设备选型与典型设备设计

第一章设备设计综 过程设备设计与选型的主要内 第二章旋风除尘 特 第三章换热器设 换热器设计（以E0301换热器为例 第四章塔设备选型说明 第五章气液分离器的设 概 校 第六章泵设 泵选 第七章压缩机选 第八章反应 换 第九章储 储罐选型原 第十章结晶 概 产品或手册中查到其规格及型号，可直接从设备生产厂家；另一类是非设备的工艺要求确定符合要求的设备材质这项工作应与设备设计专业共同对于塔设备，需要确定物料的流量、组成、温度、压力塔径与塔对已有标准图纸的设备，确定标准图的图号和型号。随着工设备标准化的推进有些本来用于非标设备的化工装置已逐步系列化定型化。这些设备包括换热器系列、容器系列、搪玻璃设备系列以及圆泡罩、F1型浮阀和浮阀塔塔盘系列等，它们已经有了。对非标设备，向化工设备专业设计提出设计条件和设备草图，明确（如防爆口、人孔、手孔、卸料口、液面计接口等段的工艺设备一览表作为设计说明书的组成部分提供给有关部门进行设计219262125232底部转而向上沿旋转内涡旋气流运动包括切向轴向和径向切向速度、8592%～95%。XLT旋风除尘器捕集<5μm颗粒的效率不高，一般可以作为高浓度除尘系10μm以上颗粒的去除，旋风除尘器风速要保持18～23m/s，低于18m/s时，其除尘效率23m/s时，除尘效率提高不明显，但压力损失增加，耗电量增高很力消耗减少且便于制造。粉尘不吸收水分、为30～50℃时，除尘器得到温度最少应高出30℃左右；假如粉尘吸水性较（泥石膏和含碱粉尘等为20～50℃时除器的温度应高出温度40～50℃.（1）风由临界计算式知，风速增大，dc降低，因而除尘效率提高。但是风速Aspenplus2-12-2Aspenplus源文件。2-Aspen模拟数物进出摩尔流量温 温 压 压力2-2Aspen模拟数组 分子 Mass Mass 00SO3-

5根据取VjAjHBQ和进Vj可得AjH*B

=3600*50～75mm。D为其规格的标准，因此，一般取整数。根据D则：筒体直 则：宽 高 H=筒体长 排气管直径排尘口直径筒体高度L1=1.5D=2.25m锥体高度L2=2.5D=3.75m出口长度L即从排气管下端至旋风除尘器自然旋转顶端的距离，即

L2.3deH*B

2.3*0.75*0.75*0.3 h=（1.5～2）D则取h粒集中到灰斗中去。圆锥体高度和半椎体角αD2有关。半椎30°，或者下雨90°减去粉尘的内摩擦角，设计时常取α=13°～15°所以取α=13°在旋风除尘器气流中，旋流的轴线是偏的，偏心度大约de／4，因D2de／4。D2≥de/4=0.1825D2=0.375mH-h=2D=2.5×1.5=3.75m则除尘效率越低，压力损失小。D∕de=2.5～3时，除尘效率达到最高点如果再D∕de，除尘器效率增加缓慢，而压力损失急剧增加。de=0.5D=0.75m排气管深度的确排气管深度he也直接影响除尘器性能。he太深，减少气体的旋转圈数流短路而降低效率，一般去深度he=0.8Hhe，排气管的深度也会影响除尘器性能深度宜超过进口管下边缘，但He=1.0m，d2=K*H*d2e由于该旋风除尘器设计为无叶片标准的切向进口，《现代机械设备设计手23.1-50，取=7.5。则，=7.5*0.75*0.3V2Vp

由《除尘器》图1—6xη1001e0117x1.20xx 1001e0117*61.2068 1001e0117*72568η8η

1001e0117*10751.201001e0117*141.201.20得，6μm

1001e0117*231.20η=fj1=56～8.5μm88．5～12μm012~16μm216~23μm323μm

η=fj器（单筒其型号为CLT/A-6×5.5，对应处理风量为13440～20160m3/h，设86—195mmH2O85—90%，符合要求。3-1热器设计依内容日期及标准《化工设备设计全书—换热器《化工设备设计全书—换热器 5《热交换器 GB/T151-《压力容器《压力容器 GB150-《化工配管用无缝及焊接尺寸选用系列 HG/T20553-《钢制管法兰、垫片和紧固件《钢制管法兰、垫片和紧固件 HG/T20592~20635-《容器支座 JB/T4712-《补强圈《补强圈 JB/T4736-压力降得范围；对、维修的要求；材料价格；使用等。3-2各类换热器特名 特

