化工原理课设,吸收塔

1、 课程设计说明书课程设计说明书题题 目：目： 碳酸丙烯酯脱碳填料塔设计碳酸丙烯酯脱碳填料塔设计学生姓名：学生姓名： 肖凌飞肖凌飞学学 院：院： 化工学院化工学院班班 级：级： 化学工程与工艺化学工程与工艺指导教师：指导教师： 陈秋月陈秋月 二一四 年 三 月 七 日学校代码：学校代码： 1012810128学学 号：号： 201120515048201120515048内蒙古工业大学课程设计任务书内蒙古工业大学课程设计任务书课程名称：课程名称： 化工原理课程设计 学院：学院： 化工学院 班级：班级： 制药11-1 学生姓名：学生姓名： 肖凌飞 学号：学号： 201120515048 指导教师：

2、指导教师： 陈秋月 一、题目一、题目碳酸丙烯酯脱碳填料塔设计二、目的与意义二、目的与意义课程设计是“化工原理”课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练，在整个教学计划中它也起着培养学生独立工作能力的重要作用，通过课程设计就以下几个方面要求学生加强锻炼：1. 查阅资料选用公式和搜集数据的能力；2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想指导下去分析和解决实际问题的能力；3. 迅速准确地进行工程计算（包括电算）的能力；4. 用简洁的文字清晰的图表来表达自

3、己设计思想的能力。 三、要求三、要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等） 设计条件1.变换气流量：10000Nm3/h2.变换气组成：CO2：20，CO：2.5，H2：57%，N2：18，CH4：2.5(体积分率)3.变换气温度：404.尾气含CO2：1%(体积分率)5.吸收剂：碳酸丙烯酯(PC)（温度为20）入吸收塔再生后的PC含CO22105(摩尔分率)；出吸收塔吸收液饱和度取80。6.操作压力：1.76MPa(绝压)设计要求1.流程布置与说明；2.填料的选择，采用两种填料进行计算，从中选出较优方案；3.工艺过程的计算；4.填料塔工艺尺寸的确定：5.输送机械功率的计算

4、与选型；6.附属装置的选择；7.编制设计说明书。图纸要求1.吸收塔总装图：7550cm坐标纸，1张；2.工艺流程图：A3图纸，1张。四、工作内容、进度安排四、工作内容、进度安排 1.设计动员，下达设计任务书：0.5天2.搜集资料，确定方案：1天3.设计计算：5天4.绘图：1.5天5.整理，编写说明书：2天五、主要参考文献五、主要参考文献1.上海医药设计院.化工工艺设计手册.化学工业出版社,19862.化学工程手册编委会.化学工程手册.化学工业出版社,19893.上海化学工业设计院石油化工设备设计建设组.化工设备图册.19744.上海化学学院等.化学工程(下册).化学工业出版社,19815.B.

5、M.拉姆著，刘风志等译.气体吸收.化工出版社,19856.化工设备设计全书编辑委员会.塔设备设计.上海科技出版社,19887.周学良，詹方瑜.碳酸丙烯酯脱除CO2技术.浙江科学出版社,1985审核意见审核意见系（教研室）主任（签字）系（教研室）主任（签字） 指导教师下达时间指导教师下达时间 20112011年年 1212 月月 2323 日日指导教师签字：指导教师签字：_前 言吸收是利用气体在液体中的溶解度差异来分离气态均相混合物的一种单元操作。 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。塔设备可以分为填料塔和板式塔。板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。工业上

6、对塔设备的主要要求：生产能力大，分离效率高，操作弹性大，气体阻力小结构简单、设备取材面广等。对于实际生产来讲，塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时需考虑物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。板式塔的研究起步较早，具有结构简单、造价较低、适应性强、易于放大等特点。填料塔由填料、塔内件及筒体构成。填料分规整填料和散装填料两大类。塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、持液量小等优点。

