【《天然气净化再生塔的计算》3400字】

——天然气净化再生塔的计算目录TOC\o"1-3"\h\u10248天然气净化再生塔的计算 1142261再生塔设计 2197301.1再生塔工艺计算 270171.1.1物料衡算 2128751.2.3热量衡算 373331.2.4塔板数确定 4293201.2再生塔结构设计 431331.2.1板间距和塔径 477951.2.2塔板结构及板面布置 7300761.2.3流体力学性能校核 1011071.2.4塔板的负荷性能图 1295151.3再生塔附件的尺寸确定 15325061.3.1塔体中主要的接管尺寸 1539021.3.2除沫器 16197891.3.3封头 16119641.3.4裙座 16161411.3.5人孔 1766391.4塔体高度的确定 17104281.5再生塔尺寸设计 1854172闪蒸罐设计 19245352.1闪蒸罐基础数据计算 191592.2闪蒸罐设计 211再生塔设计1.1再生塔工艺计算1.1.1物料衡算1）塔顶气体组成因为酸气的再生度为99%，则塔顶酸气：塔顶水蒸气的摩尔流量：表4-1再生塔塔顶气体组成及流量2)塔底MDEA贫液组成塔底酸性气体含量： 表4-2再生塔底MDEA贫液的组成及流量1.2.3热量衡算1）回流液汽化热量水蒸发潜热：回流液汽化所需热量：2）MDEA溶液吸收热量由得MDEA溶液进出塔时比热容分别为：取进出口比热容及质量流量平均值作为计算值：kg/h3.6176kJ/(kg·K)MDEA吸收热量：3）酸性气体再生热因为H2S、CO2的反应热分别为：1230kJ/kg、1425kJ/kg，则酸性气体再生热：4）再沸器热负荷本设计中结合实际考虑。决定热损失取5%，则：1.2.4塔板数确定此设计还是采用浮阀塔作为再生塔，查文献可知，进料口通常在20块左右塔板之上，本设计中取20块，考虑实际情况，决定在进料口之上再添加四块。因此，从第五块开始进料，总塔板个数为24。浮阀塔在实际的应用中塔板的效率比较高，生产能力也很大，并且浮阀塔的投入成本也相对较少，有明显经济效益优势，因此这里选择浮阀塔。1.2再生塔结构设计1.2.1板间距和塔径1）温度浮阀塔的全塔平均温度是根据塔顶温度以及塔底温度的加和再除以2，因为此处取塔顶为92℃，塔底为121℃，所以：106.5℃2）全塔气体平均摩尔质量由得：29.8810kg/kmol由于MDEA溶液的沸点明显高于此处的塔底温度，因此有水蒸气能在浮阀塔的底部的气相中，则水蒸气的平均摩尔质量为18.015kg/kmol。全塔气体的平均摩尔质量：3）全塔气液平均密度由于该浮阀再生塔是操作条件是低压高温，因此可以近似看作理想情况处理全塔气体平均密度：查相关文献可知：MDEA溶液的密度在110.5℃时50%时4）液体表面张力5）板间距本次设计中取6）塔径的确定常压下可取板上液层高度，精馏段： 查图得：0.1188气体负荷因子：液泛气速：塔径：提馏段：液相平均摩尔质量：进料MDEA溶液的平均摩尔质量：塔底MDEA溶液的平均摩尔质量：平均摩尔质量：同理：塔径：塔截面积：实际空塔气速：1.2.2塔板结构及板面布置1.2.2.1分块式塔板由于此处设计中塔径为2.0m，在0.9m之上，因此使用分块式塔板，如下：表4-3塔板分块数目表因此可取弓形板弧边与塔壁之间径向的距离为：1.2.2.2液流形式液流形式取单流型。表4-4不同塔径单流型时液体流量由内插得：1.2.2.3塔板板面布置表4-5塔板的系列参数1）受液区和降液区2）安定区此处设计取3）支撑区此处设计取4）塔板开孔区由得：；；。5）气液接触区1.2.2.4溢流装置设计1）溢流堰长以及高的计算（1）堰长查文献此处设计取堰长（2）堰高此处设计的操作条件是低压，所以此处可取若此处选用平直堰，则其中平直堰的液层高度：设计合理。2）降液管尺寸确定由于通常情况下hw比h0高0.006m,因此。由，则在降液管底隙中，流体的速度：设计合理。在已知降液管内的清液的高度与降液管内流量的大小的条件下，再通过降液管内面积与清液高度的乘积再除以流体流量即可用来确定管中液体停留时间：