耗用金

120

调料函 U

。

流量、腐蚀性、允许压降、操作温度与压力、结垢情况和检修等要素决定选0.6MPa的场合下，用正三角形排列。必须进行机械的场合，则采用正方形越大，为了满足允许的压力降一般选用Ф19mm的管子。对于易结垢的物料，为方便，采用外径为25mm的管子。对于有气液两相流的工艺物流，一般选用制造带来壳径较大的换热器采用较长的管子可降低单位传热面积的金属4～6m8～9m1.25～1.5倍。都较，若把两个换热器的壳程串联起来使用，就相当于双壳程了，但壳程压6~8倍。只有壳程流量很小，采用最小板间距壳程流速仍很6020℃。在冷却或者冷凝工艺物流时，冷却剂的温度应高于工艺物流中易5℃。间料的，一般低5℃3-3允许的压力降范工艺物流的压力 允许压力降9.8 9.8109.8104~16.7 3.9103~3.31016.716.710 9.810较脏和易结垢的物流应走管程，以便和控制结垢。若必须走壳程，则应采用正方形管子排列，并可用可拆式（浮头式、填料函式、U形管式）换andRatingV7.2进行换热设备的设计，以此作为参考从工艺手册上选取换热器。E0105Aspen。3-4操作条壳参管该换热器的壳程工作温度为140-89℃，管程工作温度为15-99℃，温10℃，符合工业实际。设计温度以工作温度为依据。这里取壳程的设计160120℃。0.2MPa,0.2MPaEDR中换热器的压降设置为自动默认值，也可自己设置压降，出口绝压小20%。EDR自动默认值。0.000009m2K/W。3-1E0301换热器设备结构3-2E0301换热器换热管排布根据EDR的设计方案，选择其中较为合理的一组。结合GB/T28712.2-20122器》规定，选择换热管内径为19mm，壁厚2mm，管心距25mm，排列方式为正三角形，壳程工程直径（内径）为600mm，壁厚10mm，换热管长度4500mm，450mm430根。结合实际情况，壳体选择Q345R钢板制造，换热管用193-5换热器管板数据Db450mm46mm。靠近折流板缺口处应布置适当数量的拉杆。取拉杆直径为12mm，数量为8根，SW6-20113-6输入数据项管程/壳设计压力管程/壳程计温度设备直计算长备据SW6-2011中航航空动力控制系设计计算条壳程管程016Q简图壳程圆筒校核前端管箱圆筒校核计管板校核计前端管箱筒体中航一航空动力控制系GB150.3- =2[]tPc=e=n-C1-C2=n=试[PT= T0.90spT.(DieT =T合2e[]t[Pw]=(Die)t 2 t筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度合前端管头计中航一航空动力控制系统究GB150.3- 试PT= =T0.90s=试验压力下T T合1 D22 i6 2hK i= =2[]t0.5Pc=heh=nh-C1-C2=min=nh=满足最小厚度要压力计2[]t[Pw]=KDi05e=合后端管箱筒体中航一航空动力控制系GB150.3- =2[]tPc=e=n-C1-C2=n=试[PT = T0.90s=MpT.(DieT 2e =MT合2e[]t[Pw]=(Die)=M设计温度下计算应力t 2 =MMt筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度合后端管头计中航一航空动力控制系统究GB150.3- 设计温度许试验温度许钢板负偏差焊接接头系数型压力试验类试PT==压力试验允T0.90s=试验压力下T T合1 D22 i6 2hK i= =2[]t0.5Pc=heh=nh-C1-C2=min=nh=满足最小厚度要压力计最大允许工2[]t [Pw]=KDi05e=合壳程圆筒计中航一航空动力控制系统究GB150.3- =2[]tPc=e=n-C1-C2=n=试[PT = T0.90s=pT.(DieT 2e =合2e[]t(Die)=t =t筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度6.00mm,合延长部分兼作法兰固定式板中航一航空动力控制系设计计算条简图C量系数1.145e-A=0.252”ttt1.116e-2一根管子金属横截面积at(dtKtEt管子回转半径i0.25d2d2t3Cr=2Et/ 比值lcrC 2管子稳定许用压应力( [] t i (Ccr)[ s1 2 2C r设计温度设计温度下许用应力tr0管子加强系数K21.318 Ena/E K 胀接4管箱法兰厚度f法兰外径兰力矩M法兰宽度bfDfDi比值h/比值/ 系数C(按h/Di,f”/Di,查<<GB151-1999>>图系数”(按h/Di,f”/Di,查<<GB151-1999>>图 2E 2"3旋转刚度K" [ ff fEh"] 12DibfDi 壳体法兰厚度f法兰外径法兰宽度bfDfDi比值s/比值/ 系数 3 2E' 2'K' ff fE'旋转刚 12DibfDi 