2017”玄華科技一陡蛀杯”

第十一屆全國(guó)大孽生4工彼舒老賽

鎮(zhèn)海煉化72kt/a

硫磺回收制二硫化碳項(xiàng)目

定型設(shè)備選型與m廂設(shè)備設(shè)計(jì)

安徽工程大學(xué)?硫芳節(jié)世團(tuán)隊(duì)

2017“東華科技-陜鼓杯”

第十一屆全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽

統(tǒng)誨煉化72kt/a硫磺

T收制二硫化碳生產(chǎn)項(xiàng)R

定型設(shè)備選型和非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)

團(tuán)隊(duì)名稱(chēng)：___________安徽工程大學(xué)?硫芳百世團(tuán)隊(duì)____________

指導(dǎo)老師：李芳方興龍楊仁春李興揚(yáng)任一鳴

團(tuán)隊(duì)成員：吳中善李濤楊近黃旭潘維利

完成時(shí)間：2017年7月

彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0-------定型位備選型與"杼依備段計(jì)??■

目錄

緒論............................................................1

0.1過(guò)程設(shè)備的選型目的和基本要求............................1

0.2設(shè)計(jì)依據(jù)和原則..........................................1

0.3過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)與選型原則..................................1

0.4設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù)..........................................2

0.5全廠設(shè)備概況............................................2

第一章塔設(shè)備設(shè)計(jì)...............................................5

1.1塔設(shè)計(jì)要求..............................................5

1.2塔的類(lèi)型................................................5

121填料塔和板式塔的比較...............................5

1.2.2板式塔............................................7

1.2.3填料塔............................................9

1.2.4塔型的結(jié)構(gòu)與選擇.................................10

1.3塔設(shè)備設(shè)計(jì)舉例——二硫化碳精儲(chǔ)塔T0301...................................11

1.3.1工藝設(shè)計(jì)..........................................11

1.3.2Cup-Tower精儲(chǔ)塔工藝結(jié)構(gòu)計(jì)算.....................31

1.3.3機(jī)械設(shè)計(jì).........................................37

1.3.4.塔設(shè)備計(jì)算結(jié)果一覽表............................72

1.3.5.設(shè)備條件圖......................................74

1.4塔設(shè)備設(shè)計(jì)舉例——硫化氫解吸塔T0402......................................75

1.4.1工藝設(shè)計(jì).........................................75

1.4.2工藝計(jì)算結(jié)果一覽表...............................95

1.4.3機(jī)械設(shè)計(jì).........................................97

1.4.4塔設(shè)備計(jì)算結(jié)果一覽表............................132

1.4.5設(shè)備條件圖......................................132

第二章?lián)Q熱器設(shè)計(jì).............................................133

I

彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0------定型位備選型與"杼依備段計(jì)

2.1換熱器概述............................................133

2.2換熱器分類(lèi)與特性......................................133

2.3換熱器選型............................................135

2.3.1選型原則.........................................135

2.3.2選型步驟........................................138

2.4詳細(xì)設(shè)計(jì)舉例——E0307.................................................................139

2.4.1工藝設(shè)計(jì).........................................139

2.4.2換熱器機(jī)械設(shè)計(jì)..................................150

2.4.3換熱器筒體、管箱、封頭的厚度計(jì)算................152

2.4.4換熱器其它零部件設(shè)計(jì)............................154

2.4.5地震載荷、風(fēng)載荷及耐壓試驗(yàn)校核..................156

2.4.6換熱器機(jī)械校核..................................156

2.4.7換熱器設(shè)計(jì)條件及計(jì)算結(jié)果匯總表..................179

2.4.8設(shè)備條件圖......................................180

2.4.9換熱器選型結(jié)果..................................180

第三章反應(yīng)器設(shè)計(jì)...............................181

3.1反應(yīng)器概述............................................181

3.2反應(yīng)器設(shè)計(jì)示例——一級(jí)克勞斯反應(yīng)器R0201............................183

