑出了以霧沫（氣體中的霧沫一般是指直徑在50以上的液滴，它可以通過網(wǎng)除霧器等簡單的裝置將這些液滴從氣體中捕集下來）形式帶出以外，另一種形式

59、是溶劑蒸汽。這部分溶劑蒸汽在通過絲網(wǎng)除霧器時并不能捕集回收下來。因此需要在工藝上另行考慮回收裝置。目前，工業(yè)上回收氣流中溶劑蒸氣的方法，主要采用水洗滌法，該法使含有溶劑蒸氣的氣體通過水洗滌塔，使溶劑蒸氣溶解于水中成為稀的碳酸丙烯酯水溶液，生產(chǎn)上俗稱為稀液。該法因基于水和碳酸丙烯酯的部分互溶性。因此只有在互溶范圍內(nèi)，溶劑蒸氣才能有效溶于水中。</p><p>　　循環(huán)洗滌法是指水中溶劑濃度在控制指標(biāo)以下時，用泵輸送

60、到回收塔中連續(xù)循環(huán)，使氣體中的溶劑蒸汽不斷溶于循環(huán)稀液內(nèi)，直到稀液中溶劑濃度達(dá)到控制指標(biāo)時才注入循環(huán)溶劑中</p><p>　　回收常解氣、汽提氣中碳酸丙烯酯霧沫的稀液，當(dāng)在洗滌塔中循環(huán)濃度達(dá)～12%時，即加入至中間貯槽中回收作碳酸丙烯酯補(bǔ)充使用。當(dāng)碳酸丙烯酯溶中有雜物時，設(shè)計(jì)中設(shè)有碳酸丙烯酯過濾器，將雜物濾出，以保證生產(chǎn)正常進(jìn)行。</p><p>　　在碳酸丙烯酯脫碳過程中，有氣液物料的

61、升壓和降壓過程，為了合理采用工藝本身的能量，在流程上，應(yīng)考慮相應(yīng)的能量回收裝置。</p><p>　　在整個工藝流程中，要適當(dāng)調(diào)節(jié)吸收氣液比，吸收氣液比是指單位時間內(nèi)進(jìn)吸收塔的原料氣體積（標(biāo)態(tài)）與進(jìn)料貧液體積（工況下）之比，該比值在某種程度上也是反映生產(chǎn)能力的一種參數(shù)。由于單位體積溶劑在一定條件下，所吸收的酸性氣體量基本為一定值，因而在其他條件不變的情況下，凈化氣中二氧化碳凈化度明顯的隨著氣液比的減少而增加。&l

62、t;/p><p>　　對填料塔而言，加大氣液兩相的接觸面積可以提高吸收飽和度，加大氣液接觸面積的措施一般可通過增大填料容量或選擇比表面積較大的填料來實(shí)現(xiàn)。提高R值之后雖然可降低溶劑循環(huán)量，但也必須考慮R值增加后，相應(yīng)的塔高也將增加，這樣，在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)針對具體工況進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后再選取合理的R值，工業(yè)上，吸收飽和度R值一般取70～80%之間。</p><p>　　第3章 填料塔的工藝計(jì)算

63、</p><p><b>　　3.1 物性數(shù)據(jù)</b></p><p>　　變換氣：變換氣的組成見表3.1。</p><p>　　表3.1 變換氣各組分體積分?jǐn)?shù)及組分分壓</p><p>　　3.1.1 PC的密度與溫度的關(guān)系</p><p>　　= 1223.3－1.032t

64、 (3-1)</p><p>　　35℃時： L2 = 1187kg/m3 40℃時： L1 = 1184kg/m3</p><p>　　3.1.2 CO2在PC中的溶解度關(guān)系</p><p>　　因?yàn)槭歉邼舛葰怏w吸收，故吸收塔內(nèi)CO2的溶解熱不考慮。</p><p>　　假設(shè)出塔氣、入塔液的溫度相同

65、，都為：TV2=35℃，</p><p>　　出塔液的溫度：TL1=40℃，</p><p><b>　　吸收飽和度：80%</b></p><p>　　碳酸丙烯酯在40℃時的溶解度X</p><p>　　lgXco2=lgPco2+644.25/T-4.112 (3-2

