毕业设计与论文（天然气三甘醇脱水工艺设计—吸收塔及重沸器设计、泵的选型）.doc

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1、重庆科技学院 毕业设计（论文）题 目 天然气三甘醇脱水工艺设计 吸收塔及重沸器设计、泵的选型 院 （系） 石油与天然气工程学院 专业班级 油气储运工程1991级 学生姓名 X X X 学号 指导教师 X X X 职称 教 授 评阅教师 X X X 职称 讲 师 1991年 6月 8 日 注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）

2、正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外

3、文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它学生毕业设计（论文）原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师梁平的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。毕业设计（论文）作者（签字）： XXX 2011年 6 月 8日重庆科技学院本科生毕业设计 摘要摘 要天然气中的水对于天然气的输送和使用都是有害的，因此，在经济条件允许

4、的情况下，尽可能的脱去天然气中的水，不论对于天然气输送还是使用都非常的有必要。天然气中的水通常以气态和液态两种形式存在，在少数情况下也会呈固态。天然气净化的一个重要环节就是脱除液态水和气态水，从而防止固态水在输送过程中的产生。液态水只需要通过简单的气液分离就能将其与天然气分离开，气态水用这种方法则不能被脱除。脱除天然气中气态水的方法目前主要有吸收法、吸附法、冷凝法以及超音速法，这一篇文章应用的是吸收法脱水中的三甘醇脱水。文章根据三甘醇脱水的原理，依据三甘醇脱水工艺流程，结合已知的天然气日处理量和其它相关物理化学参数，经过严密理论计算、严格执行行业现行相关规范,设计出了吸收塔、重沸器，并根据工艺

5、要求选择出了甘醇循环泵。关键词：三甘醇脱水 吸收塔 重沸器 甘醇循环泵I重庆科技学院本科生毕业设计 ABSTRACTABSTRACTThe water in the natural gas for transmission and use are harmful, therefore, in economic conditions allow as far as possible remove the water in the nature gas is necessary for gas transmission and use. The water in Natural gas usual

6、ly of gas and liquid form existence, in a few instances will also is solid.One of the important process natural gas purification is removing liquid water and gas water, thus preventing solid water produced during pneumatic conveying. Liquid water only through simple gas-liquid separation can separat

7、e it with natural gas, but gas water using this method cannot be removal. The methods removals of water vapor in nature gas have absorption, adhesion, condensation and supersonic, this article is the application absorption method of TEG dehydration. Article based on the principle of TEG dehydration,

8、 and the classic TEG dehydration process, then combined daily processing capacity with other relevant Physical Chemistry parameters of the known natural gas, after a rigorous theoretical calculation and strict implementation of the current industry-related standards, designed the absorption tower, r

9、ebuilder, according to process requirements Selected the TEG circulation pump.Keywords: TEG dehydration; absorption tower; reboiler; TEG circulation pump30重庆科技学院本科生毕业设计 目录目 录摘 要IABSTRACTII1绪 论11.1本课题的目的11.2天然气三甘醇脱水国内外现状11.3设计参数31.4遵循的规范、标准42吸收塔设计52.1吸收塔选型52.2吸收塔工艺计算62.3吸收塔设计结果243重沸器设计263.1重沸器选材263.2

10、重沸器设计263.3重沸器设计结果294 三甘醇泵的选型304.1影响选泵的因素304.2选泵结果305结 论32参考文献33致 谢34附 录35重庆科技学院本科生毕业设计 绪论1绪 论1.1本课题的目的在学习完本科油气储运工程专业课程之后，我对油气储运工程专业以后要从事的工作得以窥见一斑，也对油气储运工程有了一定的认识。油气储运工程研究方向众多，本课题要研究的只是天然气净化中的脱水环节。目前天然气的脱水方法主要有冷凝法、吸收法、吸附法以及超音速法。本课题采用的是使用较为广泛的三甘醇吸收法脱水。天然气三甘醇脱水的主要设备有吸收部分的过滤分离器、吸收塔，再生部分的闪蒸分离器、三甘醇过滤器、甘醇换