3.2.1反應(yīng)方程式......................................183

3.2.2反應(yīng)條件........................................183

3.2.3反應(yīng)器工藝設(shè)計(jì)..................................184

3.2.4反應(yīng)器機(jī)械設(shè)計(jì)..................................190

3.2.5反應(yīng)器機(jī)械校核..................................202

3.2.6反應(yīng)器設(shè)計(jì)條件及計(jì)算結(jié)果匯總表..................217

3.2.7設(shè)備條件圖......................................218

第四章泵選型.................................................219

4.1泵的概述..............................................219

4.2泵選用要求............................................220

II

彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0------定型位備選型與"杼依備段計(jì)

4.3泵選用依據(jù)............................................223

4.4泵選型示例——二硫化碳精儲(chǔ)塔塔釜出料泵P0302....................224

4.4.1進(jìn)料狀況........................................224

4.4.2泵參數(shù)計(jì)算......................................225

4.4.2選型結(jié)果........................................226

4.4泵選型結(jié)果............................................226

第五章儲(chǔ)罐選型...............................................228

5.1儲(chǔ)罐概述..............................................228

5.2儲(chǔ)罐分類(lèi)..............................................228

5.3儲(chǔ)罐選型原則..........................................228

5.3.1立式平底筒形儲(chǔ)罐的選型方法......................228

5.3.2球形儲(chǔ)罐的選型方法..............................229

5.4儲(chǔ)罐選型示例——液硫儲(chǔ)罐V0205................................................229

5.4.1硫磺性質(zhì)........................................229

5.4.2工藝要求........................................229

5.4.3選型結(jié)果........................................229

5.5儲(chǔ)罐選型結(jié)果..........................................230

第六章氣液分離器設(shè)計(jì).........................................232

6.1氣液分離器設(shè)計(jì)依據(jù)....................................232

6.2氣液分離器類(lèi)型........................................232

6.3設(shè)計(jì)示例——尾氣處理氣液分離器V0401....................................232

6.3.1物流參數(shù)........................................232

6.3.2尺寸參數(shù)........................................232

6.3.3地震載荷、風(fēng)載荷及耐壓試驗(yàn)校核..................237

6.3.3尺寸校核........................................237

6.4選型結(jié)果..............................................248

第七章壓縮機(jī)選型.............................................250

7.1壓縮機(jī)概述............................................250

III

彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0------定型位備選型與"杼依備段計(jì)

7.2壓縮機(jī)選用要求........................................250

7.3壓縮機(jī)選型實(shí)例——C0301選型..........................251

7.4壓縮機(jī)選型結(jié)果........................................252

第八章膜分離器設(shè)計(jì)...........................................254

8.1膜分離器概述..........................................254

8.1.1膜分離器分類(lèi)....................................254

8.1.2氣體膜分離器中氣體的流型與流動(dòng)導(dǎo)向..............257

8.2膜分離器選型..........................................258

8.3膜分離器模型建立......................................259

8.3.1模型假設(shè)........................................259

8.3.2模型建立........................................259

8.3.3MATLAB模擬計(jì)算...............................260

8.3.4設(shè)計(jì)結(jié)果........................................262

第九章定型設(shè)備選型與非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)一覽表.......................263

9.1定型設(shè)備與非標(biāo)設(shè)備的區(qū)分..............................263

9.2塔設(shè)備設(shè)計(jì)一覽表......................................264

9.3換熱器設(shè)計(jì)一覽表......................................265

9.4反應(yīng)器設(shè)計(jì)一覽表......................................267

9.5汽液分離器設(shè)計(jì)一覽表..................................268

9.6泵選型一覽表..........................................269

9.7儲(chǔ)罐選型一覽表........................................271

9.8壓縮機(jī)選型一覽表......................................272

9.9加熱爐選型一覽表......................................273

IV

彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0------定型位備選型與"杼依備段計(jì)>?

緒論

0.1過(guò)程設(shè)備的選型目的和基本要求

化工設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)與選型是在物料衡算和熱量衡算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其

目的是決定工藝設(shè)備的類(lèi)型、規(guī)格、主要尺寸和數(shù)量，為車(chē)間布置設(shè)計(jì)、施工

圖設(shè)計(jì)及非工藝設(shè)計(jì)項(xiàng)目提供足夠的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

過(guò)程設(shè)備的第一個(gè)基本要求是能滿(mǎn)足工藝要求。對(duì)于工藝上所要求的溫

度、壓力、液位、流量等都需要過(guò)程設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。在滿(mǎn)足工藝要求的同時(shí)，過(guò)

