变压吸附计算书.doc

此计算书为内部参考，切勿传播！ 30000NM3/h变换气脱碳装置计算书 一、装置基本条件 ⑴变换气组成(V) 变换气组成见表1 表1 变换气组成一览表 组成 H2 CO2 CO CH4 N2 O2 ∑ V% 53 27 2 1.8 16 0.2 100 ⑵ 温度： ≤40℃ ⑶ 压力（表）： 0.78MPa ⑷ 处理变换气： 30000Nm3/h ⑸ 总硫： ≤150mg/ Nm3 ⑹ 年开车时间: 8000小时 二、脱碳装置性能指标 ⑴ 净化气中CO2含量: ≤0.2%(V) ⑵ 净化气压力（表）: 1.8MPa ⑶ 净化气温度: ≤45℃ ⑷ 氢气回收率: ≥99.5%(V) （吸附塔四均后无气体返回压缩系统） ⑸ 氮气回收率: ≥98%(V) （吸附塔四均后无气体返回压缩系统） ⑹一氧化碳回收率： ≥97%(V) （吸附塔四均后无气体返回压缩系统） 三、设备的选型及计算 根据以上条件，本装置采用我公司的两段变压吸附吹扫流程，粗脱段采用15-3-10流程（即15塔3塔吸附10次均压），循环时间为800s；净化段采用9-2-4（即9塔2塔吸附4次均压），循环时间为720s。 吸附剂的用量计算(实际操作压力按粗脱段0.75Mpa、净化段1.75Mpa) 本装置粗脱段吸附塔中的吸附剂采用两段装填，下层为氧化铝，上层为硅胶；净化段吸附塔中的吸附剂采用硅胶。 a. 氧化铝的计算 以146000 Nm3/h的变换气需要氧化铝为136 m3，所以需要氧化铝为： 30000×136×18.5÷8.5÷146000=60.82 m3 为保险取氧化铝为60.82×1.15=70 m3 b. 粗脱段硅胶的计算 以146000 Nm3/h的变换气需要硅胶为1000m3，所以需要硅胶为： 30000×1000×18.5÷8.5×146000=447.22 m3 为保险取硅胶为447.22×1.15=514.3 m3 按东平的1.15倍计算：（60.82+447.22）×1.15=584.25 取585 m3 c. 净化段硅胶的计算 以146000 Nm3/h的变换气需要硅胶为604 m3，所以需要硅胶为： 30000×604÷146000=124 m3 按东平的1.3倍计算124×1.3=161.2m3 水分离器的计算 a. 水分离器直径的计算 变换气量为30000Nm3/h； 变换气压力为0.78Mpa（表压）； 变换气温度为40℃； 空塔气速取0.42m/s； 变换气在气水分离器中停留时间取12s。 0.42×0.785×D2=30000÷273÷8.8×313÷3600 D=（30000×313/3600×8.8×0.42×0.785×273）1/2 =（30000×313/3600×8.8×0.42×0.785×273）1/2 =1.815m 圆整直径为1800mm b.水分离器高度的计算 实际空塔气速为0.427 m/s 则水分高度为12×0.427=5.124m 圆整高度为5200mm c.水分离器容积计算 0.785×1.82×12×0.427+0.795×2=14.62 m3 吸附塔的计算 吸附剂装填量为（584.25）/15=38.95 m3 取39 m3 1）粗脱吸附塔的计算 a.粗脱段吸附塔直径的计算：（空塔流速取0.072m/s） D直=（30000×（273+40）/（0.785×3×3600×273×8.8×0.080））1/2 =2.40m 所以，吸附塔直径取2400mm b.粗脱段吸附塔高度的计算： H筒=（V氧化铝+V硅胶）/0.785×D塔2×塔数 =（585）/0.785×2.42×15 =8.63m V塔=39÷0.9=43.33 m3 c.进塔口径计算 D直=(30000×313÷273÷3600÷8.8÷0.785÷12÷3)1/2 =0.196m 取DN=200mm d.出塔口径计算 D直=(30000×（100－27）×313÷（100－9）÷273÷3600÷8.8÷0.785÷10÷3)1/2 =0.192m 取DN=200mm 2）.净化段吸附塔直径的计算 吸附剂装填量为161.2/9=17.9 m3 a.净化段吸附塔直径的计算：（空塔流速取0.053m/s） D直=﹛30000×（100－27）×313/（100－9）×273×3600×2×19×0.785×0.053﹜1/2 =2.202m 所以，吸附塔直径取