30万吨每年直馏柴油醇氨法化学精制装置工艺设计说明书(7)

第五章 塔设备设计与选型 U V?1074.6?1.892?2?1?2590.0kg?m?h0.785?12则：

.0??0.076?2590?

kG?0.237????5?100?0.0761.892?7.128?10???? ?0.08620kg?m?2?h?1?kpa?1液膜吸收系数由下式计算： kL0.71/3?93?7.128?10?5???8.314?353.15?????UL?0.0095?????wL????2/3??L???D?LL2/3?????1/2??Lg????L????1/3则：

47831??kL ?0.0095?? ??54.9?5.143?0.857m.h?1

由kG??5.143 ????6??851.1?6.336?10??1/2?5.143 ?1.27?108?????851.1??1/3kG?w?1.1

kL??kL?w?0.4

查常见填料的形状系数表得：??1

kG??kG?w?1.1?0.0862?54.9?11.1?4.733kgm??3?h?1?kPa?1

kL??kL?w?0.4?0.857?54.9?10.4 ?47.05h?1u0.380??58.37% uF0.651所以需要按下式进行校正：

1.4??u????KG? ????1?9.5??0.5? kG????uF???? 25

广东石油化工学院本科毕业设计：30万吨/年直馏柴油醇氨法化学精制装置工艺设计 2.2??u????KL? kG????1?2.6??0.5?????uF???????1?9.5?0.5837?0.5?kG???1?2.6?0.5837?0.5?kL?1.4??4.733?6.123kg?m?1?3?h?1?kPa

?2.2??47.05?47.57h1

KG??

111? k'GaH k'LaHOG??11?612.750.001?47.57?0.0476kg?m?3?h?1?kPa?1VV1074.6???1.118m 2KYa?KGaP?6.123?200?0.785?1Z?HOGNOG?1.1182.498?2.792m

取Z'?1.2?Z?1.25?2.792?3.49m 设计取填料层高度为Z??5m 对聚丙烯鲍尔环填料，取

h?5,则 Dh?5~10,hmax?6m Dh?5?1000?5000mm

计算Z??5000mm，故不需要分段。

5.2.3 填料层压降的计算

横坐标为

wLwV??V????L????0.5

37547.371.8920.5()?1.651074.6851.1采用Eckert通用关联图计算填料层压降。

?查表得聚丙烯鲍尔环压降填料因子平均值为：

?P?114m?1纵坐标为

u2?P??v0.20.3802?114?11.892?L???5.1430.2?0.00518g?L9.81851.126

查Eckert通用关联图得：

第五章 塔设备设计与选型

?PZ?20?9.81?121.64Pa?m?1则填料塔的压强降为 P?121.64?5?608.2Pa

5.3 填料塔的结构与附属设备

5.3.1 液体分布器

液体分布器的选型：该解吸塔液相负荷较大，而气相负荷相对较低，故选用槽式液体分布器。

5.3.2 分布点密度计算

根据Eckert的散装填料塔分布布点密度推荐值，D大于或等于1200mm时取喷射点密度为42点/m2，因该塔液相负荷较大，现D=1000mm,设计取喷射点密度为120点/m2。

则布液点数为n?0.785?1.02?120?94.2 取100点

按分布点几何均匀与流量均匀的原则，进行布点设计。设计结果为：二级槽共设五道，在槽侧面开孔，槽宽度为80mm，槽高度为210mm，两槽中心矩为160mm。分布点采用三角形排列，实际设计点数n=134点，如下图所示：

图5-2 分布点采用三角形排列

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广东石油化工学院本科毕业设计：30万吨/年直馏柴油醇氨法化学精制装置工艺设计 5.3.3 分液计算

Ls??4d0n?2g?H 取孔流系数，开孔上方的液位高度分别为：??0.60,?H?160mm 则，

?4LSd0?????n2g?H?????12??851.1?3600????3.14?134?0.6?2?9.81?0.16????0.001178m设计取 d=2.0mm。

4?37547.3712

5.4 填料支撑结构

填料支承结构应满足3个基本的条件：

①使起液能够顺利地通过，设计时应取的自由截面要尽可能大。 ②应有足够的强度来承受填料的重量，并考虑填料孔隙的持液重量。

③应有一定的耐腐蚀性能。支承装置的作用是支承塔内填料的，常用的填料支承装置主要有栅板型、孔管型及驼峰型等。选择支承装置，主要的依据是塔径、填料种类及型号、塔体及填料的材质、气液流率等。本设计根据需要，选择栅条式支承装置。

5.5 填料压紧装置

防止在气流的作用下填料床层发生松动和跳动应在填料上方安装压紧装置。填料压紧装置分为填料压板和床层限制板两大类。填料压板自由放置于填料层上端，靠自身重量将填料压紧。它适用于陶瓷、石墨等制成的易发生破碎的散装填料。床层限制板用于金属、塑料等制成的不易发生破碎的散装填料和所有规整填料[10]。

床层限制板要固定在塔壁上，为了不影响液体分布器的安装和使用，不能采用连续的塔圈固定，对于小塔可用螺钉固定于塔壁上，而大塔则用支耳来固定。

本设计中填料塔在填料装填后于其上方安装了填料压紧栅板。

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第五章 塔设备设计与选型 5.6 除沫装置

除沫装置应安装在液体再分布器上方，用以除去出气口气流中的液滴。由于出气口中易于产生泡沫,为了防止泡沫随出气管排出，影响吸收效率，采用除沫装置，根据除沫装置类型的使用范围，该填料塔选取丝网除沫器。

5.7 接管口尺寸的计算

为防止流速过大引起管道冲蚀，磨损，震动和噪音，液体流速一般不超过3m/s ，气体流速一般不超过10-30m/s。

管径计算公式：dg?液体进出空的管径相同。

(1)氨气与氮气混合气体：取u=30 m/s所以由公式：

4VS/?u ，由于该填料塔吸收在底浓度下进行，故气

dg?4?1074.6?112.6mm

3.14?3600?30圆整取 113mm

查表（GB8163-87）管子规格表，可选取125mm×5mm的无缝钢管，内径为：125-2×5=115mm

在对液体流速进行校核：u2?1074.6/851.1?0.0199m/s 23600?0.785?0.15u2

5.8 填料塔的结构

填料塔内部装有人孔（手孔）、基座、附属装置。选用普通碳素钢，估算筒体厚度在8~25mm,选取壁厚为8mm

（1）塔顶空间

为利于出塔气体夹带的液滴沉降，此段远高于板间距（甚至高出一倍以上），本塔塔顶空间取

HD?1.0(m) （2）塔底空间

塔底空间指塔内最下层塔底间距。本塔取

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