程設(shè)備也必須保證有足夠的強(qiáng)度，不會(huì)在操作過(guò)程中遭到破壞。還有一個(gè)基本

要求，經(jīng)濟(jì)上要合理。在滿(mǎn)足前一個(gè)基本要求之后，要考慮盡量降低設(shè)備的生

產(chǎn)賽用和操作費(fèi)用，這樣才能使企業(yè)獲得更大的利益。

0.2設(shè)計(jì)依據(jù)和原則

化工設(shè)備從總體上分為兩類(lèi)，一類(lèi)稱(chēng)定型設(shè)備或標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，這是由一些加工

廠成批成系列生產(chǎn)的設(shè)備，通俗地說(shuō)，就是可以買(mǎi)到的現(xiàn)成的設(shè)備，如泵、反應(yīng)

釜、換熱器、大型儲(chǔ)罐等；另一類(lèi)稱(chēng)非定型設(shè)備或非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，是指規(guī)格和材料

都是不定型的、需要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的特殊設(shè)備，如反應(yīng)器、塔器等。

0.3過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)與選型原則

1.合理性

即設(shè)備必須滿(mǎn)足工藝需求，與工藝流程、生產(chǎn)規(guī)模、工藝條件及工藝控制水

平相適應(yīng)，在設(shè)備的許可范圍內(nèi)，能夠最大限度地保證工藝的合理和優(yōu)化并運(yùn)轉(zhuǎn)

可靠。

2.可靠性和先進(jìn)性

工藝設(shè)備的型式、牌號(hào)多種多樣，實(shí)現(xiàn)某一化工單元過(guò)程，可能有多種設(shè)備,

要求設(shè)備運(yùn)行可靠。在可靠的基礎(chǔ)上考慮先進(jìn)性，便于連續(xù)化和自動(dòng)化生產(chǎn)，轉(zhuǎn)

化率、收率、效率要盡可能達(dá)到高的先進(jìn)水平，在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，波動(dòng)范圍小，

保證運(yùn)行質(zhì)量可靠，操作上方便易行，有一定的彈性，維修容易，備件易于加工

等。

3.安全性

1

彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0------定型位備選型與"杼依備段計(jì)

設(shè)備的選型和工藝設(shè)計(jì)要求安全可靠、操作穩(wěn)定、無(wú)事故隱患，對(duì)工藝和建

筑、地基、廠房等無(wú)苛刻要求，工人在操作時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度小，盡量避免高溫高壓高

空作業(yè)，盡量不用有毒有害的設(shè)備附件、附材，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境和無(wú)污染。

4.經(jīng)濟(jì)性

設(shè)備的選擇力求做到技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理。

0.4設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù)

表0-1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù)

名稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)

《壓力容器》GB150-2011

《鍋爐和壓力容器用鋼板》GB713-2008

《奧氏體不銹鋼焊接鋼管選用規(guī)定》HG/T20537.1-1992

《化工裝置用奧氏體不銹鋼大口徑焊接鋼管技術(shù)要求》HG/T20537.4-1992

《工藝系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》HG/T20570.9-1995

《鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》HG/T20580-2011

《鋼制化工容器材料選用規(guī)定》HG/T20581-2011

《鋼制化工容器強(qiáng)度計(jì)算規(guī)定》HG/T20582-2011

《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》HG/T20584-2011

《化工設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)定》HG/T20643-2012

《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》（合訂本）JB/T4730.1-6-2005

《石油化工塔型設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T3030-2009

《管殼式換熱器》GB151-1999

《石油、重化學(xué)和天然氣工業(yè)用離心泵》GB/T3215-2007

《離心泵效率》GB/T13007-2011

0.5全廠設(shè)備概況

經(jīng)過(guò)工藝選擇、組合、模擬以及優(yōu)化，最終設(shè)計(jì)的工藝流程包括反應(yīng)器4

臺(tái)，塔設(shè)備6臺(tái)，泵60臺(tái)，換熱器47臺(tái)，各類(lèi)儲(chǔ)罐12個(gè)，氣液分離器4個(gè)、

壓縮機(jī)25個(gè)，加熱爐1臺(tái)，膜分離器1臺(tái)，共計(jì)設(shè)備160臺(tái)。

2

彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0------定型位備選型與"杼依備段計(jì)e?