7、摘要摘要：工业上用碳酸丙烯酯作为吸收剂脱除二氧化碳的过程在吸收塔中进行，因此，综合吸收效果和经济效益必须对吸收塔进行设计。PC 溶剂对 CO2的吸收为物理过程，选择较低的操作温度和较高的操作压力有利于吸收的进行，而填料吸收塔的设备设计和经济优化是关键部分。此次课程设计是以碳酸丙烯酯（PC）脱除 CO2的填料塔的设计,进气口的流量为10000 Nm3/h。其中，填料塔以金属鲍尔环为填料；经设计优化后的塔径为 1.4m,填料层高度为 16.8m,塔高为 18m。最后经设计校核和强度校核后，此次课程我们设计出了要求填料塔。关键字：PC 填料塔 金属鲍尔环 优化 校核 内蒙古工业大学课程设计 第第 1

8、 1 章章 设计方案的确定设计方案的确定.1 11.11.1 设计方案的确定设计方案的确定 .1 11.1.11.1.1 流程布置设计流程布置设计 .1 11.1.21.1.2 设备方案设备方案 .1 11.21.2 吸收剂的选择吸收剂的选择 .1 11.31.3 填料的选择填料的选择 .2 21.3.11.3.1 填料的种类选择填料的种类选择 .2 21.3.21.3.2 填料的尺寸选择填料的尺寸选择 .2 21.3.31.3.3 填料的材质选择填料的材质选择 .2 2第第 2 2 章章 设计基础数据设计基础数据.3 32.12.1 碳酸丙烯酯（碳酸丙烯酯（PCPC） .3 32.22.2

9、变换气变换气 .3 3第第 3 3 章章 工艺计算工艺计算.4 43.13.1 气液平衡关系气液平衡关系.4 43.23.2 吸收剂用量及操作线关系吸收剂用量及操作线关系.4 43.33.3 设备尺寸计算设备尺寸计算.5 53.3.13.3.1 塔径的计算塔径的计算 .5 53.3.23.3.2 塔高的计算塔高的计算 .7 7第第 4 4 章章 填料吸收塔附属装置及辅助设备选型填料吸收塔附属装置及辅助设备选型.12124.14.1 填料吸收塔附属装置的选型填料吸收塔附属装置的选型.12124.1.14.1.1 液体分布器液体分布器.12124.1.24.1.2 液体再分布器液体再分布器.121

10、24.1.34.1.3 填料支承板填料支承板.12124.24.2 辅助设备选型辅助设备选型.12124.2.14.2.1 管径的计算管径的计算.12124.2.24.2.2 泵的选型泵的选型.13134.2.34.2.3 风机的选型风机的选型.1414 内蒙古工业大学课程设计 第第 5 5 章章 设计数据汇总设计数据汇总.15155-15-1 数据汇总表数据汇总表.1515总结总结.1616参考文献：参考文献：.1717 内蒙古工业大学课程设计 第 1 章 设计方案的确定1.1 设计方案的确定1.1.1 流程布置设计吸收过程的流程布置是指气体和液体进出吸收塔的流向安排。通常塔内液相作为分散剂

11、，依靠重力的作用自上而下流动；而含有溶质的混合气体则靠压力差的作用通过填料层。本次设计采用逆流操作：气相自塔低进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排出，即逆流操作。逆流操作的特点是：传质平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高，溶质的吸收率高。工业生产中多采用逆流操作。1.1.2 设备方案根据设计要求，选用填料塔。这是由于填料塔具有结构简单、容易加工，便于用耐腐蚀材料制造，以及压降小、吸收效果好、装置灵活等优点，尤其适用于小塔径的场合。1.2 吸收剂的选择在吸收过程中，吸收剂性能的优劣，往往是决定吸收操作效果的关键。在选择吸收剂时，对溶质组分的溶解度要大；要对溶质组分有良好的吸收能

