脱硫塔的设计计算

....设备计算及选型Q235-B脱硫塔的设计计算脱硫吸取塔承受填料塔，填料为50×30×1.5聚丙烯鲍尔环，公称直径为α=114.m2/m3,承受乱堆的方式。塔径计算泛点气速法速，操作空塔气速与泛点气速之比称为泛点率。对于散装填料，其泛点率的阅历值为u/uF=0.5~0.85填料的泛点气速可由贝恩—霍根关联式计算：u2ulg F

ag

AK L 14( g)1( 8g 3 G ( 8L L式中 uF——泛点气速，m/s；g——重力加速度，9.81m/s2；a ——填料总比外表积，m2/m3；ε——填料层空隙率，m3/m3；ρg、ρL——气相、液相密度，kg/m3；μmPa·S；μ=0.837mPa·SL、Gkg/h；A、K——关联常数，与填料的外形及材料有关。查下表得出A=0.204，表3.2.1A表3.2.1A、K值散装填料类型AK规整填料类型AK塑料鲍尔环0.09421.75金属阶梯环0.1061.75金属鲍尔环0.11.75瓷矩鞍0.1761.75塑料阶梯环0.2041.75金属环矩鞍0.062251.75AK L

0.2041.75(711.71044.03)1

)1其中，

(G)4(L

81.0583

91126

841044.034101.10583g101.10583g3agLu0.2F101.10583101.105839.810.9273 1044.031140.8690.8730.2F

2.575ms取泛点率为0.5，则u0.68u 1.751msFD，m4V/4V/usD——吸取塔直径，m；VS——气体的体积流量，m3/s491126491126D4.3m壁厚的计算Q235-B当 在3-4mm

t

113MPa，操作压力Pgh990.2kg/mc

39.8N/kg12m117.388kpa ，设计压力为：p1.1pc1

129.126kpa0.1293Kpa

pD

0.12934300 CC ， 取C 1

d tp 112

2 211310.1293 1 2所以d2.460.21`3.66mm圆整后取n4mm.5.4求水压试验时的应力。由于 Q235-B的屈服极限 235MPa，所以s0.9

0.91235211.5MPa， s t

p(D T e2e

p”T

1.25P

t ， e

C4(10.2)2.8 0.1293(43002.8)99.35MPaT 22.8T 0.9 T 封头的设计3为无折边与折边两种。平板封头依据它与筒体连接方式不同也有多种构造。封头的选择从工艺操作考虑，对封头外形无特别要求。球冠形封头、平板封头都存在r头好，故可承受标准椭圆形封头。封头材料的选择封头材料的选择：Q235-B封头的高D由于长轴：短轴=2即：

2 所以

D1075mm2h i 4i其中D ——吸取塔的内径h ——封头的高i直边高度为：h

50mm〔JB/T4337-95〕2封头的壁厚1以 pD

CC

0.12934300

10.23.66d

t0.5p

1 2 21130.50.1293 4mmn强度校核校核筒体与封头水压试验强度，依据式

Dp T p

e

0.9 式中 e

C4(10.2)2.8

T 2 se pTt

(D)2p”1.25PT

eeet 235MPa，s

0.1293(43002.8)99.35MPa22.80.9T

满足条件且 e

C4(10.2)2.8 0.9DT

0.15%43000.15%0.95.805mm所以

D 0.15满足条件。s填料高度计算KG=AW1.3Na0.1B-0.01式中——传质系数，Kg〔m2·h·at； ——阅历数，取A=20；W——吸取塔操作气速，m/s； 中Na+含量，g/L；B——吸取过程液气比，L/m3。465

647K 201.8201.3( )0.1( )0.01G 106 84 91126

60.4072kg m2.h.atmΔPM,atmPM

(PP*)(P

P*)ln1(PP122*ln1(PP122*)11PP*22P2——吸取塔出口气相H2S分压，atm；P1=〔64.79/34〕/〔91126/18.1〕×1.25=4.7312×10-4atmP2=〔0.137/34〕/〔91126/18.1〕×1.25=1.0004×10-7atmP1*，P2*——吸取塔入、出口H2S分压，atm，溶液中H2S含量很低，P1*=P2*=0。4.73121041.0004106PM 7.6656105ln4.73121041.0004106FP，m2GFP

1K PMG式中：G1H2S脱除量，Kg/h；KG——传质系数，Kg/〔m2·h·atm〕;ΔPM——吸取过程平均推动力，atm。FPFP 13962.199 260.40727.6656105依据以上数据计算出填料高度HP

FP0.785D2a式中 填料比外表面积HP

13962.1990.7854.32114

8.5m,分两段填料。上段4m，下段4.5m。液体分布器制造与修理便利，喷晒比较均匀，安装简洁。n确实定：流量系数0.82~0.850.84H0.06m。2gh则小孔液体流速w2ght小孔输液力量Q Lt