11、热器、精馏柱、再生塔、重沸器以及甘醇循环泵。为了对天然气三甘醇脱水有一个更加系统、全面的了解，综合利用所学知识进行2000104 m3/d天然气三甘醇脱水装置工艺设计。通过学习和训练，能入理解三甘醇脱水的基本理论和技术，掌握三甘醇脱水的设计思路及方法，而本课题的主要目的是通过对天然气三甘醇脱水系统吸收塔、重沸器的设计以及泵的选型使自己对天然气三甘醇脱水系统有更进一步的认识，对吸收塔、重沸器及泵的工作原理、尺寸结构、运行工况有一定的掌握，能够根据三甘醇脱水系统的工况简单分析一些在系统运行中常见的问题，并给出相应的解决方案。1.2天然气三甘醇脱水国内外现状1.2.1三甘醇脱水系统三甘醇作为脱水剂其

12、优点缺点对比如表1-1所示；表1-1三甘醇作为脱水剂其优点缺点对比优点缺点具有DEG的优点，理论热分解温度较DEG高，获得露点降较大，蒸汽压较DEG低，蒸发损失小，投资及操作费用较DEG低。投资及操作费用较CaCl2水溶液法高，当有液烃存在时，再生过程易起泡，有事需要加入消泡剂。三甘醇脱水系统在天然气工业中得到了广泛的应用。但还是存在着一些问题：系统比较复杂；三甘醇溶液再生过程的能耗比较大；三甘醇溶液会损失和被污染，因此需要补充和净化；三甘醇与空气接触会发生氧化反应，生成有腐蚀性的有机酸。所以， 三甘醇脱水的投资和运行成本比较高。目前国内的橇装三甘醇脱水系统多从国外引进。虽然性能很好，但是也存

13、在很多问题。如一次性投资比较大；各种零配件和消耗品不易购买，而且价格昂贵；计量标准与我国现行标准不同；测量系统不适合我国的天然气性质等。例如四川大天池天然气输送干线引进的橇装三甘醇脱水系统，1999年3月25日至7月27日试运行过程中，日平均三甘醇消耗量为1119 kg，而且随着装置运行时间延长，三甘醇消耗逐渐增加。由于使用的三甘醇需要进口，价格较高，因此三甘醇消耗量成为影响生产成本的重要因素。1.2.2吸收塔吸收塔是三甘醇脱水装置最主要的设备，通常由底部的进口气涤器（洗涤器）、中部的吸收段和顶部的捕露器3部分组成。由于液体流量小，同时又不是塔尺寸计算的一个决定性因素，吸收塔的直径主要由气体流

14、速与空塔速度决定，塔内的塔板数和所占空间则决定了吸收塔的高度。吸收塔分为板式塔和填料塔2种类型。前者通常采用泡罩(帽)塔板，在确定了进料气所要求的露点降、吸收塔的温度和压力等参数后，可根据贫三甘醇浓度、三甘醇循环量和露点降之间的关系，来选择合适的贫三甘醇浓度和吸收塔塔板数。实践证明，任何泡罩式甘醇吸收塔至少要有4块实际塔板数才能有良好的脱水效果，一般采用412块。填料塔主要采用瓷质鞍形填料和不锈钢环，一般根据填料效率和填料系数选择填料的尺寸。在国外塔的发展方向主要是：“要求在提高处理能力和筒化结构”的前提下，保持一定的弹性操作和适当的压力降，并尽量提高塔盘的效率。至于新型材料的研究，则希望找到

15、有利于气液分布均匀、高效和制造方便的填料。目前，我国常用的板式塔型仍为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔和舌形塔等，填料种类除拉西环、鲍尔环外，阶梯环以及波纹填料、金属丝网填料等规整填料也常采用。近年来，参考国外塔设备技术的发展动向，加强了对筛板塔的研制工作，提出了斜孔塔和浮动喷射塔等新塔型。对多降液管塔盘、导向筛板、网孔塔盘等，也都作了较多的研究，并推广应用于生产。其它多种塔形和金属鞍环填料的流体力学性能、传质性能和几何结构等方面的试验工作，也在进行，有些已取得了一定的成果或用于生产。1.2.3重沸器 重沸器的作用是用来提供热量将富三甘醇加热至一定温度，使富三甘醇中所吸收的水分汽化并从精馏柱顶排放，同时