s3）受液盘及进口堰此处设计决定使用0.05m深度的凹型受液盘。1.2.2.5浮阀再生塔中阀孔数目的确定和阀孔排列设计1）浮阀再生塔中阀孔直径的确定：此处设计中浮阀选择直径为0.039m的被广泛应用的F1型。2）浮阀再生塔中所用阀孔数目的计算：此处设计中取F0=10，则浮阀再生塔中阀孔的气速为：数目：3）排列的方式设计和开孔率计算：此处设计选择分块式塔板，因此浮阀再生塔中阀孔的排列方式可选择为等腰三角排列，以及阀孔之间中心点距离可取为0.075m。根据，则根据浮阀塔塔板的开孔面积可以用来计算阀孔排列中等腰三角形的高为：，因此，计算阀孔排列方式中三角形的高为0.256m。根据以上计算可画阀孔草图，则实际阀孔数为614阀孔的气体速度：4）阀孔动能因子：因此，此处设计合理。5）浮阀塔的阀孔开孔率为：<40%因此，此处设计合理。1.2.3流体力学性能校核1.2.3.1塔板压降1）塔板干板压降计算临界的阀孔气体速度计算：因为，所以：2）气体通过泡沫层的压力降：此处设计取0.5，则3）克服液体表面张力的压力降：在通常条件下由于比较小，因此在计算中可以当作等于零处理。所以用泡沫层压力降以及干板压力降的加和即可求得单板的压力降为：由上已知求得单板压力降，则全塔的压力降为全塔的塔板数与单板压力降的乘积：1.2.3.2塔板上的液体被塔中的气流以物沫形式带到上一层塔板的量计算液相流程长度：；塔板上的液流面积：则此处物性系数=1；查文献可知泛点负荷因数为0.15，则泛点率：因此可知可知塔板要求的泛点率高于此处计算比较可知，所以此处设计合理。1.2.3.3液泛气体在塔板中自下而上流动，液体在塔板中从上往下流动，当气体流速达到一定成都后，会阻碍液体向下流动，这种现象被称作液泛。通常情况下塔板的液泛用降压管的内液层高度可以计算。在此处设计中塔板中液面落差比较小，可以作为零处理，并且由气体从下而上通过时的压力降以及液体在降液管中向下流动时所受到的阻力可以计算出液体在降液管底隙中流动时的压力降为：液体流经进口堰的压力降：。降液管中泡沫层在此处设计中可以取得相对密度为0.5，因此可以计算出降液管内充气液层高度：因此此处设计不会液泛。1.2.3.4漏液由于气体向上流动时流速不足，到一定程度后液体在塔板上无法积液，不能充分发生气液反应，从塔板的筛孔中直接流下。这种现象被称作漏液。此处设计中取孔动能因子为5，则：则可求得稳定系数为：1.2.4塔板的负荷性能图1.2.1.1过量液沫夹带线此处泛点率取为80%，则：化简：1.2.1.2降液管液泛线当降液管内充气层高度时，将发生液泛。即：此处设计中由于塔板上的液体表面张力比较小，因此可以看作为零处理，同理：为0。化简：1.2.1.3液相负荷上限线此处设计取停留时间为5秒，则根据：1.2.1.4严重漏液线此处设计中阀孔动能因数下限取，对则：1.2.1.5液相负荷下限线取堰上液头高度=0.006m作为液相负荷下限条件，由公式：解得：=0.0017图4-1塔板负荷性能图由图可知5.5m3/s,故塔板的操作弹性为：操作弹性=，满足要求。1.3再生塔附件的尺寸确定1.3.1塔体中主要的接管尺寸1）再生塔体中气体接管管径设计以上计算可得气相流量，气体在管内流速取为10m/s，则：2）液体接管直径取管道内流动速度为1.5米每秒，则进料管、回流液管直径进料管管径：因为此处设计中塔径大于0.8m，因此塔内不易造成堵塞，优先采用封闭性结构，可以将塔壁焊死。此处设计可取流速为0.5，则塔釜出料管管径：为了防止气体逃逸可安装防涡流挡板。表4-7防涡流挡板的结构尺寸表4-8塔体主要接管结构尺寸（无缝钢管）1.3.2除沫器为了有效地保证气体的纯度，应使用除沫器降低夹带损失，本设计中决定选用丝网除沫器，丝网除沫器在增大表面积，减轻质量等方面有着明显优势。根据，此处设计取K=0.201，则：操作气速：=3.5437m/s直径：选取HG/T21618丝网除沫器，规格为S1660-150SP20/201.3.3封头此处设计选择直径为椭圆形封头。表4-9椭圆封头尺寸确定（mm）1.3.4裙座因为裙座的内径比800mm大，所以本设计中选用圆筒型裙座，取壁厚为16mm。环内径：环外径：在实际情况中，需要留出腐蚀余量，因此环厚度可取为18mm；裙座高度可取3m，地脚螺栓直径为M24。1.3.5人孔在此次设计中结合实际情况，决定选用D=500mm的人孔，并且每五层设一个，因此人孔的个数为4。还应在人孔附近的板间距设计为700mm，并且在裙座上应开2个直径为500mm的人孔，以便工作人员进行检修。1.4塔体高度的确定1）塔体顶部的空间设计在此次设计中取塔顶空间高度，并且将除沫器到塔顶间的距离设为0.9m。2）塔体底部的空间设计在此设计中决定取塔底空间高度。3）塔体高度的确定将前面所计算数据代入上式，所以塔高为：

1.5再生塔尺寸设计表4-10再生塔的尺寸设计计算结果2闪蒸罐设计2.1闪蒸罐基础数据计算图5-1闪蒸罐的物料衡算草图在此次设计中，闪蒸罐的设计压力取为0.5Mpa，在脱硫塔设计中，塔底流出的MDEA富物流液为此处闪蒸罐进料物料，则进口物料的温度为67.2℃