法兰外径与内径之比KDfYK查<<GB150－20117-旋转刚度无量纲参数 KKf4t膨胀节总体轴向刚度2(l0~KKf查<<GB151-1999系数~KK~KtKf查<<GB151－98>>图29)换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比QEtEs Etna(EsAsKex EsAsKexK,Q或Qex查<<GB151-1999系数（带膨胀节时Qex代替Q）M 2K(QG2K,QQex30) 法兰力矩折减系数Kf(KfG3~ fKf 法兰力矩变化系数MfM K AlA0.25nd A0.866nS2 (正方形布管 AnS2 管板布管区当量直径Dt4At系数Al/系数na/系数s0.40.61Q系数(带膨胀节时Qext0.4(1)(0.6Q)/管板布管区当量直径与壳体内径之比tDt/管板周边不布管区无量纲宽度kK(1-仅有壳程压力Ps作用下Pt=t(tt-t0)-s(ts-t0-当量压力组合Pca有效压力组合PasPs-a 4MmD3 -1.116e- 管板边缘力矩系数MMmM~管板边缘剪力系数管板总弯矩系数mm11系数G1e仅用于m0时G1e3m系数 当m0时,按K和m查图当m0时,按Km系数 m>0,G1=max(G1e,G1i)m<0,G1=带膨胀节QQ 1(1= 4Q2 3m(1'=4K(QGr2=11~p4Q MwsMmMf-- D管板径应力 P i ar3raP~'D2'ari k (2 r-23rar管板布管区周边剪切应力Pa~ p2-8ra'Y P(Di) M f-1.5r3r1PG2QP Q a -ttcr3ttA(1) A(QG)a tc-ctq4仅有管程压力Pt作用下的组合工况(Ps=不计温差应计温差=t(tt-t0)-s(ts-t0- PcPt(1--有效压力组合PatPt-- 4MMpD3 -- MM--~管板边缘剪力系数--m1管板总弯矩系数m 1-系数G1e仅用于m0G1e3m系数G1i当m0时,按K和m当m0时,按Km系数 mG1=max(G1e,G1i);m<0,G1=数带膨胀节QQ 1(1r=4Q2 3m(1'=4K(QGr2-=11~p4Q MwsMp--值 DP i ar3ra'Pa~'Di2 rmm3r11a k (2 r管板布管区周边剪切应力Pa~ p-7-4ra Di2壳体法兰应力f4YMwsPa('fr3ra1PG2QP Q a tt3ttaA[P(1)P (QG)a tcc-at换热管与管板连接拉脱应力q4a管板名义厚度管板校核通换热管内压计中航一航空动力控制系 =2[]tPc=e=n-C1-C2=n=2e[]t[Pw]=(Die)=t 2 =t换热管内压计算合换热管外压计中航一航空动力控制系-材=e=n-C1-C2=n=L=Do=Di+2n=AA=BB=[P]=Do/=管箱法兰计中航一航空动力控制系条件 N许用应 fbdd个mmDD内h金Nm垫bb= DGD外+Db0>b=2.53b0> DGD螺栓受力计Wa=πbDGy=NWp=Fp+F=NAm=max(Ap,Aa)=ndA 41=b力矩计操作MpFDLD=LA+0.785D2iNδ1=MD=FDLD=LG=0.5(DbFG=NDGMG=FGLG==LT=0.5(LA+FT=F-MT==-N+LG LT=-MpFD(LDLG)+FT(LT-LG);内压:MpMD+MG+MTMp预WMa=WLGNLG=计算力矩Mo=Mp与Ma[]f/[]f中大 Mo=t螺栓间距校 L = Lmax形常数确Di0h/ho=K=Do/DI10K9-5ZY9-39-eFIh09-59-eFLh09-7得f=d1Uho =d1Uho= of ψ=δf=/T=4fe1 =计算许用结论 D i校核合Wp D i 校核合输入法兰厚度δf120.0mm质计算许用结论HfMo2Di1.5[]t=236.1fnn校核合(1.33fe1)M0 2f[]t=f校核合M0YZ 2 []t=f校核合=T[]t=f校核合J52.14VIMoE2K 1校核合校核合4-1塔选型参考标名 标准《固定式压力容器《固定式压力容器 GB150-《压力容器封头 GB/T25198-《石油化工塔器设计规范《石油化工塔器设计规范 SHT3098-《钢制化工容器结构设计规定 HG/T20583-《工艺系统工程设计技术规范《工艺系统工程设计技术规范 HG/T20570-《塔顶吊柱 HG/T21639-《不锈钢人、手孔《不锈钢人、手孔 HG21594-《钢制人孔和手孔的类型与技术条件 HG/T21514-《钢制塔式容器《钢制塔式容器 JB/T4710-《钢制管法兰、垫片、紧固件 HG/T20592~20635-4-2精馏塔的主要类型及特类 板式 填料 类 板式 填料空塔速度（亦即生产能力）空塔速度（亦即生产能力）高，效大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔设备性能制造直径在600mm以下的塔安装，