除塔設(shè)備、反應(yīng)器、換熱器及氣液分離罐為自主設(shè)計(jì)非標(biāo)設(shè)備外，其余設(shè)備

均為定型設(shè)備。對(duì)于非標(biāo)設(shè)備，均詳細(xì)書(shū)寫(xiě)了設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，均做

了設(shè)備選型，并整理了設(shè)備一覽表。

全廠重型機(jī)器多，如反應(yīng)器，反應(yīng)精僧塔，設(shè)備安裝時(shí)多采用現(xiàn)場(chǎng)組焊的方

式。

3

彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0------定型位備選型與"杼依備段計(jì)

彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0-----定型位備選型與"杼依備段計(jì)

第一章塔設(shè)備設(shè)計(jì)

塔器是氣一液、液一液間進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)分離的主要設(shè)備，在化工、制藥、

和輕工業(yè)中，應(yīng)用十分廣泛，塔器甚至成為化工裝置的一種標(biāo)志。在氣體吸收、

液體精僧(蒸館)、萃取、吸附、增濕、離子交換等過(guò)程更離不開(kāi)塔器，對(duì)于某

些工藝來(lái)說(shuō)，塔器甚至成為關(guān)鍵設(shè)備。

1.1塔設(shè)計(jì)要求

(1)分離效率高達(dá)到一定分離程度所需塔的高度低。

(2)生產(chǎn)能力大單位塔截面積處理量大。

(3)操作彈性大對(duì)一定的塔器，操作時(shí)氣液流量的變化會(huì)影響分離效率。若

將分離效率最高時(shí)的氣液負(fù)荷作為最佳負(fù)荷點(diǎn)，可把分離效率比最高效率下降

15%的最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之比稱(chēng)為操作彈性，易于穩(wěn)定操作。

(4)氣體阻力小可使氣體的輸送功率消耗小。對(duì)真空精儲(chǔ)來(lái)說(shuō)，降低塔器對(duì)

氣流的阻力可減小塔頂、塔底間的壓差，降低塔底操作的壓強(qiáng)，從而可降低塔底

溶液泡點(diǎn)，降低對(duì)塔釜加熱劑的要求，還可防止塔底物料的分解。

(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備取材面廣便于加工制造與維修，價(jià)格低廉，適用面廣。

1.2塔的類(lèi)型

工業(yè)上使用的塔類(lèi)型主要是填料塔和板式塔兩種，對(duì)于填料塔和板式塔的

比較和選擇如下。

1.2.1填料塔和板式塔的比較

表1-1精儲(chǔ)塔的主要類(lèi)型及特點(diǎn)

類(lèi)型板式塔填料塔

塔內(nèi)設(shè)置有多層整砌或亂堆的填料，如拉

每層板上裝配有不同型式的氣

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)西環(huán)、鮑爾環(huán)、鞍型填料等散裝填料，格

液接觸元件或特殊結(jié)構(gòu)

柵、波紋板等規(guī)整填料

微分式接觸，可采用逆流操作，也可采用

操作特點(diǎn)氣液逆流逐級(jí)接觸

并流操作

5

彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0-------定型位備選型與"杼依備段計(jì)

空塔速度(亦即生產(chǎn)能力)高，

大尺寸空塔氣速較大，小尺寸空塔氣速較

效率高且穩(wěn)定；壓降大，液氣

設(shè)備性能小；要求液相噴淋量較大，持液量小，操

比的適應(yīng)范圍大，持液量大，

作彈性大

操作彈性小

新型填料制備復(fù)雜，造價(jià)高，檢修清理困

直徑在600mm以下的塔安裝

制造與維修難，可采用非金屬材料制造，但安裝過(guò)程

困難，金屬材料耗量大

較為困難

處理量大，操作彈性大,帶有處理強(qiáng)腐蝕性，液氣比大，真空操作要求

適用場(chǎng)合

污垢的物料壓力降小的物料

選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素有：物料性質(zhì)、操作條件、塔設(shè)備性能及塔的制造、安