16、提供回流热负荷及补充散热损失。按照水力学特性，精馏柱的重沸器一般可以分为一下两类：池式沸腾设备，如釜式重沸器和内置式重沸器；高速一次通过式和循环式设备，如热虹吸式重沸器和泵强制输送式重沸器。在三甘醇脱水系统中重沸器通常为卧式容器，采用釜式结构，一般采用火管直接加热、水蒸气或热油间接加热、电加热以及废气加热等4种加热形式。当采用火管直接加热方法时，要注意将重沸器安装在平台下风向一个安全的地方当采用水蒸气或热油作热源时，热流密度由热源温度控制，热源温度的推荐值为232，有时也可用260。不论采用何种热源，重沸器内三甘醇溶液液位应比顶部传热管高150mm。1.2.4甘醇循环泵由于天然气系统压力高、三

17、甘醇再生温度高等原因，在三甘醇脱水系统中泵甘醇循环泵的泄漏较为普遍，这无疑就会增加三甘醇损耗量。CQ系列磁力离心泵和KIMRAY三甘醇泵都能够有效地解决泄漏问题，KIMRAY三甘醇泵还能节能减耗。CQ系列磁力离心泵泵体逐渐是由主动和从动永磁钢组成的磁性联轴器，外磁钢和电动机相连为主动件，内磁钢和叶轮相连为被动件，当电动机启动后，通过磁力耦合驱动叶轮同步工作。泵的结构要点以静密封取代动密封，使泵的过流部件完全处于密封状态，从而保证介质与外界的隔绝，彻底解决了机械密封不能解决的跑、冒、滴、漏等弊端。KIMRAY 三甘醇泵也称甘醇能量转换泵，利用吸收塔出来的高压富甘醇与来自再生装置的低压贫甘醇进行能

18、量交换，将高压富甘醇变为低压富甘醇离开循环泵，而低压贫甘醇变为高压贫甘醇进入吸收塔。三甘醇脱水系统的KIMRAY泵具有以下优点：不需额外的动力，节能环保，符合当前创建资源节约型社会和创建环境友好型社会的时代主题。泵吸入和排出的三甘醇流量一致，因此脱水塔不需要液位显示和控制装置，使脱水装置的投运和日常操作、维护变得十分便利，提高了脱水装置的可靠性。泵壳体上没有动密封，有效防止了三甘醇泄漏。1.3设计参数原料气条件：温度40 ；压力9.5MPa；流量2000104 m3/d（正常）、2200104 m3/d（最大）。原料气组成如表1-2所示（mol%）（干基）：表1-2原料天然气组分组分mol%N

19、20.5815CO20.6911He0.0069Methane98.0730Ethane0.5314Propane0.0420i-Butane0.0067续表n-Butane0.0100i-Pentane0.0036n-Pentane0.0038n-Hexane0.0044n-Heptanes0.0272n-Octane0.0065n-Nonane0.0031n-Decane0.0018n-C110.0022n-C120.0027n-C130.0007n-C140.0014Total100.001.4遵循的规范、标准1 SY/T 0515-1997 油气分离器规范 2 SY/T 0076-20

20、08 天然气脱水设计规范3 SY/T 0602-2005 甘醇型天然气脱水设计规范 4 SY/T0010-1996 气田集气工程设计规范 5 SH 3098-2000 石油化工塔器设计规范6 JBT 4737-1995 椭圆形封头7 SY 0031-2004石油工业用加热炉安全规程8 SY/T 0003-2003 石油天然气工程制图标准 9 GB 151-1999 管壳式换热器 5 JBT 4710-2005 钢制压力容器13 GBT 9019-2001 压力容器公称直径14 GB150.2-2010 固定式压力容器15 GB50011-2010 建筑物抗震设计 16 SY/T 0504-20