新型填料复杂，造价高，检修 修 在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置换4-塔板性能的比塔板类 优缺适用范筛 塔板效率4-4塔板性能的量化塔板类生产操作塔板效压结成5111.2-91.1-0.7-1.2-30.4-1.3-30.5-4-九种常用填料性能对填料名评估评排123456789容易在塔内产生，填料可以使破裂，而在板式塔上会产生液泛。0.8m0.8m时可选T0201选择使用规整填料塔。AspenPlusSizingandRatingTrayingRating进行吸收塔设计4-1T0201TrayingRating4-2T0201TrayingRatingProfileCUP-TOWER对塔进行校核：选择规整填料塔，并输入塔径及气液相的分布数据。自动计算塔的其他参数。4-3整填料工艺参数详4-4细计算结果汇基本信1项目名2客户名7塔板名3项目8计算4装置名9校核5塔的名日11/3/20212:596塔段说工艺设计条顶底1质量流2密3体积流4粘5质量流6密7体积流8粘9表面张工艺计算结1液泛分%2气体动能因3液体喷淋密4单位填料层压5空塔气6泛点气7气体负荷因8流动参/9填料层总压塔的结构参1填料类/6塔m2材/7填料m3比表面8持液%4空隙%9每米理论级/5倾斜°F范操作负荷性能1操作点横坐/2操作点纵坐3备填料段高度，HD：塔顶空间高度的作用是安装塔板和开人孔的需要，也使气体中的液体沉降减少塔顶出口气中的液滴夹带空间高度一般1.0~1.5m，HD=1.5m。开设人孔的高度错误!未找到源，这里取错误!未找到源人孔数:8122个人孔（包HB3~5min或更长时间（易结焦物料可缩短停留时支座一般均选用圆筒形或的裙座（1）.取塔顶蒸汽流速，气相体积流量为V=25.90m3/s，取流速 （3）.实际流 （1）.取塔底液体流速uv=2.5m/s，液相体积流量为V=0.008m3/s，则 （3）.（4）.实际流 ，得V=0.004m3/s，求得4-塔设计的相关参设计压设计温计算长度（筒体封头壁厚（上/下量SW6-2011V2.0。V2.0NB/T47041-2014《塔式NB/T47042-2014CSCBPV-TD001-2013《内压与支管外载作用下圆柱壳开孔应力分析方法》三个标准升级换版。其核算与校核符合最新国家及行业标准。校核内容包括：容器壳体强度校核、风载及载荷核算、计算单位中航一航空动力控制系计算条件塔型板容器分段数（不包括裙座1压力试验类型上封头下封头2椭圆椭圆12345678915023456789内件及偏心载荷介质密度塔釜液面离焊接接头的高度塔板分段数12345塔板型式筛塔板层数每层塔板上积液厚度m最高一层塔板高度m最低一层塔板高度填料分段数12345填料顶部高度填料底部高度填料密度集中载荷数12345集中载荷g集中载荷高度集中载荷中心至容器塔器附件及基础塔器附件质量计算系数基本风压基础高度塔器保温层厚度保温层密度裙座防火层厚度防火层密度管线保温层厚度最大管线外径笼式扶梯与最大管线的相对位置场地土类型I场地土粗糙度类别A设防烈度低于7设计分第一3.28545e-阻尼比塔器上平台总个数5平台宽度塔器上最高平台高度塔器上最低平台高度裙座结构形式圆筒裙座底部截面内径裙座与壳体连接形式对裙座高度裙座材料名称裙座设计温度℃裙座腐蚀裕量2裙座名义厚度裙座材料许用应力料度裙座上同一高度处较大孔个数5裙座较大孔中心高度裙座上较大孔引出管裙座上较大孔引出管厚度地脚螺栓及地脚螺栓座地脚螺栓材料名称地脚螺栓材料许用应力地脚螺栓个数地脚螺栓公称直径全部筋板块数相邻筋板最大外侧间距筋板内侧间距筋板厚度筋板宽度盖板类型整盖板上地脚螺栓孔直径盖板厚度盖板宽度0垫板有垫板上地脚螺栓孔直径垫板厚度垫板宽度基础环板外径基础环板内径基础环板名义厚度计算结果容器壳体强度计算元件名称压力设计名义厚度(直立容器校核取用厚度(许用内压(许用外压(下封头第1第1段第2第2段第3第3段第4第4段第5段圆筒第5段变径段第6段圆筒第6段变径段第7段圆筒第7段变径段第8段圆筒第8段变径段第9段圆筒第9段变径段第10段圆筒上封头名义厚度(取用厚度(风载及载操作质 