12、力，而对混合气体中的其他组分无吸收或吸收甚微；操作温度下吸收剂的蒸汽压要低，即挥发度要小；吸收剂在操作温度下黏度要小；还应尽可能满足无毒性、无腐蚀性、不易燃易爆、不发泡、冰点低、廉价易得以及化学性质稳定等要求。综合以上，本设计采用碳酸丙烯酯做吸收剂。表 1-1 工业常用吸收剂溶质 溶剂溶质溶剂氨水、硫酸丙酮蒸汽水氯化氢水二氧化碳水、碱液二氧化硫水硫化氢碱液、有机溶剂苯蒸汽煤油、洗油一氧化碳铜氨液 内蒙古工业大学课程设计 21.3 填料的选择1.3.1 填料的种类选择本次采用散装填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。初选鲍尔环与阶梯环，比较，采用较好

13、的。1.3.2 填料的尺寸选择同类填料，尺寸越小，分离效率越高，但阻力增加，通量减小，填料费用也增加很多。而大尺寸的填料应用于小直径塔中，又会产生液体分布不良及严重的壁流，使塔的分离效率降低。因此，对塔径与填料尺寸的比值要有一规定。1.3.3 填料的材质选择工业上，填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。一般操作温度较高而物系无显著腐蚀性时，可选用金属材料；若温度较低可选用塑料填料；物系具有腐蚀性、操作温度又较高时，宜采用陶瓷填料。综上，选用 d=50mm 的金属鲍尔环，填料参数见表 1-2。表 1-2 金属鲍尔环填料参数金属外径d/(mm)高厚H/(mm)比表面积at/(m2/m3)空隙率/(

14、m3/m3)个数 n/(个/m3)堆积密度/(kg/m3)干填料因子 at/3/(m-1)填料因子 /(m-1)鲍尔环50501112.30.9496500395131130 内蒙古工业大学课程设计 3第 2 章 设计基础数据2.1 碳酸丙烯酯（PC）分子式：CH3CHOCO2CH2。物理性质见表 2-1。表 2-1 碳酸丙烯酯的物理性质常压沸点/蒸汽压133.32-1/Pa黏度/mPas相对分子量303820502040.10.242.761.62102.9密度与温度的关系见表 2-2。表 2-2 温度与密度的关系温度/015254055密度/（kg/m3）12241207119811841

15、169利用上面数据作图，得密度与温度的关联表达式为:（式中 t 为温度，；为密度，kg/m3）t9858. 01223图 2-1 密度与温度的关系2.2 变换气变换气流量：1000Nm3/h变换气组成及分压见表 2-3。表 2-3 变换气组成及分压进塔变换气CO2COH2N2CH4合计体积百分数/%202.557182.5100组分分压/Mpa0.3520.0441.00320.31680.0441.76组分分压/(kgf/cm3)3.5890.44910.2283.230.44917.945y = -0.9858x + 122311601170118011901200121012201230

16、0102030405060 内蒙古工业大学课程设计 4第 3 章 工艺计算3.1 气液平衡关系根据：表 3-1温度 t2526.737.84050亨利系数 E*101.3KPA81.1381.7 101.7103.5120.8绘图得 CO2在 PC 中的亨利定律与温度近似呈直线：E=（1.6204t+39.594）101.3kPa20时，E=7293.8026kPa出塔溶液中 CO2的浓度：1=0.81*=0.8(P/E)=0.8(352/7293.8026)=0.0386根据 CO2在 PC 中溶解的相平衡关系：logCO2 = logPCO2 + 644.25/T - 4.112 = lo

17、g3.589 + 644.25/293.15 4.112CO2 = 0.04175式中：CO2 摩尔比，kmolCO2/kmolPC；PCO2 CO2的分压，kgf/cm2；T 热力学温度，K。1 = 0.81* = 0.80.04385/(1+0.04385) = 0.0336与前者结果相比要小，为安全起见，本设计取后者作为计算依据。即 1 = 0.03363.2 吸收剂用量及操作线关系V=1000/22.4*80%=357.143亨利定律也可表示为: ye=m m=E/P=7293.8026/(1.76103)=4.144最小吸收剂用量：(L/V)min=(Y1-Y2)/(Xe1-X2)