66、)</p><p>　　lgXco2=lg4.3299+644.25/313.15-4.112=-1.4282</p><p>　　Xco2=0.03731kmolCO2 /kmolPC</p><p>　　=0.03731×22.4/（102.09/1184）</p><p>　　=9.693 Nm3CO2/ m3PC</p

67、><p>　　式中：102.09—PC的摩爾質(zhì)量，kg/kmol；</p><p>　　1184—出塔溶液的密度（近似取純PC的密度，kg/m3）</p><p>　　3.1.3 PC的蒸汽壓</p><p>　　40℃時PC蒸汽壓（查[4]為8.67Pa）與操作總壓(1.5MPa)及CO2的氣相分壓</p><p>　　

68、(0.455 MPa)相比很小，故可認(rèn)為PC不揮發(fā)。</p><p>　　3.1.4 PC的粘度</p><p>　　logμ=-0.822+185.5/（T-153.1） (3-3)</p><p>　　T—為熱力學(xué)溫度，K</p><p>　　得： 40℃時： μL1=2.173mPa·s

69、</p><p>　　35℃時： μL2=2.368 mPa·s</p><p><b>　　3.2 物料衡算</b></p><p>　　3.2.1 各組分在PC中的溶解量</p><p>　　各組分在操作總壓為1.5MPa、操作溫度為35℃下在數(shù)據(jù)，并取相對吸收飽和度為80%，并且甲烷和氬氣含量很少，而且其

70、在PC中的溶解度也很小，故將其近似處理。將計(jì)算結(jié)果列于表3.2中。</p><p>　　表3.2 各組分在PC中的溶解度數(shù)據(jù)</p><p>　　因溶解氣中的CO2占到了95.45%。其它氣體在PC中的溶解度很小，故也可將CO2以外的組分視為惰性氣體而忽略不計(jì)，而只考慮CO2的溶解吸收，將多組分吸收簡化為單組份吸收的問題。</p><p>　　說明：進(jìn)塔吸收液中CO

71、2的殘值取0.2Nm3/m3PC，故計(jì)算的實(shí)際溶解量時應(yīng)將其扣除。其他組分本身溶解度就很小，經(jīng)解吸后的殘值完全可被忽略。</p><p>　　CO2溶解量的計(jì)算如下：</p><p>　　前已算出，40℃時CO2在PC中的平衡溶解度Xco2=9.693Nm3/m3PC，PC對CO2的實(shí)際溶解能力為：（9.693-0.2）×0.8=7.594Nm3/m3PC。</p>

72、<p>　　3.2.2 溶劑夾帶量</p><p>　　以0.2 Nm3/m3PC計(jì)，各組分被夾帶的量如下：</p><p>　　CO2：0.2×0.283=0.0566 Nm3/m3PC</p><p>　　CO：0.2×0.0202=0.004 Nm3/m3PC</p><p>　　H2：0.2×

73、0.523=0.1046Nm3/m3PC</p><p>　　N2：0.2×0.169=0..0338m3/m3PC</p><p>　　3.2.3 溶液帶出的氣量</p><p>　　為夾帶量與溶解量之和</p><p>　　CO2：0.0566+7.594=7.651 Nm3/m3PC 93.72%</p>

74、<p>　　CO：0.004+0.0128=0.0168 Nm3/m3PC 0.21%</p><p>　　H2：0.1046+0.1784=0.283 Nm3/m3PC 3.47%</p><p>　　N2：0.0338+0.1784=0.2122 Nm3/m3PC 2.60%</p><p>　　8.163Nm3/m3PC

75、 100%</p><p>　　3.2.4 出脫碳塔凈化氣量</p><p><b>　　V1—進(jìn)塔總氣量 </b></p><p><b>　　V2—出塔總氣量 </b></p><p>　　V3—溶液帶出的總氣量 </p><p>　　y1、y2、y3分別表示CO

76、2相應(yīng)的體積分率</p><p>　　對CO2作物料衡算有： V1=V2+V3 </p><p>　　V1y1= V2y2+ V3y3</p><p><b>　　聯(lián)立得：</b></p><p><b>　　V3==</b></p><p>　