21、06 石油工业用加热炉型式与基本参数重庆科技学院本科生毕业设计 吸收塔设计2吸收塔设计2.1吸收塔选型根据本课题采用的脱水剂为三甘醇，根据SY/T00762008中5.3.2要求，吸收塔选择板式塔。板式塔之间的比较式一个十分复杂的问题，要考虑的问题很多，而且每一种方法都存在一些不足的地方，综合考虑各方面因素后，对板式塔的评价具体可以从以下几个方面比较：生产能力；塔板效率；操作弹性；气体通过塔盘的压力降；造价；操作是否方便。表2-1各种塔盘比较塔盘形式蒸气量液量效率操作弹性压力降价格可靠性泡罩良优良超差良优筛板塔优优优良优超良浮阀优优优优良优优穿流式优超差差优超可表2-2各种板式塔的优缺点及用途

22、塔盘形式结构优点缺点用途泡罩型圆形泡罩复杂1弹性好；2无泄漏1费用高；2板间距大；3压力降比较多适用于特定要求的场合S型泡罩稍简单简化了泡罩的形式，因此性能相似1费用高；2板间距大；3压力降比较多适用于特定要求的场合浮阀型多条浮阀简单1操作弹性好；2塔板效率高；3处理能力较没有特别的缺点适用于加压及常压下的气液传质过程重盘式浮阀有简单和稍复杂的续表T形浮阀简单大筛板（溢流式）简单1正常负荷下的效率好；2费用最低；3压力降小1稳定操作范围窄；2要么扩大孔径，否则易堵物料；3容易发生液体泄漏适用于处理量变动较少且不析出固体物的系统波纹筛板简单1比筛板塔压力降稍高，但是具有同样的优点；2气液分不好栅

23、板简单1处理能力大；2压力降小；3费用便宜1塔板效率地；2弹性较小；3处理量少时，效率剧烈下降适用于粗蒸馏 通过以上表2-1和表2-2个表的比较，结合课题要求，根据SY/T00762008中的5.3.2要求，综合考虑各方面的因素后，笔者决定本课题中选择吸收塔的塔板为圆形泡罩型塔板。2.2吸收塔工艺计算2.2.1进塔贫甘醇浓度的确定干天然气的平均分子质量按2-1式计算： 2-1式中M天然气的相对分之子质量；yi组分i的摩尔分数；Mi组分i的相对分之子质量。根据表1-3中的数据及各组分相对分子质量；由公式2-1， 2-2由公式2-2，相对密度，天然气的拟临界压力和温度按下式计算； 2-3 2-4式

24、中Ppc天然气拟临界压力，Mpa；Tpc天然气拟临界温度，K；S天然气相对密度。根据公式2-3，2-4计算得出：、 2-5 2-6式中Ppr天然气拟对比压力，Mpa；Tpr天然气拟对比温度，K。根据三甘醇脱水系统操作温度推荐值为27381，由于原料气的温度为40，在进入吸收塔之前要进行了节流降压，选取进入吸收塔的原料气温度为27，27对应的压力为9.1Mpa，经计算、，查图2-1得到压缩因子 2-7式中天然气在任意压力、温度下的密度，kg/m3；p天然气的绝对压力，kPa；Z天然气压缩因子T天然气的绝对温度，K。由公式2-7代入数据计算可得到在T=27、P=9.1Mpa时，kg/m3。假设产品

25、气的露点要求为-5。由于离开吸收塔的气体的实际露点一般比平衡露点高5.58.3，所以本课题中选择要到达的露点为-14。查图2-2后可知要达到此要求需要的进塔贫TEG的浓度至少应为98%。12.2.2脱水量及贫三甘醇用量的确定TEG脱水系统单位时间内的脱水量计算2 2-8式中G脱出的水量，kg/h；V进入吸收塔天然气的量，m3/h；y进入吸收塔的天然气含水量，g/m3；y离开吸收塔的天然气含水量，g/m3。贫甘醇用量计算 2-9式中a吸收天然气中1kg水量所需的贫TEG的量，一般a取0.0250.06m3；V进入吸收塔天TEG的量，m3/h；根据课题给出的条件经查图2-3后可知在27、9.1Mp