m0m01m02m03m04m05ma最小质量m0m010.2m02m03m04ma压力试验时质量MIIPl/2 (l /2) (l /2)风弯 nMII(2/T)2Ym(hh)(h knMII(2/T)2Ym(hh)(h T k kMI cwMI cw max(MII,(MII)2(MII)2 nMIIF(hh 弯 k 注:计及高振型时,此项按B.24计00000Meme max(MIIM,MII0.25MIIM最大弯 max(MIIM,MII0.25MIIM nFmhF00/mh(i1,2,..,n ii k垂直 k00000应力计算11PcDi/(mIIgFII)/D i4MII/ i(mIIgFII)/D i31PTDi/mIIg/D i4(0.3MIIM)/ iBA112323许用值A223(内123(外许用值A312许用值A42许用值(pT9.81Hw)(Diei)/许用值校核结果合合合合合注1ij中i和j的意义如下i=1操作工 j=1设计压力或试验压力下引起的轴向应力（拉）i=2检修工jj=2重力及垂直力引起的轴向应力（试验工况j=3弯矩引起的轴向应力（[]t设计温度下材料许用应力B设计温度下轴向稳定的应力许用值注A1:轴向最大组合拉应力A2:轴向最大组合压应力试验时轴向最大组合拉应力试验时轴向最大组合压应力:注3 计算结果地脚螺栓及地脚螺栓座(D4D4Zb 基础环板抗弯断面模 (D2D2Ab 基础环板面 基础环板计算力矩 l2基础环板需要厚度基础环板厚度厚度校核结果合混凝土地基上最大压应力 M00/Z(mgF00)/ 中大b 0.3M00M)/Z g/ 地脚螺栓受风载时最大拉应力 M00M min 地脚螺栓受载荷时最大拉应M000.25M00MmgF 0 d 4BAb 地脚螺栓需要的螺纹小 0地脚螺栓实际的螺纹小径地脚螺栓校核结果地脚螺栓承受的最大拉应力 nl筋板压应 1G筋板许用应力筋板校核结果合 3Fl 1 4(l'd)2(l'd)盖板最大应 盖板许用应力盖板校核结果合裙座与壳体的焊接接头校核焊接接头截面上的塔器操作质量焊接接头截面上的最大弯矩对接接头校核对接接头横截面D2/对接接头抗弯断面模 it对接焊接接头在操作工况下最大拉应力4MJ mJJgFJ max Dit it-对接焊接接头拉应力对接接头拉应力校核结果合搭接接头校核搭接接头横截面AwZ0.55D2搭接接头抗剪断面模数 ot搭接焊接接头在操作工况下最大剪应力MJ mJJgFJ max Zw 搭接焊接接头在操作工况下的剪应力搭接焊接接头在试验工况下最大剪应力0.3MJJ mJJ e Zw 搭接焊接接头在试验工况下的剪应力搭接接头拉应力校核结果主要尺寸设计及总体参数计算结果裙座设计名义厚度容器总容积直立容器总高壳体和裙座质量附件质量内件质量保温层质量平台及扶梯质量操作时物料质量试验时液体质量吊装时空塔质量直立容器的操作质量m0m01m02m03m04m05ma直立容器的最小质量mminm010.2m02m03m04ma直立容器的最大质量mmaxm01m02m03m04mamw空塔重心至基础环板底截面距离直立容器自振周期s第二振型自振周期s第三振型自振周期s风载对直立容器总的横推力N载荷对直立容器总的横推力N0操作工况下容器顶部最大挠度容器许用外压上封头校核计中航一航空动力控制系GB150.3- 试PT = 力T0.90s=T 2e =T合1 D2 i6 2hK i= =2[]t0.5Pc=heh=nh-C1-C2=min=nh=满足最小厚度要压力计2[]t[Pw]=KDi05e=合下封头校核计中航一航空动力控制系GB150.3- 试PT = 力T0.90s=T 2e =T合1 D2 i6 2hK i= =2[]t0.5Pc=heh=nh-C1-C2=min=nh=满足最小厚度要压力计2[]t[Pw]=KDi05e=合内压圆筒校中航一航空动力控制系GB150.3- =2[]tPc=e=n-C1-C2=n=试PT = T0.90s=pT.(DieT 2e =T合2e[]t[Pw]=(Die)=t 2 =t合-液分离器设计》HG/T20570.8-95200μm的气液分离。6~9min，应采用卧式气液100mm来加以限制的，应采用立式重力分离器。uG