77、　=5982Nm3/h</p><p>　　V2= V1 - V3=20000-5982=14018 Nm3/h</p><p>　　3.2.5 計(jì)算PC循環(huán)量</p><p>　　因每1m3PC帶出CO2為7.651 Nm3，故有：</p><p>　　L===732.76m3/h</p><p>　　732.76&

78、#215;1184=867588kg/h</p><p><b>　　操作的氣液比為</b></p><p>　　V1/L=20000732.76=27.29 Nm3/m3</p><p>　　3.2.6 帶出氣體的質(zhì)量流量</p><p>　　夾帶氣量： </p><p>

79、　　夾帶氣的平均摩爾質(zhì)量：</p><p>　　=44×0.283+28×0.0202+2×0.523+28×0.169</p><p>　　=18.8kg/kmol</p><p>　　夾帶氣的質(zhì)量流量： </p><p>　　溶解氣量： </p><p

80、>　　溶解氣的平均摩爾質(zhì)量：</p><p>　　=44×0.9545+28×0.0015+2×0.022+28×0.022 =42.7 kg/kmol</p><p>　　溶解氣的質(zhì)量流量： </p><p>　　帶出氣體的總質(zhì)量流量： 123+11123=11246kg/h</p><p&g

81、t;　　3.2.7 驗(yàn)算凈化氣中CO2含量</p><p>　　取脫碳塔阻力降為0.2kgf/cm2，則塔頂壓強(qiáng)為15.3-0.2=15.1kgf/cm2，此時CO2的分壓為： Pco2=15.1×0.0038=0.05738kgf/ cm2</p><p>　　此時分壓呈平衡的CO2液相濃度為：</p><p>　　lgXco2=lg0.05738+-4

82、.112=-3.096</p><p>　　Xco2=0.0008006kmol CO2/kmolPC</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=0.22Nm3CO2/m3PC＞0.2 Nm3CO2/m3PC</p><p>　　式中：1187為吸收液在塔頂35℃時的密度，近似取純PC液體的密度值。計(jì)

83、算結(jié)果表明：要使得出塔凈化氣中CO2的濃度不超過0.38%，則入塔吸收液中CO2的極限濃度為0.22 Nm3/m3PC，本設(shè)計(jì)的取值正好在其所要求的范圍之內(nèi)，故選取值滿足要求。</p><p>　　3.2.8 出塔氣體的組成</p><p>　　出塔氣體的體積流量應(yīng)為入塔氣體的體積流量與PC帶走氣體的體積流量之差。</p><p>　　CO2：20000×

84、0.283-7.651×732.76=53.65Nm3/h 0.38%</p><p>　　CO：20000×0.0202-0.0168×732.76=391069 Nm3/h 2.78%</p><p>　　H2：20000×0.523+0.283×732.76=10432.63 Nm

85、3/h 73.98%</p><p>　　N2：20000×0.169+0.2122×732.76=3224.51 Nm3/h 22.86%</p><p>　　14012.48Nm3/h 100.00%</p><p>　　出塔氣的平均摩爾質(zhì)量：</p><

86、;p>　　2=44×0.0038+28×0.0278+2×0.7398+28×0.2286=10.33kg/kmol</p><p><b>　　出塔氣的質(zhì)量流量：</b></p><p>　　V2=14012.48÷22.4×10.33=6462kg/h</p><p>　　第

87、4章 填料塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 確定吸收塔塔徑及相關(guān)參數(shù)</p><p>　　4.1.1 求取泛點(diǎn)氣速和操作氣速</p><p>　　已知量：入塔氣： V1=20000m3/h=20000÷22.4×18.8=16786kg/h，</p><p>　　出塔氣： V2=14012.48m3/h=6462

88、 kg/h，</p><p>　　出塔液： L1=867588+11123=878711kg/h， ，</p><p>　　入塔液： L2=867588kg/h，</p><p>　　選擇d=50mm塑料階梯環(huán)，其填料因子φ=143.4m-1，ε=0.927，比表面積at=114.2m2/ m3，Bain-Hougen關(guān)聯(lián)式常數(shù)A=0.204，K=1.75。<