裝、運(yùn)轉(zhuǎn)、維修等。

類(lèi)型選擇時(shí)需要考慮多方面的因素，如物料性質(zhì)、操作條件、塔設(shè)備的性能,

以及塔的制造、安裝、運(yùn)轉(zhuǎn)和維修等。對(duì)于真空精偏和常壓精偏，通常填料塔塔

效率優(yōu)于板式塔，應(yīng)優(yōu)先考慮選用填料塔，其原因在于填料充分利用了塔內(nèi)空間，

提供的傳質(zhì)面積很大，使得汽液兩相能夠充分接觸傳質(zhì)。而對(duì)于加壓精偏，若沒(méi)

有特殊情況，一般不采用填料塔。這是因?yàn)樘盍纤耐顿Y大，耐波動(dòng)能力差。

同樣，吸收過(guò)程也分為液膜控制、氣膜控制和介于兩者之間的共同控制吸收

三種類(lèi)型。氣膜控制的吸收與真空精儲(chǔ)相似，應(yīng)優(yōu)先考慮選用高效規(guī)整填料塔；

液膜控制的吸收與加壓精儲(chǔ)相似，往往選用板式塔或汽液湍動(dòng)大、持液量高的散

裝填料塔；介于兩者之間的，宜采用比表面積大、持液量高、液相湍動(dòng)大的填料

塔，一般多采用散裝填料塔。

具體來(lái)講，應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面：

(1)與物性有關(guān)的因素

易起泡的物系，如處理量不大時(shí)，以選用填料塔為宜。因?yàn)樘盍夏苁古菽?/p>

裂，在板式塔中則易引起液泛。

具有腐蝕性的介質(zhì)，可選用填料塔。如必須用板式塔，宜選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造

價(jià)便宜的篩板塔盤(pán)、穿流式塔盤(pán)或舌形塔盤(pán)，以便及時(shí)更換。

具有熱敏性的物料須減壓操作，以防過(guò)熱引起分解或聚合，故應(yīng)選用壓力降

較小的塔型。

粘性較大的物系，可以選用大尺寸填料。板式塔的傳質(zhì)效率太差。

含有懸浮物的物料，應(yīng)選擇液流通道大的塔型，以板式塔為宜。

6

彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0-----定型位備選型與"杼依備段計(jì)

操作過(guò)程中有熱效應(yīng)的系統(tǒng)，用板式塔為宜。

(2)與操作條件有關(guān)的因素

若氣相傳質(zhì)阻力大，宜采用填料塔。

大的液體負(fù)荷，可選用填料塔。

液氣比波動(dòng)的適應(yīng)性，板式塔優(yōu)于填料塔。

操作彈性，板式塔較填料塔大，其中以浮閥塔最大，泡罩塔次之。

(3)其他因素

對(duì)于多數(shù)情況，塔徑大于800mm時(shí)，宜用板式塔，小于800mm時(shí)，則可

用填料塔。但也有例外，鮑爾環(huán)及某些新型填料在大塔中的使用效果可優(yōu)于板式

塔。

一般填料塔比板式塔重。

大塔以板式塔造價(jià)較廉。

填料塔用于吸收和解吸過(guò)程，可以達(dá)到很好的傳質(zhì)效果，它具有通量大、阻

力小、傳質(zhì)效率高等性能。因此實(shí)際過(guò)程中，吸收、解吸和氣體洗滌過(guò)程絕大多

數(shù)都使用填料塔。

1.2.2板式塔

板式塔是在塔內(nèi)有多層塔板，傳熱傳質(zhì)過(guò)程基本上在每層塔板上進(jìn)行，塔板

的形狀、塔板結(jié)構(gòu)或塔板上氣液兩相的表現(xiàn)，就成了命名這些他的依據(jù)，諸如篩

板塔、舌形板塔、斜孔板塔、波紋形板塔、泡罩塔、浮閥塔、噴射板塔、波紋傳

流塔、浮動(dòng)噴射塔。下面簡(jiǎn)單介紹一下幾種常見(jiàn)的板式塔性能。

(1)浮閥塔

生產(chǎn)能力大，彈性大，分離效率高，霧沫夾帶少，液面梯度較小，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)

單，是新發(fā)展的一種塔。目前很多專(zhuān)家正力圖對(duì)此改進(jìn)提高，不斷有新的浮閥類(lèi)

型出現(xiàn)。

(2)泡罩塔

泡罩塔是工業(yè)上使用最早的一種板式塔，氣液接觸有充分的保證，操作彈性

大，但其分離效率不高，金屬消耗量大且加工較復(fù)雜，應(yīng)用逐漸減少。

7

彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0------定型位備選型與"杼依備段計(jì)??