LG( (G式中uG为与丝网横截面积相关的气体流速，m/s；ρL、ρG为分别为液体和气体的密度，kg/m3；KG为常数，通常KG0.107

D0.0188(VG)0uGGuGG式中u为丝网截面积上的气体流速，m/sGGDm；GH

V47.1Dt5-1立式丝网分离HG=1.3DH=HL+HG①管u2

uGL—接管内两相流速m/sG—气相密度kgm3G

pD3.02103p

)05G0GGDp—接管直径mLVm3hLGVm3hG5-2管直径确定液体、气体的出口接管的直径，不得小于连接管道的直体出口接管可1m/s的流速来设计。气体出口流速取决于气体密度，密度小时，最大出口流速uG,max20m/s密度大时选用较小的气体出口流速任何情况下V0501根据Aspen模拟结果可知气相密度ρG为0.80kg/m3，液相密度ρL1577.7kg/m3VG127519m3/hVL2.86m3/h3.2m气液混合物直径：HG20553-199320（GB8163）1200×10mmHG20553-199320（GB8163）1300×10mmHG20553-199320（GB8163）100×3.0mmSW6V0301立式搅拌容器位中航一航空动力控制系统内内压: 外压:3焊接接头系数椭圆椭圆33校核合校核合校核合 量 内筒体内压计中航一航空动力控制系GB150.3- =2[]tPc=e=n-C1-C2=n=试PT = T0.90s=pT.(DieT 2e =T合2e[]t[Pw]=(Die)=t 2 =t合内筒体外压计中航航空动力控制系GB150.3--(板材试PT=1.25Pc=T0.90s=pT.(DieT 2e=T合=e=n-C1-C2=n=L=Do=Di+2n=AA=BB=[P]=Do/e=合内筒上封头内压计中航一航空动力控制系GB150.3- 试PT = 力T0.90s=T 2e =T合1 D2 i6 2hK i= =2[]t0.5Pc=heh=nh-C1-C2=min=nh=满足最小厚度要压力计2[]t[Pw]=KDi05e=合内筒下封头内压计中航一航空动力控制系GB150.3- 试PT = 力T0.90s=T 2e =T合1 D2 i6 2hK i= =2[]t0.5Pc=heh=nh-C1-C2=min=nh=满足最小厚度要压力计2[]t[Pw]=KDi05e=合内筒下封头外压计中航一航空动力控制系GB150.3-- (板材试PT=1.25Pc=T0.90s=T 2e =T合厚度计h=eh=nh-C1-C2=nh=Do=Di+2nh=系数K1=A =BB=压力算 (K1Do/e=合泵属于通用机械，在国民经济中用来输送液体的泵种类繁多，用途很等。另外，泵在火箭供给等高科技领域也得到应用。为了满足各种工作的不同需要，就要求有不同形式的泵。应当着重，化工生产用泵不仅数量大、种输送腐蚀性介质的泵，要求对流部件采用耐腐蚀性材料，如AFB不锈钢耐腐蚀泵，CQF工程塑料磁力驱动泵。对输送含固体颗粒介质的泵，要求对流部腐蚀状况及区域的划分等级等条件。Q1.1-1.15倍。1.05-1.1倍。进口压力Ps和出口压力Pd指压力指泵进出接管法兰出的压力，压力的大小影响到壳体的耐压和轴封要求。温度T在经济上要综合考虑到设备费运转费维修费 的总成本最低入泵（加药泵、排污泵，油泵、润滑油泵和封液泵等，其特点和选用要求6-1：6-1工业用泵特点与选用要求一泵名 特 选用泵要流量稳 （1）一般选用离心一般扬程较 （2）扬程很高时，进料泵（3）（4）泵温度一般为常温，但某些（3）泵的备用率为中间给料泵的温度也可大（5）泵温度不高，一般为30～泵的备用率为50%～100%泵温度较高，一般大小（3）泵温度100泵料（3）泵的备用率为50%～100%油（1）泵泵温度一般不（2）机械密封封力一般比密封压力高6-2泵型号与参泵型转扬效率功余1332257332345332653427573328534290.2MPa0.02MPa时称为本次选型参考《压缩机与驱选型手册》—石油工业7-1压缩机类型及特点比类 特18000m3/h

适用于中小气量，或含尘、湿、脏的气体；大多采用电拖动；气

由工艺要求选择，确定压力，计算总压力比，得到压缩机的级为VS=140159.7m3/h，温度TS=443K，出口温度为Td=506K，根据Aspen模拟可Vd=118598.0m3/h。V=155747.8m3ACL80-167-2ACL80-16离心式空气压缩机性能参数额定排气型