18、e1= y1/m=0.2/4.144=0.04826 Xe1=e1/(1-e1)=0.04826/(1-0.04826)=0.0507Y1=y1/(1- y1)=0.2/(1-0.2)=0.25Y2=y2/(1- y2)=0.01/(1-0.01)=0.0101X1=1/(1- 1)=0.0336/(1-0.0336)=0.0348 内蒙古工业大学课程设计 5X2=2/(1- 2)=210-5/(1-210-5)= 210-5Lmin=V(Y1-Y2)/(Xe1-X2)Lmin=357.143(0.25-0.01)/(0.0507- 210-5)=1690.58 kmol/h取 L=1.3Lm

19、in=1.31690.58 =2197.754kmol/h操作线方程：y/(1-y)=(L/V) /(1- ) + y1/(1- y1) - (L/V) 1/(1- 1)y/(1-y)=(2197.754/357.143)/(1-)+0.25-(2197.754/357.143) 0.0348=6.154/(1-)+0.03583.3 设备尺寸计算3.3.1 塔径的计算 uVDs4Fuu8 . 05 . 0采用 BianHougen 关联法求取泛点气速 uF，并计算操作气速。入塔混合气体的平均分子量：M1=440.2280.02520.57280.18160.02516.08 kg/kmol入

20、塔混合气体的密度（未考虑压缩分子）：V1 PM1/(RT) = 1.7610616.08/831427340 10.88 kg/m入塔混合气体质量流量：Wv110000/22.416.087178.571kg/h入塔液的密度：L21203.284 kg/m 入塔液的质量流量：WL2 2282.2826102.9237686.65 kg/hCO2在 PC 中的吸收率：Y1-Y2/Y2 0.25-0.01/0.250.95CO2在 PC 中的溶解量：1000020/22.484.82kmol/h出塔气体的摩尔流量应为入塔气体的摩尔流量与溶于 PC 中 CO2的摩尔流量之差。CO2：10000/22

21、.40.2-77.1107=4.465 kmol/h 0.999%CO： 10000/22.40.025=11.1607 kmol/h 3.094%H2： 10000/22.40.57=254.464 kmol/h 70.538% 内蒙古工业大学课程设计 6N2： 10000/22.40.18=80.357kmol/h 22.275%CH4: 10000/22.40.025=11.1607 kmol/h 3.094%446.429kmol/h 100%入塔混合气体的平均分子量：M1=440.01280.03120.705280.222160.0319.43kg/kmol出塔混合气体的密度（未考

22、虑压缩分子）：361/177. 6)4015.273(831443. 91076. 11mkgRTPMV出塔混合气体质量流量：Wv2Wv1-77.1107447178.571-84.82443446.491 kg/h出塔液的密度：查得混合液密度可由下式计算：1/gii-1 带入得：L11193.6665kg/m 出塔液的质量流量：WL1 WL2+84.8244241418.73 kg/h则：WL =( WL1+ WL2)/2=(241418.73+237686.65)/2=239552.69kg/hWV=( WV1+ WV2)/2=(7178.571+3446.491)/2=5312.53kg

23、/hL=( L1+ L2)/2=(1193.67+1203.284)/2=1198.477 kg/m V=( V1+ V2)/2=(10.88+6.177)/2=8.52kg/m 吸收液的粘度，依下式计算得到：1 .1532935 .185822. 01 .1535 .185822. 0logTL=3.19mPasL3.3.1.1 金属鲍尔环填料的气速及相关校核：BianHougen 关联式中常数值：A=0.1，K=1.758/14/12 . 0328/14/12 . 032477.119388.1053.531269.23955275. 11 . 019. 3477.119388.10949

24、. 03 .11281. 9lglgFLVVLLLVtFuWWKAagu 内蒙古工业大学课程设计 7 得 uF=0.1996m/s取 u=0.6uF=0.60.1996=0.1198 smhmVVs/183. 0/9105.593100002731076. 13133 .1012731076. 1)27340(3 .1013333 muVDs395. 11435. 0165. 044圆整 D=1.4m1) 喷淋密度（U）核算Umin=(Lw)minUmin=0.08112.3=8.984m3/(m2h)/(984. 873.7944 . 1284.120369.2395524232222hmm