篩板塔是一種有降液管、板形式結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的板式塔，孔徑一般為4~8mm,

制造方便，處理量大，清洗、更換、修理均較容易，但操作范圍較小，適用于清

潔的物料，以免堵塞。

（3）波紋穿流板塔

波紋穿流板塔是一種新型板式塔，氣液兩相在板上穿流通過(guò)，沒(méi)有降液管，

加工方便，生產(chǎn)能力大，霧沫夾帶小，壓降小，除污容易且不易堵塞，甚至在除

塵、中和、洗滌等方面應(yīng)用更為廣泛。

國(guó)內(nèi)常用浮閥有3種：F1型、V-4型和T型。三種浮閥中，F(xiàn)1型浮閥最簡(jiǎn)

單，該類(lèi)型浮閥已被廣泛使用，我國(guó)已有頒布標(biāo)準(zhǔn)（JB1118-68）OF1型閥又分

重閥與輕閥兩種，重閥用厚度2mm鋼板沖成，閥質(zhì)量約33g,輕閥用厚度1.5mm

鋼板沖成，質(zhì)量約25g。閥重則閥的慣性大，操作穩(wěn)定性好，但氣體阻力大。一

般采用重閥，只有要求壓降很小的場(chǎng)合，如真空精儲(chǔ)時(shí)才使用輕閥。

3種閥的主要尺寸見(jiàn)下表：

表1-2三種閥主要尺寸

閥的類(lèi)型Fl型（重閥）V-4型T型

篩孔直徑/mm393939

閥片直徑/mm484850

閥片厚度/mm21.52

最大開(kāi)度/mm8.58.58

靜止開(kāi)度/mm2.52.51.0-2.0

閥片質(zhì)量/mm32-3435-2630-32

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彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0------定型位備選型與"杼依備段計(jì)

表1-3各類(lèi)塔板性能比較

溢流式穿流式

F條圓條

十字舌浮動(dòng)S形篩波

指標(biāo)形形篩形形神

架形形噴射泡孔紋

浮浮板泡泡板

浮閥板塔板罩板板

閥閥罩罩

液體和氣高444444213444

體負(fù)荷低555233333233

彈性（穩(wěn)定操作）555334434112

壓力降233324000433

霧沫夾帶量334343112444

分離效率554433434444

單位設(shè)備體積

444444213444

的處理量

制造費(fèi)用334443213553

材料消耗444454223554

安裝和拆修434443113553

維修333333213554

污垢物料對(duì)操

232123100244

作的影響

注：0—不好；1—尚可；2—合適；3—較滿(mǎn)意；4—很好；5—最好

1.2.3填料塔

填料塔是一個(gè)圓筒塔體，塔內(nèi)裝載一層或多層填料，氣相由下而上、液相由

上而下接觸，傳熱和傳質(zhì)主要在填料表面上進(jìn)行，因此，填料的選擇是填料塔的

關(guān)鍵。

填料的種類(lèi)很多，根據(jù)裝填方式的不同，可分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類(lèi)。

填料的選擇主要根據(jù)以下幾個(gè)方面來(lái)考慮：

（1）比表面積要大，有較高的傳質(zhì)效率；

（2）有較大的通量；

（3）填料層的壓降小；

（4）填料的操作性能好；

（5）液體的再分布性能要好；

（6）要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度；

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彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0------定型位備選型與"杼依備段計(jì)

（7）價(jià)格低廉。

填料的選取包括確定其種類(lèi)、規(guī)格、及材質(zhì)等。顆粒填料包括拉西環(huán)、鮑爾

環(huán)、階梯環(huán)等，規(guī)整填料主要有波紋填料、格柵填料、繞卷填料等。國(guó)內(nèi)學(xué)者采

用模糊數(shù)學(xué)方法對(duì)九種常用填料的性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)如表1-4所示：

