碳酸丙烯酯(PC)脱除CO2填料塔的设计1.docVIP

化工原理课程设计 学院名称 同 组 成 员 指 导 教 师 设 计 时 间 成绩评定书 设计题目 碳酸丙烯酯脱除合成氨原料气中C02填料塔设计 成绩 课 程 设 计 主 要 内 容 本次课程设计的任务是：设计年处理量40000 Nm3/h，含CO2为30%的合成氨原料气的填料塔设计。本次设计我的工作主要内容： 查阅相关资料信息； 程序的优化； 3、装配图的绘制； 4、部分流程图绘制； 指 导 教 师 评 语 签 名： 2011 年 月 日 化工原理课程设计任务书 设计题目：碳酸丙烯酯（PC）脱除合成氨原料气中CO2填料塔的设计 设计任务及操作条件： 1.合成氨原料进气量 20000 Nm3/h。 2.原料气组成（摩尔分率） CO2 CO H2 N2 CH4 30.5% 3% 48.5% 15% 3% 3.出塔净化气中：CO2≤0.5% （摩尔分率） 4.操作温度 31℃ 5.操作压力 2.1MPa 设计成果： 设计说明书一份 带控制点的工艺流程图 （3#图纸）一张； 填料吸收塔的装配图 （1#图纸））一张。 目 录 摘要 -1 - Abstract - 1 - 1 引言 - 2 - 1.1 合成氨原料气中CO2的脱除工艺发展及现状 - 2 - 1.2 PC脱除CO2的基本工艺流程简介及工艺流程图 - 3 - 2 PC脱除CO2填料吸收塔工艺尺寸的计算 - 6 - 2.1设计参数和物性参数的计算 - 6 - 2.1.1 设计参数和指标 - 6 - 2.1.2 CO2溶解在PC中的相平衡曲线及相关物性参数 - 6 - 2.1.3 填料的相关参数 - 9 - 2.2 物料衡算及操作线方程 - 10 - 2.3 塔径的计算 - 11 - 2.3.1 空塔气速u的确定 - 11 - 2.3.2 塔径的计算 - 12 - 2.4 填料层高度的计算 - 12 - 2.4.1 单元传质高度的计算 - 12 - 2.4.2 传质单元数的计算： - 15 - 3 填料吸收塔的优化设计 - 16 - 3.1 总费用的计算 - 16 - 3.1.1 吸收塔塔体和平台扶梯年折旧及维修费用 - 16 - 3.1.2 填料年折旧费用 - 17 - 3.1.3 离心泵年折旧和维修费用及操作费用 - 17 - 3.1.4 吸收剂费用 - 19 - 4 填料吸收塔的内部结构设计 - 20 - 4.1 填料支承装置 - 20 - 4.2 液体喷淋装置 - 20 - 4.3 液体再分布装置 - 21 - 4.4 塔顶除雾沫器 - 21 - 4.5 填料压板和床层限制板 - 22 - 4.6 管口结构 - 22 - 4.6.1气体和液体的进出口装置 - 22 - 4.6.2填料卸出口 - 23 - 4.6.3人孔 5 填料吸收塔的设计校核 - 24 - 5.1主要工艺参数校核 - 24 - 5.1.1 液体喷淋密度 - 24 - 5.1.2 塔直径与填料直径之比 - 25 - 5.1.3 实际气速与液泛气速的比值 - 25 - 5.2 填料吸收塔的强度及稳定计算及校核 - 25 - 5.2.1 筒体材料的选用与计算 - 25 - 5.2.2 封头厚度的计算 - 26 - 5.2.3 质量载荷计算 - 26 - 5.2.4 塔体的风载荷和风力矩的计算 - 28 - （1）风力矩的计算 - 28 - （2）自振周期 - 30 - 5.2.5 地震载荷 - 30 - 5.2.6 最大弯矩的计算 - 31 - 5.2.7 塔体的强度与稳定校核 - 31 - 5.2.8 裙座的强度和稳定性计算、校核 - 33 - 5.2.9 筒体和裙座水压试验时塔的应力校核 - 33 - 5.2.10 基础环板的设计 - 34 - 5.2.11 地脚螺栓的设计 - 35 - 7 优化程序及结果 -36 - 7.1 优化程序 - 36 - 7.2 优化程序结果输出 - 37 - 8 主要符号说明 - 41- 9 设计汇总总结 - 45 - 9.1设计汇