25、DWULLUUmin,满足要求。2) 校核 u/uF u=4Vs/(D2)=40.183/(1.42)=0.1189 m/su/uF=0.1189/0.1996=0.596,满足要求。3) 校核 D/dD/d=1.4/0.05=2815,满足要求。4) 单位高度填料层压降计算采用 Eckert 通用关联图方法。横坐标：30. 4)67.119388.10(53.531269.2395522/12/1LVVLWW纵坐标：2 . 022 . 0219. 3477.119852. 881. 9)477.1198/2 .998(1301189. 0LLGgu=1.9610-3 查 Eckert 通用关

26、联图：P/Z=299.81=284.49 Pa/m3.3.2 塔高的计算3.3.2.1 传质系数的计算1) 有效传质面积（润湿面积）a 内蒙古工业大学课程设计 82 . 0205, 0221 . 075. 0)()()()(45. 1exp1tLLLtLLtLCtaGgaGaGaaL液体的黏度，Pas；L液体的密度，kg/m3；DL溶质在液体中的扩散系数，m2/s；at单位体积填料的总表面积，m2/m3 ；a单位体积填料的传质总表面积，m2/m3 ；g 重力加速度，m/s；液体的表面张力，N/m；C 填料材质的临界表面张力，N/m。GL液体通过空塔截面的质量流速，kg/(m2s)查得 PC 吸

27、收 CO2液体表面张力按下式计算：=43.16-0.116t=43.16-0.11620=40.8410-3 N/m金属鲍尔环：at = 112.3 m2/m3 , = 40.84 10-3 N/m , C = 7510-3 N/m ,L=3.1910-3Pas , L=1198.477kg/m3,g=9.81m/s2,GL=(239552.69/3600) (1.4/4)-1=43.294g/(m2s)带入得，a=107.87m2/m32) 液相传质系数 kLCO2在液相中的扩散系数 DL可用下面的经验公式计算：DCO2-PC=8.39610-8T/L液相温度为 20，T=273+20=29

28、3K L=3.19mPasDCO2-PC=8.39610-8(293/3.19)=7.711710-6cm2/s=7.711710-10m2/s液相传质系数： 4 . 0312132)(0051. 0PtLLLLLLLLdagDGkL液体的黏度，Pas；L液体的密度，kg/m3；DL溶质在液体中的扩散系数，m2/s；at单位体积填料的总表面积，m2/m3；a单位体积填料的传质总表面积，m2/m3； 内蒙古工业大学课程设计 9g 重力加速度，m/s；液体的表面张力，N/m；C 填料材质的临界表面张力，N/m；GL液体通过空塔截面的质量流速，kg/(m2s)。 金属鲍尔环GL=43.249kg/(

29、m2s) ，a=107.87 m2/m3 , L=3.19mPas ，L=1198.477kg/m3 ，at = 112.3 m2/m3 ，dp=0.05m ,DL=7.711710-10m2/s4 . 031321103323)05. 03 .112(477.119881. 91019. 3107117. 7477.11981019. 31019. 387.107249.430051. 0Lk =1.128010-4 m/s3) 气相传质系数 kG 2317 . 0)(PtVtVVVVVGdaRTDDGCk式中：C系数，一般环形填料和鞍形填料为 5.23:；小于 15mm 的填料为2.00；

30、 R气体常数，8.314KJ/(kmolh)； T气体温度，K； DV溶质在气相中的扩散系数，m2/s；Gv气体通过空塔截面的质量流速，kg/m2s；V气体粘度，Pas；V气体密度，kg/m3。 DV 采用吉利兰公式计算： DCO2-空气 = 2/123/13/12/35)()(103559. 4BABAbBbAMMMMVVPT式中，T 为热力学温度，K；p 为总压力，kPa；VbA 、VbB为组分 A、B 在正常沸点下的分子体积，cm3/mol。在此设计中，A 为 CO2，B 为惰性组分。T=313K，MA=44 kg/kmol，VbA34.0 cm3/mol ,MB 0.025/0.8)2