89、/p><p><b>　　混合氣體的密度: </b></p><p><b>　　kg/m3</b></p><p>　　泛點(diǎn)氣速uF可由Eckert通用關(guān)聯(lián)圖或Bain-Hougen關(guān)聯(lián)式求取，現(xiàn)按Bain-Hougen關(guān)聯(lián)式計(jì)算泛點(diǎn)率關(guān)聯(lián)式求解uF</p><p>　　=

90、 (4-1)</p><p><b>　　=</b></p><p>　　得: uF=0.1528m/s</p><p>　　取: u=0.8uF=0.8×0.1528=0.122 m/s</p><p>　　4.1.2 求取塔徑

91、</p><p>　　操作狀態(tài)下的氣體體積流速：</p><p>　　V==0.423m3/s</p><p><b>　　脫碳塔徑D</b></p><p>　　D===2.124m</p><p>　　實(shí)際取塔徑2200mm</p><p>　　4.1.3 核算操作氣速

92、</p><p><b>　　=0.111m/s</b></p><p>　　4.1.4 核算徑比</p><p>　　D/d=2200/50=44, 滿足階梯環(huán)的徑比要求</p><p>　　4.2 填料層高度計(jì)算</p><p>　　吸收過程傳質(zhì)系數(shù)KG的計(jì)算 [6]</p>&

93、lt;p>　　KG = A?u1.3CPC0.1B-0.01 =20×(0.122)1.3×(10.209)0.1×(27.29)-0.01 (4-2)</p><p>　　=1.584 kg/m2·h·MPa</p><p>　　式中 KG － 傳質(zhì)系數(shù)，kg/m2·h·atm ；<

94、;/p><p>　　A － 經(jīng)驗(yàn)數(shù)，A = 20；</p><p>　　u － 操作氣速，m/s ；</p><p>　　CNa－ 溶液中Na2CO3的含量，</p><p>　　CPC= C×MPC =0.1×102.09=10.209g/L；</p><p>　　B－ 吸收過程液氣比，B = 27.

95、29</p><p>　　吸收過程平均推動力ΔPm</p><p>　　ΔPm = (P1-P1*)-(P2-P2*)/ [㏑(P1-P1*)/ (P2-P2*)] (4-3)</p><p>　　=（4.1884-0.05624）/㏑（4.188÷0.05624）</p><p>　　=2.91atm ；&

96、lt;/p><p>　　式中 P1－ 吸收塔入口氣相CO2分壓 ，atm ；</p><p>　　P1 = 4.1884atm</p><p>　　P2－ 吸收塔出口氣相H2S分壓 ，atm ；</p><p>　　P2 = 1.5/0.1013×0.0038 = 0.05624 atm；</p><p>　　

97、P0－ 吸收塔入口壓力 ，atm ，P0 = 1.48atm ；</p><p>　　Pi－ 吸收塔出口壓力 ，atm ，Pi = 1.48atm ；</p><p>　　P1*，P2*－ 吸收塔入，出口氣相H2S平衡分壓 ，Mpa ，溶液中H2S含量很低，可以忽略。P1*= P2*=0</p><p><b>　　所需傳質(zhì)面積的計(jì)算</b>&

98、lt;/p><p>　　AP = G/ KG△Pm = 10969/1.584×2.91 =2379m2</p><p>　　式中：G － CO2脫出量</p><p>　　G=20000×（0.283-0.0038）×44/22.4=10969kg/h</p><p><b>　　填料層高度的計(jì)算<

99、/b></p><p>　　HP = AP/0.785D2α=2379/0.785×2.22×114.2 = 5.48m</p><p>　　取填料層高度:HP =6 m</p><p>　　對于塑料階梯環(huán)填料， </p><p><b>　　而實(shí)際</b></p><p&g

100、t;　　計(jì)算得填料層高度為6000mm,故無需分段</p><p>　　4.3 填料層壓降計(jì)算</p><p>　　采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖，查文獻(xiàn)[7]，計(jì)算填料層壓力降</p><p>　　橫坐標(biāo)為=5.039</p><p>　　查文獻(xiàn)[5],填料因子 =116m-1</p><p><b>　　縱坐