表L4九種常用填料性能對(duì)比

填料名稱(chēng)評(píng)估值評(píng)價(jià)排序

絲網(wǎng)波紋填料0.86很好1

孔板波紋填料0.61相當(dāng)好2

金屬I(mǎi)ntalox0.59相當(dāng)好3

金屬鞍形環(huán)0.57相當(dāng)好4

金屬階梯環(huán)0.53一般好5

金屬鮑爾環(huán)0.51一般好6

瓷Intalox0.41較好7

瓷鞍形環(huán)0.38略好8

瓷拉西環(huán)0.36略好9

填料的選擇包括確定填料的種類(lèi)、規(guī)格及材質(zhì)等。所選填料既要滿(mǎn)足生產(chǎn)工

藝的要求，又要使設(shè)備投資和操作費(fèi)用最低。

1.2.4塔型的結(jié)構(gòu)與選擇

1.2.4.1塔設(shè)備結(jié)構(gòu)

塔設(shè)備結(jié)構(gòu)主要包括：塔體、內(nèi)件、支座及附件。

（1）塔體是典型的高大直立容器，多由筒節(jié)、封頭組成。當(dāng)塔體直徑大于

800mm時(shí)，各塔節(jié)焊接成一個(gè)整體；直徑小的塔多分段制造，然后再用法蘭連

接起來(lái)；

（2）內(nèi)件是物料進(jìn)行工藝過(guò)程的地方，由塔盤(pán)或填料支承等件組成；

（3）支座常用裙式支座；

（4）附件包括人、手孔，各種接管、平臺(tái)、扶梯、吊柱等。

具體來(lái)講，應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面：

1.2.4.2本廠實(shí)際情況的選擇

10

彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0------定型位備選型與"杼依備段計(jì)

(1)在各個(gè)工段中，既含有二硫化碳、甲烷等腐蝕性小的物系，又含有硫

化氫、二氧化硫等腐蝕性較大的物系，因此在塔型選擇時(shí)應(yīng)分別考慮；

(2)在部分工段會(huì)產(chǎn)生懸浮物；

(3)常壓、減壓、加壓操作均存在；

(4)塔徑一般較大，個(gè)別為小尺寸；

(5)從成本出發(fā)，優(yōu)先考慮板式塔，但在一些吸收過(guò)程中，同時(shí)使用填料

塔。

具體的選擇結(jié)果如表1-5所示:

表1-5塔型確定

塔設(shè)備編號(hào)塔設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備類(lèi)型

T0101原料吸收塔填料塔

T0102原料解吸塔浮閥塔

T0301二硫化碳精福塔浮閥塔

T0401硫化氫吸收塔填料塔

T0402硫化氫解吸塔浮閥塔

T0403PC脫水塔浮閥塔

1.3塔設(shè)備設(shè)計(jì)舉例—二硫化碳精儲(chǔ)塔T0301

二硫化碳精儲(chǔ)塔T0301操作壓力為2.3MPa,塔頂溫度-32.9℃,塔底溫度

91.9℃,塔板數(shù)30塊，一股進(jìn)料，從第12塊塔板進(jìn)料，T0301的詳細(xì)計(jì)算過(guò)程

如下所述。

1.3.1工藝設(shè)計(jì)

13.1.1水力學(xué)參數(shù)獲得

(1)塔板的選型

由1.2.2比較，綜合考慮塔板的效率、分離效果和設(shè)備的成本、維修等，我

們初步選擇浮閥塔。

(2)物性參數(shù)

11

彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0------定型位備選型與"杼依備段計(jì)

提取Aspenplus各塔板上的物性參數(shù)，選取塔板上氣液相負(fù)荷最大的第5塊

塔板進(jìn)行手工計(jì)算和校核，然后再用Aspenplus進(jìn)行塔的設(shè)計(jì)和校核，通過(guò)比較

來(lái)檢查計(jì)算的正確性。

采用AspenPlus對(duì)T0301添加TraySizing0各塔板上的物性參數(shù)如表1-6所

示：

12

篌法域472kt/a旎磁切改制二戊化碇生聲發(fā)Q與用杼祓備槌出

表1-6各塔板上的物性參數(shù)

塔表面張力

溫度/C質(zhì)量流率/(kg/h)體積流率/Cm%!)密度/(kg/n?)黏度/cP

板/(dyne/m)

級(jí)

液體氣體液體氣體液體氣體液體氣體液體氣體液體

數(shù)