额定排气压

电机功

外形尺 R0101反应器为例，该反应是气体在固定床反应器又称填充床反应器,催化剂颗粒装填在反应器中,呈状态,是化工生产中最重要的气固反应器之一,广泛应用于氨、甲醇、甲苯合固定床反应器的优点有固定床反应器的催化剂床层内反应流股的流动接近于平推流,与其他反应器相比几乎不存在返混,故可以有效地避免过度反应和反应不足,保证了反应产品收率,提高反应速率,完成同样的生产能力时所需的催化剂用量和反应器容积都较小。固定床反应器中催化剂排列致密,形成固定床层,移动,固定床反应器的缺点如下①传热差,固定床反应器中,催化剂颗粒紧密堆砌,以固定床层的形式装填在反应器中,传热形式以热传导为主,导致反应器床层传热效果较差,对于强放热反应,移走反应产生的大量反应热,就会很难控制反应的热点,从而导致飞温,产生严重。②催化剂更换时候必须停产,将反应器卸下,更换麻烦,并影响生产,用于化学反应过程20世纪40年代,催化裂化(FCC)实现工业化后,流化床反应器在工业上的应用得到了迅速发展,目前已广泛应用在催化裂化、费托等工业流程中,成为炼油、能源、、生物工程和环境保护等众多工业过程系统中流化床反应器的优点有流化床反应器中,流化的催化剂颗粒在床层内做着循环运动，保证了入再生催化剂，可使催化剂在反应器与再生器之间实现循环,在生产的同时执行反应和再生操作。此外，这种流动特性也可以通过固体颗粒携走大量的反应热。流化床反应器的缺陷如下②对催化剂颗粒要求严格为了达到催化剂颗粒的悬浮状态,对制作流化床反应器的催化剂颗粒的粒度和粒度分布都有一定的耍求。一般来说,粒径小于3X10-4m3X10-3m颗粒都由于无法流化而无法采用。流化床反应器中,催化剂颗粒之间互相接触碰撞,会对催化剂造成机械损失,反应器中固体和流体的停留时间改变范围比较大催化剂颗粒的剧烈运动造成固体颗粒与流体的严混导致反应物浓度下降，制比较难。综合以上的因素，本项目的反应属于较强放热反应,而且催化剂失,流程的反应器采用技术最成列管式固定床反应器。2SO32-2NO2+3H2O+O3→2NO3-年操作时间8000h反应温度：80℃脱硫率：98110件8-1Aspen模拟数反应器反应器反应器 Vapor10Mole Mass VolumeFlow Enthalpy---1.827e-6.275e-9.897e-3.188e-9.0235e-1.873e-6.6229e-3.243e-6.6229e-2.531e-5.48e-1.0603e-2.9622e-04.132e-06.107e-89939.4m3/h，反应的空时1/1400h,则每个反应器催化0V01V1

44.9697mu床层直径：D

4436004mm，床层孔隙率ε床层高度：L V

L

4

V——催化剂床层体积

V 床

44.9697床层装有3~6mm中空类球形γ-Al2O3催化剂，堆密度ρb500材料导热系数λs0.09kJ/(m·s·K)260~360℃。4mm0.35m2/g，则反应器所需催化剂的总质量为:m总

5001R2L24740Kgs给定管子φ56×3mm，故管外径dt56mm，管内径d050mm；设计管长为7.902mL18.2mn V

n

0.7850.0562

dt430453045t

8-1心距t计nnnc

1.1

61Dt(nc1)ee

1.25

D

(611)2

h0.25

0.25

所以取

取折流板间的距离

0.3

0.3

NB

15床层被冷却时，

f3.5(dpG)07exp(4.6dpddtdd kJm-1h-kgm-2h-——流体粘度，Pa·sdpdt混aspenplus混

1060kgm3

Redu1545f55.21103f

mhat

K1t

12

1壁钢

查得管的导热系数为K80

-

Aspen可知

AA需

10

实际传热面积为A

nd

1434.195AAu

3.53m/

3600空BpP空Bp

luf

1Bd其中l—层床高度f

150

Re

dpu空 dpB—层床空隙率。

1Ref

1

P

73.3521.1937(1

式中，S0—壳体厚度φ0.65C218mmQ345RGB713《锅炉和压力容器用钢板》规定，腐蚀裕量C2=2mm，焊接方式选面焊接，100%无损探伤，所以焊接系数1。Q345R的许用压力[σ]t=91MPa( pc

2911

根据δ=9.4C1=0.8mmS0=δ+C1+C2=9mm+0.8mm+2mm=12.2mm15mmQ345R低合金钢制作。所以反应器外径

2

400℃，则反应器的试验压力为：p1.1p[

1.10.5MPa91MPaT

pT(De)

