【《天然气净化装置工艺中的脱硫塔结构设计计算》1500字】

天然气净化装置工艺中的脱硫塔结构设计计算目录TOC\o"1-3"\h\u62961.1基础数据 1285101.2脱硫塔结构设计 189561.2.1塔板数的确定 1216361.2.2板间距和塔径 2159261.2.3堰及降液管 371541.2.4浮阀布置 3125971.2.5塔板的流体力学性能校核 5105521.2.6塔板的负荷性能图 81.1基础数据⑴进入塔内的天然气的组成可在设计任务书中找到，可以得到每个组分的流量；⑵进入脱硫塔的预分离器的天然气温度：20℃，压力4.2MPa；⑶由于进入塔的MDEA溶液的温度不应高于50℃且低于30℃，因此在塔中取贫液的温度：30℃，质量分数：50%。1.2脱硫塔结构设计1.2.1塔板数的确定因阀盘与泡罩塔和筛塔相比具有高弹性，高效率和高处理能力的特点[6]，因此在此吸收塔再生塔优先选择了浮阀塔[9]。浮阀塔的塔板数应根据原料气中H2S、CO2含量、通过计算确定净化气体的质量指数。根据实际经验，通常对于胺溶液的吸收塔取4—6个理论板，踏板效率为25%到40%，其实际塔板数在14-20[10]块。本设计取理论塔板数Ne=5；塔板效率则塔板数为：1.2.2板间距和塔径1）板间距考虑胺液易起泡的特点，不宜采用过小板间距，此设计取塔板间距HT为600mm。2）塔径的确定2.8×106m3/d的天然气在20℃，4.2Mpa下的流量为已知MDEA溶液的循环量：Lh=31.9393m3/h=0.0094m3/s原料气密度：原料气体积流量为VS=0.8852m3/s在设计中液层高度HL介于0.05—0.1m（常压塔）取HL=70mm得HT-Hr=530mm图3-4塔的泛点关联图查得C20=0.10MDEA的表面张力则最大允许气速：实际气速：则塔径：塔系列标准为0.8，1.0，1.2，1.4等，则此处圆整为1.8m塔的横截面积：m2实际空塔气速：1.2.3堰及降液管堰长lw一半根据经验确定，对常用的弓形降液管：单溢流lw=（0.6~0.8）D取系数为0.7，则根据设计经验，取E=1.035时所引起的误差能满足工程设计要求时。所以液上堰层高度：>13mm符合要求堰高：降液管底隙高度h0在通常情况下比hw低6mm左右,因此可取h0=38mm。1.2.4浮阀布置在本次设计中，选用弓形降液管，塔板系列参数见表4-9[12]，塔板结构如图4-5所示。图3-5弓形降液管宽度和面积取阀孔中心距为75mm排间距t=80mm选用33g的F-1型浮阀其孔径为39mm取Wd=266.4mm取F0=9由则气速：故浮阀个数N为：由于塔径较小采用单逆流塔板取其中WS—破沫区宽度因在本次设计中采用了分块式塔板，故使用等腰三角形叉排，由于塔径D=1800mm，需采用分块式塔板四块，其中两块弓形板，一块矩形板，一块通道板。则有：mm浮阀排数：中间排：取22最外侧14个作图排列得：n=420个实际孔速：阀孔动能因子：m/s·（kg/m3）1/2<12m/s·（kg/m3）1/2故实际阀孔排列合适、可用。开孔率：18.71%<20%满足工业生产要求。1.2.5塔板的流体力学性能校核1.2.5.1塔板压降1）干板压降临界阀孔气速：由于，故：2）气体通过泡沫层的压力降对浮阀塔取充气系数0.5，则：3）克服液体表面张力的压力降一般情况下，可忽略不计。故单板压降：全塔压降1.2.5.2液沫夹带液相流程长度：；塔板上的液流面积：；取物性系数=1；由图4-7可知：泛点负荷因数0.15泛点率：图3-7泛点负荷系统塔板的泛点率取10.91%。低于要求的80%，液沫夹带量满足<0.1kg液/kg气的要求。1.2.5.3液泛通常塔板的液泛用降压管内液层高度来判断。—塔板上液面落差，m，浮阀塔一般很小，可忽略不计；—气体通过塔板的压降，m液柱；—液体通流动阻力，m清液柱。由于液体流经降液管底隙的过降液管的压力降：液体流经进口堰的压力降：所以

取降液管中泡沫层的相对密度=0.5，则降液管内充气液层高度：<塔板不会发生液泛。1.2.5.4漏液取阀孔动能因子=5m/s·（kg/m3）1/2，此时漏液点气速：稳定系数>2.0，满足要求。1.2.6塔板的负荷性能图1.2.6.1过量液沫夹带线取泛点率=80%，此时整理可得：1.2.6.2降液管液泛线当降液管内充气层高度时，将发生液泛。即：其中：液体表面张力所造成的压力降和液面落差可忽略。带入整理得：1.2.6.3液相负荷上限线取=5s为液体在降液管中停留时间下限，其所对应的则为液体最大负荷上限。由可得：1.2.6.4严重漏液线阀孔动能因数下限取5.0m/s·（kg/m3）1/2，对应的阀孔气速为漏点气速即气相负荷下限。1.2.