1-32.902978-32.41416913442.248923268.555414.96187823709.6301898.4332566.27247320.227103260.0103322557.4633643

2-32.414169-32.3402413424.45923250.765614.92826143713.29896899.2647356.261484970.228471740.0103293487.49734271

3-32.34024-32.21913113443.959723270.266114.9597983703.27436898.6725416.283700260.226994310.01033789117.46462882

4-32.219131-31.82507513448.460323274.766514.93685773697.72847900.3540466.29434170.227209790.01035621797.48893386

5-31.825075-30.19354513471.320723297.626414.82091123695.34202908.9401166.304592730.228895210.0104323197.62381959

6-30.193545-24.53871413625.584823451.888214.39108073694.65924946.8076156.347510480.236973750.01070152988.2594747

7-24.538714-13.711614323.809124150.107513.53650313659.130621058.16176.599957760.262270450.011241787810.8844828

8-13.7116-4.439257515523.894725350.195612.93414393598.071391200.225917.045495440.293303150.011723863816.3674606

9-4.4392575-0.113915116381.632826207.944212.84674193573.464631275.158557.334043260.3029930.011948269321.9711454

10-0.11391512.2123706216701.518326527.842612.84777883571.095491299.953757.428488740.303136040.012054611424.7786397

112.212370628.0276759816564.263926390.595612.675043603.864571306.841167.322859970.302651490.012250663226.1329797

1210.873893324.370541639583.201628753.804930.37837553240.716791303.005878.87266820.29986770.012957558529.6860923

1324.370541628.676902441934.179631104.78231.46816053283.588011332.590759.472802880.28052520.013115055837.3542332

1428.676902429.80925142690.851531861.452931.88910473301.773651338.728459.649799270.272764260.01315376839.3156492

13

演i?,熔?,72kt/a破磁電改制二成化嫉生產(chǎn)發(fā)?——也含包也與外標(biāo)祓備謖計(jì)

1529.80925130.125613442888.215932058.816532.00628553302.939611339.993549.706146730.270576310.013165008639.9168716

1630.125613430.249061742940.096932110.697732.04052313299.241241340.180899.73275230.269896990.013169920740.1005772

1730.249061730.340588442956.49232127.094832.05449733294.424251340.108119.751960370.269580670.013173664240.1225627

1830.340588430.495904342961.553132132.157132.06286413289.638311339.916269.767686920.269339010.013178802640.1183961

1930.495904331.020270242950.074332120.670832.06678253286.291121339.394579.774140420.269052290.013192300440.1100978

2031.020270233.343989942864.906532035.501632.05381793289.42681337.279289.73893130.268470220.013244620440.1092617

2133.343989942.328773742555.832331726.4432.05555583312.307621327.564959.578349490.266410330.013398305240.0703309

2242.328773762.236546142264.430531435.029332.71346313350.947411291.958319.380937830.259191410.013424152639.2865717

2362.236546180.777660443225.912132396.499535054681228.481559.439389090.245546830.012967414334.7615469

2480.777660488.618657644852.26634022.8537.92170223563.444011182.759839.547743670.235769120.012620129731.8318261

2588.618657690.866077945653.7534824.333339.16482913629.582051165.682359.594584930.232562340.01250967430.5879747

2690.866077991.480136945867.089235037.672439.50535363644.888251161.034779.612824870.231734490.012485892830.2310037

2791.480136991.69464245878.638735049.222139.55421783643.572071159.892459.619467230.231525050.012485883530.1318557

2891.69464291.822707645810.479534981.063139.50349463637.542271159.656389.616675370.23149810.012493735530.0950892

2991.822707691.944101645675.18234845.76639.38491393629.526411159.712639.600637110.231572610.012507014730.0707631

3091.944101691.944101610829.415909.3359775601159.965930.231769120.010329347530.0454604

14

彼洛域472kt/a祓,碳切收到二破化碳生聲發(fā)0------定型位備選型與"杼依備段計(jì)

得到水力學(xué)參數(shù)表后，從中選擇氣相負(fù)荷最大的塔板，作為設(shè)計(jì)的計(jì)算依

據(jù)。

表1-7第2塊塔板物性參數(shù)

物性參數(shù)液體氣體

溫度/℃-32.414169-32.340