(7-eT

2

查资料得s可见σT<0.9φσs8-8-热力学数物质名8-热力学数物质名ΔHΔSf298[KJ/mol/K-二氧化--二氧化一氧化氧00臭氨--水--8-3各组分定压热容物质名 等压热容 [KJ/mol/K-A二氧化--二氧化--一氧化--氧--臭--氨--水--Q4，当忽略热损失时： (7-Cp0aCp

cT2dT

(7-p算得到各组分在此温度下的C08-4：p8-4组

Cp组 二氧化 二氧化 一氧化 氧 臭 氨 CCp C0Cp

80℃时的反应热8-5所示：化学反应

8-5初步脱硫脱硝反应的反应H,KJ/-SO32- -2NO2NO2+3H2O+O3→2NO3--Aspen8-68-6各组分平均热组物料物料8.55027E-4.089881-9.15E-4.43E-6.60E-2.99E-1.48E-5.12E-1.65E-5.86E-9.54E-3.02E-1.31E-2.39E-9.53E-合11Q1273.15KQnC0(TT i iQ1=987.6077×4.657×(328.61-Q2=923.00×4.47×(353.15-Q3在操作条件下，反应的热效应分别为Q3=955.30×731.057=6.984×105kJ/hQ47090气。设在封头顶部物料管程接管的线速度为15m/s，则管程接管内孔截面积流 44

d1

因此选择32510mm的。此时其管内的线速度为v1

4

4.9105kg/h

0.014m3/2m/s2S2

0.14m3/2m/

d2

44选择325

本工段工艺采用列管式固定床反应器，选择标准椭圆形封头，形状系数K＝1Q345R，所以直边高度h050mm。最终确定椭50mm03504倍，因为该精馏塔封头采用的为低合金钢，400mm的短节。Q235-B(正火)，裙座与塔体的连接采用对接3430mm地脚螺栓座的结构选择外螺栓座结构型式，螺栓规格为M36，螺栓材料为4问题，在裙座的内外侧均敷设防火层，防火层材料为石棉水泥层(密度约为1900kg/m350mm)。D

(611)2

又因为L=L床+L床ε=5.74m+5.74m0.3766=7.902mh=0.25D+t=0.254.34m+0.007m=1.092mH=L+2h=7.902m+21.092m=9.276m4.34m5.74mL7.902m，h1.092mH9.276m。12mm2×4518根。5HG205831998《钢制化工容器结构设根据管径和GB/T9116.12000选用下面其中的合理的法兰尺寸(mm)，见图8-28-1凸面带颈平焊图8- 的法兰尺32个。8-3主体设计参8-4上封头数据输8-5下封头数据输8-6筒体数据输SW6-2011立式搅拌容器中航一航空动力控制系统内夹套设计温度内径腐蚀裕量22筒体长度腐蚀裕量222校核合校核合校核合校核合校核合 量备注内筒体内压计中航一航空动力控制系GB150.3-计算压力设计温度内径 腐蚀裕量 =2[]tPc=e=n-C1-C2=n=试PT=1.25P[]= T0.90s=T=pT.(Die)=T合2e[]t[Pw]=(Die)=t =et合内筒体外压计中航一航空动力控制系GB150.3-计算压力-设计温度内径 (板材腐蚀裕量试PT=1.25Pc=T0.90s=T=pT.(Die)=2eT合=e=n-C1-C2=n=L=Do=Di+2n=AA=BB=[P]=B=Do/合内筒上封头内压计中航一航空动力控制系GB150.3-计算压力设计温度内径 腐蚀裕量试PT=1.25Pc[= T0.90s=T=pT.(KDi0.5e)=T合K=1 D2=2i6 2h i h=2[]t0.5 =eh=nh-C1-C2=min=nh=满足最小厚度要压力计2[]t[Pw]=KDi05e=合内筒下封头内压计中航一航空动力控制系GB150.3-计算压力设计温度内径 腐蚀裕量试PT=1.25Pc[= T0.90s=T=pT.(KDi0.5e)=T合 1 D2 2i=6 2h i h=2[]t0.5 =eh=nh-C1-C2=min=nh=满足最小厚度要压力计2[]t[Pw]=KDi05e=合内筒下封头外压计中航一航空动力控制系GB150.3-计算压力-设计温度内径 (板材腐蚀裕量试PT=1.25Pc=T0.90s=T=pT.(KDi0.5e)=T合厚度计h=eh=nh-C1-C2=nh=外径Do=Di+2nh=系数K1=A A=K1Do/e =BB=压力计 [P]=(K1Do/e)=合夹套圆筒体计中航一航空动力控制系GB150.3-计算压力设计温度内径 腐蚀裕量 =2[]tPc=e=n-C1-C2=n=试PT=1.25P[]= T0.90s=T=pT.(Die)=T合2e[]t[Pw]=(Die)=t =et合夹套封头计中航一航空动力控制系GB150.3-计算压力设计温度内径 腐蚀裕量试PT=1.25Pc[= T0.90s=T=pT.(KDi0.5e)=T合 1 D2 2i=6 2h i h=2[]t0.5 =eh=nh-C1-C2=min=nh=满足最小厚度要压力计2[]t[Pw]=KDi05e=合开孔补强计中航