31、8+(0.57/0.8)2+(0.18/0.8)28+(0.025/0.8)169.1 kg/kmol , 内蒙古工业大学课程设计 10VbB(0.025/0.8)30.7+(0.57/0.8) 14.3+(0.18/0.8) 31.2+(0.025/0.8) (43.7+14.8) 19.0931 cm3/mol。DV = 1.427810-6 m2/s2/123/13/132/35)1 . 9441 . 944()0931.1934(1076. 1313103559. 4 )/(9591. 04 . 13600453.53124/222smkgDWGVV查得 V1.3710-5Pas ,

32、V8.63kg/m3 金属鲍尔环：2631657 . 0505. 03 .112.15.313314. 8104278. 13 .112104278. 18.631037. 11037. 187.1079591. 023. 5Gk =10.0310-7 kmol/(m2skPa)4) 总吸收系数 KG LGGHkkK111 其中：溶解度系数 式中： 溶液的平均密度，kg/m3；EMsH Ms PC 的相对分子质量，kg/kmol； E 亨利系数，kPa。 由前可知，E=7293.8026kPa , =1193.6665 kg/m3 , Ms=102.09 kg/kmol 33)/(10603.

33、 109.1028026.72936665.119333kPamkmolH金属鲍尔环 437101280. 110603. 111003.101111LGGHkkKKG=1.531910-7 kmol/(m2skPa)KY1=pKG =1.761031.531910-7 =2.696110-4 kmol/(m2s)3.3.2.2 填料层高度的计算填料层的有效传质高度 OGOGNHZ 内蒙古工业大学课程设计 11Y1 = 0.25 ，Y2 =0.0101 ，Ye1=mX1=4.1440.0348=0.1442 ,Ye2=mX2=4.144210-5=8.288210-5 Y1 = Y1 - Ye

34、1 =0.25-0.1442=0.1058Y2 = Y2 - Ye2 =0.01-8.28810-5=0.0100041. 00100. 01058. 0ln0100. 01058. 0ln2121YYYYYm8512. 5041. 00101. 025. 021mOGYYYN金属鲍尔环： m21. 236004 . 14142.35787.10710696. 21124VaKHYOG=2.215.8512=12.93mOGOGNHZ Z1.31.5Z 取 Z1.312.9316.8m实际塔高为：H=Z+1.2=18m支座选用裙式支座，1.8m 内蒙古工业大学课程设计 12第 4 章 填料吸收

35、塔附属装置及辅助设备选型4.1 填料吸收塔附属装置的选型4.1.1 液体分布器液体喷淋装置的作用是为了能有效地分布液体，提高填料表面的有效利用率。当液体喷淋装置设计不合理时，填料润湿面积随之减小，液体沟流和壁流现象增加，填料的处理能力和分离效率将大受影响。液体喷淋装置的结构形式很多，此次设计根据塔的类型和塔径选择溢流槽式分布器。其特点是：结构简单，液体通过时的阻力小，其分布比较均匀。114.1.2 液体再分布器当塔顶喷淋液体沿填料层下流时，存在向塔壁流动的趋势，导致壁流增加。此外，塔体倾斜、保温不良等也将加剧壁流现象。为提高塔的传质效果，当填料层高度与塔径之比超过某一数值时，填料层需分段。在各

36、段填料层之间安设液体再分布器，以收集自上一层填料来的液体，为下一层填料提供均匀的液体分布。根据填料取 Zs=6 m ，选取将截锥体固定在塔壁上，其上下均可装满填料的截锥式再分布器。4.1.3 填料支承板填料支撑结构是用于支承塔内填料及其所持有的气体和液体的重量之装置，其基本要求是：有足够的强度以支承填料的重量；提供足够的自由截面以使气、液两相流体顺利通过，防止在此产生液泛；有利于液体的再分布；耐腐蚀，易制造，易装卸等。常用的填料支承板主要有栅板式和气体喷射式等结构，此次设计我们选用梁型气体喷射式支承板。它的结构特点是：为气体和液体提供了不同的通道，气体易于进入填料层，液体也可自由排出，避免了因

