化工原理课程设计(共31页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 2008级化学工程与工艺专业化工原理课程设计说明书 题 目：含高硫气体的脱硫设备喷旋塔的设计姓 名：班级学号：指导老师：同组学生名：完成时间：2011年6月8日 化工原理课程设计评分细则评审单元评审要素评审内涵评审等级检查方法指导老师评分检阅老师评分设计说明书35%格式规范是否符合规定的格式要求5-44-33-22-1格式标准内容完整设计任务书、评分标准、主要设备计算、作图、后记、参考文献、小组成员及承担任务10-88-66-44-1设计任务书设计方案方案是否合理及是否有创新10-88-66-44-1计算记录工艺计算过 程计算过程是否正确、完整和规范10-88-66

2、-44-1计算记录设计图纸30%图面布置 图纸幅面、比例、标题栏、明细栏是否规范10-88-66-44-1图面布置标准标注文字、符号、代号标注是否清晰、正确10-88-66-44-1标注标准与设计吻合图纸设备规格与计算结果是否吻合10-88-66-44-1比较图纸与说明书平时成绩20%出勤计算、上机、手工制图10-88-66-44-1现场考察卫生与纪律设计室是否整洁、卫生、文明10-88-66-44-1答辩成绩15%内容表述答辩表述是否清楚5-44-33-22-1现场考察内容是否全面5-44-33-22-1回答问题回答问题是否正确5-44-33-22-1总 分综合成绩 成绩等级 指导老师 评阅

3、老师 （签名） （签名） 年 月 日 年 月 日 说明：评定成绩分为优秀(90-100),良好(80-89)，中等(70-79)，及格(60-69)和不及格(9,说明以上计算尺寸可以适用。3.2.3 下段旋流板其他参数的设计（1）板片径向角采用切向板，由式（8）知，（2）罩筒高度在盲板与旋流板之间的开孔区，系按15块叶片下料，但以20块叶片组装 计算罩筒高度时，式中m应取20：取=50mm两叶片外端之间间距：（3）板间距H 取溢流口液体流速为v=0.4m/s ，则 为了利于气液分离，取（4）溢流装置溢流口面积溢流口总面积溢流口取3个，则每个溢流口面积溢流口的长宽尺寸环板区宽度取弧形溢流口宽b=

4、70mm=7cm 则弧形溢流口长检验溢流口液体流速v： 检验结果，符合要求。溢流管直径溢流管直径现取1596钢管3根，即管内液体流速： (符合要求)溢流管全长：式中集液管管径，取集液管内液体流速=1m/s则 取,即2456.5,其长度取其中异形管长度(5)塔板的开孔率按式（11），旋流板开孔率3.2.4下段旋流板塔板数目的确定设塔顶气相中的H2S含量，kmolH2S/kmol惰性气体设塔底气相中的H2S含量，kmolH2S/kmol惰性气体设底液相中的H2S含量，kmolH2S/kmol氨水设塔底液相中的H2S含量，kmolH2S/kmol氨水则 下段塔顶H2S和NH3的平衡分压：因下段塔顶溶

5、液中总氨量A=1mol/l总CO2=0.63mol/l总H2S=20g/m3=0.mol/l2.560x2+0.3328x-0.63=0解得x=0.435即HCO3-=0.435mol/lNH3=HCO3-+A-2C-S =0.435+1-20.63-0. =0.1744mol/lCO32-=(K4HCO3-NH3/C)+S =(0.06650.4350.1744/0.63)+0. =0.NH4+=C+S-CO32-=0.63+0.-0.=0.622mol/lNH2COO-=K3HCO-NH3=2.4550.4350.1744=0.18625mol/lA=NH3+NH4+NH2COO-=0.1

6、744+0.622+0.18625=0.982651mol/l 证明计算基本正确。求得液相组成后，气相平衡分压可按下式计算： (14) （15） （16）式中 （17）（m常数，见小氮肥工艺手册4）HNH3氨的亨利系数，可用下式估算 （18）（H0氨在纯水中的亨利系数，见参考文献5）查表得35时，a=-1.55,m=0.1798代入式（17），得代入式（14），得由式，得 式中假定气体通过旋流板塔下段阻力降为200mmH2O1m3=1000升，其中含H2S：0.0523升H2S=即与0.00525% 相当的每立方米气体中H2S的克数为说明在此条件下可以满足脱硫指标要求。理论塔板数的计算 由 （

7、19）得m=则A= （20） （21）实际塔板数的计算= （22）式中取E0为30%，则ET=故=为留有余量，今取塔板数为7块。3.3上段旋流板参数和塔板数目的确定为使制作方便，取塔体直径等参数与下段一致，即：DT=1000 mm DX=700mm Dm= 273mm B=150mm m=24 = 3mm =25 hz= 50mm H=500mm校核穿孔负荷因子F0由于粗合成气组成变化不大，仍取其分子量=18.68.实际气体重度为：已设下段气体的压力降P下=300mmH2O,今设上段气体的压力降P上=100mmH2O,则在上段吸收的CO2，由总CO2含量计算，得操作状态下实际气量 为：故气体穿