0.84229.810.06 0.1977m3/s

0.9113m/s由Qfw 得，

3600 3600小孔的总面积为fQ

0.1977

0.2583m3w 0.840.9113所以，小孔个数n fw πd2

0.25830.9113ππ

2997.063，2998个孔。4 4式中，d4~10mm,10mm。喷晒器离球面中心到填料外表距离计算1515莲蓬头安装离填料外表的距离一般为〔0.5~1〕D，本次设计去h0.5D,h0.5D0.54.31515莲蓬头直径范围为d ~莲R=0.3DR=0.3D=0.34.3=1.92m液体再分布器

D，取

D=0.86m液体在乱堆填料层内向下流淌时，有偏向塔壁流淌现象，偏流往往造成塔本设计承受安排锥安排器。D’〔0.7～0.8〕DD’=0.75D=3.225mh(DD”) h 2tan 填料支撑板的选择本次设计选用分块式开孔波形板。这种支撑板的波形构造承载力量好，空隙率大。在波形内增设加强板，可提高支撑板的刚度。5-1支撑架尺寸〔承受不锈钢〕塔径/〔mm〕 圈外径/〔mm〕 圈内径/〔mm〕 厚度/〔mm〕4300 4295 4255 6塔底设计溶液在釜内停留15min，装料系统取0.5塔底高h：塔径〔d〕=2:1塔底料液量L =L=711.7m3/h=0.1977m3/s塔底体积

W TV LW

/0.50.1977/0.50.3954W由于 V =πd2h/4， h=2dWW所以 V =0.5πd3W 39541/3 d 2V W

1/3 3.14

h=2×0.6315=1.227m塔顶空间高度1.2～1.5m1.2m。全塔高度计算表5-2 填料塔各局部高度列表 单位：mm封头高度 塔顶 喷头弯曲半径 喷淋高度 填料层高度1100 1200 1920 2150 8500再安排器高度 塔釜 支座640 1227 600H=1100+1200+1920+2150+8500+640+1227+600=17337mm喷射再生槽的计算槽体计算再生槽直径计算再生槽直径计算可用下式计算：G0.75AiG0.75AiA1式中:A——吹风强度，m3/〔h·2A=703/〔h·m2；i i1D——槽体直径，m；1G——空气量，m3/h。A而空气量用下式计算：G L CA T i

711.72.41708.08GA0.75Ai1708.080.7570式中: Ci——喷射器抽吸系数，m3/m3；取CiGA0.75Ai1708.080.7570所以有：D1

5.7m计算再生槽扩大局部直径D2，mD2=0.4+D1D2=0.4+5.7=6.1m计算再生槽高度HT，mHT=H1+H2+H3H1——再生槽有效高度，m；H2=0.5m;H3——H3=1.5m;H1下式计算:LH TL1 0.785D1

260τ——溶液在再生槽内停留时间，minτ=13min；LT——溶液循环量，m3/h；D1——槽体直径，m0.785/4H1

711.713 0.7855.7260HT=6.05+0.5+1.5=8.05m喷射器计算〔a〕喷嘴计算喷嘴个数〔n〕确定：Ln TLim3/hLi=40m3/h;LT——溶液循环量，m3/h。n=711.7/40=17.79n=18喷嘴孔径〔dj，mLi0.785Li0.7853600wjj式中 wj——喷嘴处溶液流速，m/s，取wj=20m/s。400.7853600400.785360020j〔2〕喷洒器球面中心到填料外表距离计算hrcot

gr2r——r

D(75~100)24300r2

1002.05mα≦40α=40°W——小孔中液体流速，4LW ij

440 19.42ms9.82.052h2.05cot40 2.58m219.422sin240(3)莲蓬头直径范围为d ～1/5D1/5D=0.86m莲接收的计算与选择喷嘴管计算喷嘴孔径Li0.785Li0.7853600wjj式中 wj——喷嘴处溶液流速，m/s，取wj=20m/s。400.7853600400.785360020jdL，mdL=3djdL=3×0.027=0.081m=81mm L5，md dL L j5 2tan 12式中 喷嘴入口收缩角，通常取α1=14°0.0275L 14 2tan52....L0，mL，mL=L0+L5L=0.003+0.033=0.036m混合管计算混合管直径〔d：1.131.130.785d2Mjm式中:M—M=8.51.130.7850.02728.51.130.7850.02728.5m混合管长度〔3：L3=25dmL3=25×0.079=1.957m吸气室计算da，mmGw nGw n2Aa式中 w2——管内空气流速，m/s，取=3.5m/s;GA——空气流量，m3/h；n——喷嘴个数1708.083.518d 1708.083.518a

97.89mm Φ108×4管吸气室直径〔dM：3.13.1d2aM式中 da——空气入口管直径，mm3.179.892d 140.66mm 3.179.892ML1，mmL1=330mmL2，mmL dMdm2 2tan 22式中 α2——吸气室收缩角，通常取30°；M d ，d——M L 159802 2tan302

147.42mm尾管直径计算〔d〕Liwed Liweei式中L——每个喷射器溶液量，m3/h；iew——尾管中流体速度，m/swe=1m/se401d 401e

118.9mm Φ133×4热轧无缝钢