101、標(biāo)為 =</b></p><p><b>　　=0.0112</b></p><p>　　查圖（內(nèi)插）得：=15×9.81=147.15Pa/m</p><p><b>　　填料層壓降為： </b></p><p>　　=147.15×6=882.9Pa</p&

102、gt;<p>　　4.4 設(shè)備厚度計(jì)算 </p><p>　　4.4.1 圓筒的厚度</p><p>　　選用16MnR鋼板，查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》[8]表9-4得：焊接采用雙面焊100%無損探傷檢查，焊接接頭系數(shù)，則由筒體的計(jì)算厚度為：</p><p><b>　　(4-4)</b></p><p>&l

103、t;b>　　=8.76mm</b></p><p>　　查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》得C1=0.3mm，取腐蝕裕量C2=2mm，則</p><p>　　設(shè)計(jì)厚度10.76mm</p><p>　　圓整后取名義厚度=12mm</p><p>　　4.4.2 封頭的厚度</p><p><b>　　(

104、4-5)</b></p><p><b>　　=8.75mm</b></p><p>　　設(shè)計(jì)厚度10.75mm</p><p>　　圓整后取名義厚度=12mm</p><p>　　4.5 塔設(shè)備的選取</p><p>　　4.5.1 液體分布器</p><p>

105、;　　查《化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊》[9]，液體分布器選用槽式溢流型分布器，如圖4.1</p><p>　　槽式溢流型分布器，操作時，液體由上部進(jìn)入分配槽，漫過分配槽頂部缺口流入噴淋槽，噴淋槽內(nèi)的液體經(jīng)槽的底部孔道和側(cè)部的堰口分布在填料上。分配槽通過螺釘支承在噴淋槽上，噴淋槽用卡子固定在塔體的支持圈上。</p><p>　　圖4.1溢流槽式布液器</p><p>　　槽式溢

106、流型分布器的液體分布均勻，處理量大，操作彈性好，抗污染能力強(qiáng)，適應(yīng)的塔徑范圍廣，是應(yīng)用比較廣泛的液體分布裝置。尺寸如表4.1</p><p>　　表4.1 溢流分布器尺寸</p><p>　　4.5.2 填料支承裝置</p><p>　　填料的支承裝置結(jié)構(gòu)對填料塔的操作性能影響很大。若設(shè)計(jì)不當(dāng)，將導(dǎo)致填料塔無法正常工作。對填料支承裝置的基本要求為是：有足夠的強(qiáng)度以支

107、承填料的重量；有足夠的自由截面，以使氣、液兩相通過時阻力較??；裝置結(jié)構(gòu)要有利于液體的再分布；制造、安裝、拆卸要方便。常用的填料支承裝置有柵板、格柵板、波形板等。</p><p>　　查《化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊》，選用梁型氣體噴射式支承板，如圖4.2</p><p>　　在每個波形梁的側(cè)面和底部上開有許多小孔，上升的氣體從側(cè)面小孔噴出，下降的液體從底部小孔流下，故氣液在波形板上為分道逆流。既減少了

108、流體阻力，又使氣、液分布均勻。開孔波形板的特點(diǎn)是：支承板上開孔的自由截面積大；支承板上氣液分道逆流，允許較高的氣、液負(fù)荷；氣體通過支承板時所產(chǎn)生的壓降??；支承板做成波形，提高了剛度和強(qiáng)度。波形板結(jié)構(gòu)為多塊拼裝形，每塊支承件之間用螺栓連接，波形的間距與高度和塔徑有關(guān)。尺寸如圖4.2</p><p>　　圖4.2梁型氣體噴射式支承板</p><p>　　表4.2梁型氣體噴射式支承板尺寸<

109、/p><p>　　4.5.3 除沫器</p><p>　　絲網(wǎng)除沫器的型式分為上裝式和下裝式兩種：1上裝式絲網(wǎng)除沫器的通徑范圍為DN300～DN5200mm。2下裝式絲網(wǎng)除沫器的通徑范圍為DN700～DN4600mm。如圖4.3所示。網(wǎng)塊安裝時，有從上往下裝與由下往上裝兩種情況，因此，絲網(wǎng)除沫器有上裝式與下裝式兩種結(jié)構(gòu)。當(dāng)人孔位置開設(shè)在絲網(wǎng)除沫器的上面，或無人孔而有設(shè)備法蘭時，選用上裝式絲網(wǎng)