8、孔负荷因子 为： F09，说明所选参数基本合适。确定溢流装置：取溢流口总面积每个溢流口面积（i=3）：=溢流口液体流速v： 取b=5cm，则弧形溢流口长为：溢流管直径（取=0.89m/s）故取953.5钢管3根，即上段塔板数目的确定上段气体进口处H2S含量 ：假定气体体积不变，则上段气体出口处H2S含量 ： 因上段和下段的入口溶液组成皆相同，且A、C、S、K3、K4等均相同，故H2S的分压亦相等，即有：=则取E0=80%，则 因考虑到所取的下段塔板数比计算值多2块，已留有较大的余地了，参照工厂实际使用经验，则上段实际塔板数取4块即可。3.4除雾板结构设计 除雾板即外向板，气液通过外向板被甩至塔

9、壁的行程，要比内向板短捷，能增加气液分离效率。 除雾板无须设置溢流口及溢流管，一般可将除雾板的中心盲板尺寸适当放大一些，以提高气体穿孔负荷因子，则更有利于气液分离。 本设计中所取除雾板的尺寸为 表3 除雾板的结构参数 校核气体穿孔负荷因子： 在1012之间，对分离板合适。 3.5升气帽尺寸取实际流速为7m/s,则 解得取4809钢管一截。升气帽筒体高度（不包括罩高）考虑上段溶液出口液封作用，按经验，取 则罩帽高度（取为1/3）188mm3.6全塔压力降的估算（1）下段压力降由式（13）知， (2)上段压力降计算同上（3）取升气帽压力降=10mmH2O则全塔总压力降估计值为300mmH2O,现计

10、算值为269.64 mmH2O，二者相差30.36mmH2O,是可允许的。3.7旋流板塔设计小结表4 下段旋流板参数和塔板数目板片直径=700mm板间距H=500mm盲板直径=260mm(2736.5)环板区宽度B=150mm塔径=1000mm弧形溢流口宽b=7cm=70mm 旋流板叶片数m=24，厚度=3mm溢流管直径=235mm(2455)叶片仰角=25溢流管长度板片径向角=异型管的长度罩筒高度=50mm集液管管径（2456.5）两叶片外端间距=45mm 弧形溢流口宽弧形溢流口长溢流管直径（953.5）4块表5 上段旋流板参数和塔板数目盲直径板Dm=550mm板片直径DX=700mm叶片数

11、m=18叶片仰角=板片径向角=罩筒高度hz=55mm叶片厚度=3mm板开孔率=15.22% 表6 除雾板参数课程设计心得体会 “脱硫喷旋塔设备的设计”，初次看到这个课题时，我的第一个反应是，这个，该怎么做呢？从来没有接触过的，我没信心保证我能够完成。可是，组长却安慰我，很多事都是从开始的不知所措到完全了解的，我只得硬着头皮定下心来完成这个被我定为看似不可能完成的任务。事实证明，我的看法是错误的。经过两个星期的奋斗，我们小组四个人成功圆满地完成了脱硫喷旋塔设备的设计工作。从计算到画图，随着设备设计的完成，我整个人也感觉焕然一新了，因为，从这整个过程中，我收获异常多，不管是学习上或是生活上。通过这

12、次课程设计，我深刻地体会到化工原理课程的重要性和实用性，对吸收过程的原理和操作方法有了进一步的认识，同时，也见识到了一个新型的吸收设备喷旋塔，还对实际单元操作设计所涉及的各方面问题有了初步的了解。再者，在设计的过程中，我们多方查阅资料，一一核算数据，纠正错误，绘制图形，尤记得我们的设备初具模型时带给我们的欣喜，怕是其他一般时候所领略不到的。这次任务，还有一个最大的收获便是，让我对平时的习惯彻底的反思。“随便一点，大概就好”，一直以来我都是这样的态度对待生活，然而，事实证明，很多时候，一点点，大概，便是致命的错误。“千里之堤溃于蚁穴”，我们这次的设计便是这种状况，就因为前面的计算出现了一点点的失

13、误，便导致了整个流程的错误，大大加重了工作量。严谨，认真，于生活中，怕也是必不可少的。参考文献1. 国家医药管理局上海医药设计院，化工工艺设计手册（上）（下）M,化学工 业出版社，北京，1986，10.2. 浙江大学化工原理教研组，旋流塔板的初步试验介绍一种新型的高负荷塔板M，1973，9.3. 丁浩，蔡德瑾，王育琪，化工工艺设计M,上海科学技术设计出版社，上海，1964，84. 石油化学工业部设计院，小氮肥工艺设计手册M,石油化学工业出版社，北京，1979，15. 实用环境工程手册大气污染控制工程M，化学工业与环境科学与工程出版社中心联合出版，北京，2001，6. 化工设备设计全书编辑委员会编. 塔设计. 北京：化学工业出版社，2004.7. 化学工程手册编辑委员会. 化学工程手册第1篇化工基础数据. 北京： 化学 工业出版社, 1980.8. 季阳萍主编. 化工制图. 北京市：化学工业出版社, 2009.08.9. 李业勤编著. 钢制压力容器封头实用技术. 北京市：原子能出版社, 1999.10.李征西 徐思文主编. 油品储运设计手册 下. 北京市：石油工业出版社, 1997.10. 11.童华主编. 环境工程设计. 北京市：化学工业出版社, 2009.01.12.金兆丰主编. 环境工程设备. 北京市：化学工业出版社, 2007.