【《天然气脱硫塔计算案例》2300字】

XXXV天然气脱硫塔计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u19106天然气脱硫塔计算案例 1168371.1工艺计算 15971.1.1物料衡算 16171.1.2脱硫塔的热量衡算 6250411.2脱硫塔结构设计 9301781.2.1塔板数的确定 9284861.2.2板间距和塔径 9156191.2.3堰及降液管 10220101.2.4浮阀布置 11134991.2.5塔板的流体力学性能校核 12191921.2.6塔板的负荷性能图 1488171.4塔附件设计 16308281.4.1塔体主要接管尺寸 1683121.4.2除沫器 17114671.4.3封头 18130881.4.4裙座 18133541.4.5人孔 18294691.5塔高计算 18136941.6脱硫塔计算结果汇总 201.1工艺计算1.1.1物料衡算 图3-1脱硫塔流程图因为MDEA溶液的温度范围应在30℃~50℃，本设计决定取：30℃，质量分数：50%。1）进口原料气各组分流量则摩尔流量：质量流量：其他组分同理：表3-1脱硫塔塔底进口各个组分组成在该天然气脱硫塔中塔底的馏出液的组成CO2吸收量：由得：根据国家标准H2S体积分数：则H2S吸收量：吸收率：吸收因子：需脱CO2量：需脱的H2S量：酸气负荷范围：0.20-0.55，此处取：表3-2脱硫塔MDEA富液中各组分组成因为在天然气原料中组分很小，在此处认为能被能充分吸收，忽略不计3）脱硫塔出塔气的组成和流量同理：表3-3脱硫塔出塔气组成4）脱硫塔进塔MDEA贫液组成由公式：查文献本设计中取K=10.02，则MDEA溶液的循环量即脱硫塔进塔MDEA贫液的流量为：5）脱硫塔进出口组分含量汇总表3-4脱硫塔进出口组分含量汇总1.1.2脱硫塔的热量衡算1）MDEA溶液的比热容取MDEA溶液进出口温度的平均值作为定性温度：由得：50%MDEA溶液的定压比热容为：2）出塔气的定压比热容表3-5塔顶气中各组分的基础数据：出塔气的摩尔质量：偏心因子：假设出塔气的温度为52℃，压力4.48MPa，此时：临界温度：临界压力：对比温度：对比压力：由查图3-2、3-3计算得塔顶气的压缩因子：则塔顶气的密度：查图3-5可知：=0.2056＋1.5549=1.7605kJ·m-3·K-13）反应热MDEA与H2S，CO2反应热分别为：1230kJ/kg；1425kJ/kg，因此脱硫过程中的总反应热为：4）脱硫塔出口温度t本设计取热效率90%，采用进出口参数平均值计算，有：质量流量：定压比热容：MDEA溶液的质量流量：则：由上可解得：与假设接近，成立。脱硫塔出塔温度为51℃。1.2脱硫塔结构设计1.2.1塔板数的确定浮阀塔具有效率高以及弹性高等优势，本设计中决定采用浮阀塔。根据原料气中H2S、CO2含量可求得质量指数，查相关文献，通常情况下可取4—6个理论板，塔板效率为25%到40%；本设计取理论塔板数Ne=5；塔板效率则塔板数：1.2.2板间距和塔径1）板间距此设计取塔板间距HT为600mm。2）塔径的确定原料气流量：MDEA溶液的循环量：原料气密度：原料气体积流量：设计中液层高度HL范围：0.05—0.1m，取则：图3-4塔泛点关联图查得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堰及降液管根据经验确定堰长lw，对常用的弓形降液管：单溢流lw=（0.6~0.8）D本设计取为0.7，则：根据经验可取E=1.035，则液上堰层高度：>13mm所以合适。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浮阀布置本设计选用弓形降液管。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：则符合要求。开孔率：18.71%<20%则符合要求。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）气体通过泡沫层压力降此处取充气系数0.5，则：3）克服液体表面张力的压力降此处忽略，则单板压降：全塔压降：1.2.5.2液沫夹带液相流程长度：；塔板液流面积：；取物性系数=1；由下图可知，泛点率：图3-7泛点负荷系统此处泛点率取10.91%＜80%，液沫夹带量符合要求。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。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：因此：

本设计取相对密度=0.5，则降液管内充气液层高度：<不会液泛。1.2.5.4漏液此处取，漏液点气速：稳定系数，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，由可得：1.2.6.4严重漏液线1.1.6.5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：=0.0017m3/s图3-8塔板负荷性能图由图可知1.9m3/s,则操作弹性为：满足要求。1.4塔附件设计1.4.1塔体主要接管尺寸1）气体接管管径已知气相流量为=0.8852m3/s，取气体在管内流速=10m/s2）液体接管直径液体接管包括：进料管、回流液管、塔釜出料管。取液体管道内流速，进料管管径为：因为塔径在800mm之上，并且物料不易聚合，所以这里选用焊死结构。查文献67.2℃（152.96℉）时塔釜溶液密度：8.42lb/gal=1008.9385kg/m3；体积流量：取出料管流速0.5m/s，则管径：安装防涡流挡板可以预防出料口形成漩涡以至于导致气体逃逸。表3-11防涡流挡板的结构尺寸表3-12塔体主要接管结构尺寸（无缝钢管）1.4.2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。由，本次设计取,则：液泛气速：操作气速：直径：所以可选取规格为S2400-150SP20/20。1.4.3封头封头可用椭圆形。表3-13封头相关参数（mm）1.4.4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。1.4.5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