110、除沫器；人孔位置開設(shè)在絲網(wǎng)除沫器的下面，選用下裝式絲網(wǎng)除沫器。根據(jù)實(shí)際情況人孔位置開設(shè)在絲網(wǎng)除沫器的下面選擇下裝式絲網(wǎng)除沫器。尺寸如表4.3</p><p>　　圖4.3下裝式絲網(wǎng)除沫器</p><p>　　表4.3下裝式絲網(wǎng)除沫器的具體尺寸</p><p>　　4.5.4 填料壓板</p><p>　　根據(jù)填料的類型，選著填料床層限制板，如

111、圖4.4</p><p>　　圖4.4 床層限制板</p><p><b>　　4.5.5 封頭</b></p><p>　　選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓型封頭，具體尺寸如表4.4</p><p>　　表4.4標(biāo)準(zhǔn)橢圓型封頭尺寸</p><p><b>　　4.5.6 裙座 </b><

112、/p><p>　　裙座選用圓筒形，與塔體焊接采用對接，如圖4.5所示。焊接接頭采用對接形式時，一般裙座筒體外徑與塔體的外徑相等，裙座筒體與塔體釜封頭的連續(xù)焊接采用全熔透的連續(xù)焊，且與塔釜封頭外壁連續(xù)過度。裙座高度為2.5m 裙座材料為Q235-A。</p><p>　　圖4.5圓筒形裙座的結(jié)構(gòu)</p><p>　　1-基礎(chǔ)板；2-筋板；3-蓋板；4-墊板；5-人孔；6-

113、裙座筒體；7-排氣孔；8-引出管通道；9-排液孔</p><p><b>　　4.5.7 人孔</b></p><p>　　查《壓力容器與化工設(shè)備實(shí)用手冊》，填料塔需開四個人孔，可選回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔，如圖4.6所示。由使用地為太原市室外，確定人孔的公稱直徑DN=500mm，以方便工作人員的進(jìn)入檢修。根據(jù)HG/T 21518-2005《回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔》，由

114、PN=2.5MPa選用凹凸面的密封形式MFM，采用8.8級16Mn等長雙頭螺柱連接。其明細(xì)尺寸見表4.5。</p><p>　　表4.5人孔尺寸表 單位/mm</p><p>　　圖4.6回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔</p><p>　　4.5.8 填料塔氣液的進(jìn)出口管 </p><p>　　氣體進(jìn)口管： 在設(shè)計(jì)安裝填料塔的氣體

115、入口管的裝置時，應(yīng)該注意不要讓液體進(jìn)入管中，同時還能使氣體分布。通常將氣體進(jìn)口管端切成向下的斜面或作成向下的切口并一直伸到塔的內(nèi)部。在設(shè)計(jì)氣體進(jìn)口管時，氣體在管中的流速一般為10m/s～20m/s，但建議采用較低的氣速。其目的是為了減小局部阻力損失，以便在填料層中獲得較好的分布情況。另外塔下部的空間也應(yīng)較大，使氣體能夠均勻分布。</p><p>　　氣體出口管：氣體出口管裝置，應(yīng)盡量使液沫夾帶能被除去。在液沫夾帶

116、很少時，可用一般的接管，但在液沫夾帶較多時，最好在靠近氣體出口孔的地方，裝置一個除沫板，或設(shè)置輔助的沫分離器。</p><p>　　半水煤氣在操作壓力為1.5Mpa溫度為40 時在鋼管中的流速一般為10m/s～20m/s，取流速 </p><p>　　由式

117、 (4-6)</p><p>　　得到 </p><p>　　PC液在操作壓力為1.5Mpa溫度為40 時在鋼管中的流速一般為1m/s～3m/s，取流速 </p><p>　　根據(jù)計(jì)算得到氣體和液體所需的鋼管直徑分別為和， </p><p>　　表4.6查得相應(yīng)的無縫鋼管尺寸</p><p>　　4.5