37、液体积聚而发生液泛的可能性，并有利于液体的均匀再分配。另外，梁型支承板用于大塔可分块制作或塔内组装。它可以提供超过 90%的自由截面，保证气体通量大，阻力小。 。本设计采用平板型支承板。4.2 辅助设备选型4.2.1 管径的计算管路内径可用圆形管路流量公式计算： 内蒙古工业大学课程设计 13uVds4 气体输送管径：气体为高压气体，取 u=20m/s ，由前得：Vs=0.183m/s md1079. 020183. 04 可选用无缝钢管输送。查表，可选用 121mm6mm 的钢管。 流速校核：d=12112109mm u=4Vs/(D2)=40.183/(0.1092)=19.62m/s ，仍

38、在（1525）范围内，符合要求。 液体输送管径：液体为低粘度流体，取 u=2.2m/s md188. 03600477.11980 . 2692395524 液体几乎无腐蚀性，可选用无缝钢管输送。查表，可选用 2036mm 的钢管。流速校核：d=203-62191mm ，仍在（1.53.0）范围内，符smu/9387. 13600191. 0477.119869.23955242合要求。4.2.2 泵的选型由工艺流程图可知，在 PC 储罐与塔入口间有 4 个标准弯头（当量长度为46=24m） ，一个回弯头（当量长度为 115=15m） ，一个截止阀（当量长度为160=60m）,一个全开闸阀（当

39、量长度为 11.3=1.3m） 。直管段长度为 20.7m。以储罐液面为上游截面，以塔入口处为下游截面，在俩界面间列伯努利方程： fbebhpugZWpugZ2221211222 u1= u2 ，P1 =101.325kPa，P2 =1760kPa ，Z2- Z1=18m 2)(2befudllh 流型属于湍流流动。53103941. 11019. 3284.1203935. 1191. 0duRe新的无缝钢管 e0.1mm，e/d=0.1/191=5.235610-4 。查管流摩擦系数 与雷诺数 Re 及相对粗糙度 e/d 的关系图得：=0.0196kgJudllhbef/1534.2629

40、387. 1) 5 . 1191. 03 . 16015247 .200196. 0 (2)(22 内蒙古工业大学课程设计 14kgJhPPZZgWfe/1121.2041537.26284.1203325.10117601881. 9)(1212 mgWHee806.2081. 91121.204根据 Qe=239552.69/1198.477=199.8809m3/h 及 He=20.806m，从 IS 型单级单吸离心泵系列中选取 IS150-125-315 型离心泵。在 n=1450r/min 下的有关性能参数为Q=200m3/h H=32m N=22.1kW =79% Hs =2.5m

41、 由于 PC 溶液的密度大于水的密度，需核算泵所需的轴功率 符合kWHQN4073.15360079. 0102477.11988809.1996576.181024.2.3 风机的选型风机风压：2)(2212bTuPPH其中 =10.88kg/m3 ,u=19.62m/sPaZZPPPP432.47798 .1649.284)()(12PaHT529.687388.10262.19432.47792PaHHTT110.75888.102 . 1529.68732 . 1根据风量 Q=10000m3/h 和风压 HT=666.6Pa 选择风机：可查得选择 4-72 型离心通风机，其性能参数如表 4-1 所示。表 4-1 风机性能参数机号传送式转速/(r/min)序号流量/(m3/h)全压/(Pa)内效率%内功率/kW所需功率/kW6DA14504102001016.84913.644 内蒙古工业大学课程设计 15第 5 章 设计数据汇总5-1 数据汇总表项目数据入塔混合气体的质量流量 WV1/( k