26、a湿天然气中的饱和含水量0.60g/m3，在-14、9.1Mpa（忽略塔内压降）产品气中的饱和含水量为0.035g/m3。按日处理量的最大值2200104m3/d、取a=0.055，根据公式2-8、2-9计算得到：、。图2-1天然气压缩因子图版天然气平衡时水露点，图2-2吸收塔操作温度、进料贫TEG浓度和流出的干天然气平衡水露点的关系 图2-3天然气水露点2.2.3吸收塔塔板数的确定利用标准的Kremser-Brown吸收因子法2，由相平衡关系，通过逐板做物料衡算导出如下Kremser-Brown方程： 2-10式中WN+1进入吸收塔湿天然气中含水汽的量，kg/Mm3；W1离开吸收塔干天然气中

27、含水汽的量，kg/Mm3；W0当离开干气与进塔贫TEG溶液处于平衡时，干气中含水汽的量，kg/Mm3；N吸收塔理论塔板数；A吸收因子。 2-11式中LTEG溶液循环量，mol/h；V天然气流量，mol/h；K气相中水汽与TEG溶液中液相水之间的平衡常数。 2-12式中y气相中水的摩尔分数；x与气相平衡的TEG溶液中水的摩尔分数。 平衡常数K与TEG溶液浓度有关。TEG贫液进塔后，由上至下流动，吸收了天然气中的水汽，浓度不断变化，因而K值沿吸收塔也是变化的。TEG-水-天然气系统中的液相系为非理想液态体统。预测气液间平衡关系要求使用活性系数。 2-13式中y0与纯相态水呈平衡状态的含饱和水汽的气

28、体中，水汽的摩尔分数，已知操作压力和温度，可由图2-3查出；TEG溶液水的活性系数，可由图2-4查出。图2-4TEG-水溶液中水的活性系数 甘醇中水含量常用含水质量百分数表示，计算中需要将其换算为摩尔分数浓度，其可按下列公式进行换算； 2-14式中W天然气中水汽含量，kg/Mm3；y天然气中水汽含量，水的摩尔分数。 2-15式中GWTEG溶液中水的质量百分数；xTEG溶液中水的摩尔分数。 2-16 2-17式中W0操作条件下与纯相态水呈平衡状态的饱和含量，kg/Mm3；x0与出塔干气平衡的TEG溶液中水的摩尔分数。在TEG吸收塔实际的操作中，由于塔内气液两相接触时间有限，每块塔板上都不会达到平

29、衡状态。所以实际需要的塔板数比理论塔板数要多，实际塔板数与理论塔板数之间的关系如下： 2-18 对于吸收塔，一般可取效率为25%40%。根据公式2-10，由图2-3查出在操作条件下入塔湿天然气与出塔干天然气的含水量分别为；WN+1=0.60g/m3=600kg/Mm3W1=0.035g/m3=35kg/Mm3。根据公式2-14，求W0，则有：查图2-4得到，当TGE浓度为98%时，水的活性系数r=0.52，由于W0= WN+1,所以 将WN+1，W1，W0带入2-10，可得到即 2-19根据公式2-17可得到； 可由全塔水的物料平衡求出，即 2-20根据公式2-14，分别计算出yN+1，y1如

30、下：根据公式2-15，可算出xN如下：由于前面单位时间的吸水量及TEG贫液的用量a=0.06m3/kg，则单位体积TEG吸收的水量如下：根据三甘醇脱水系统中的推荐温度，进入吸收塔的贫三甘醇的温度比原料气高38，本设计中取高出8，由于原料气为27，查阅相关资料后得到在35时，浓度为98%的TEG密度为1140kg/m3，则可以算出吸收水后的富液的浓度如下：由此可知GWN=3.5%，则计算xN如下：xN=0.2321将yN+1，y1，x0，xN带入公式2-20中可以得到：根据公式2-11，将K，L/V带入可得到：A=11.72根据公式2-19，计算理论塔板数如下：若取每块塔板效率为25%，根据公式

31、2-17可得到：，考虑到操作弹性，取吸收塔塔板数为8块。2.2.4吸收塔塔径的确定由于本课题中给出的最大处理量2200104m3/d比较大，如果只用一个吸收塔，在计算后得出的吸收塔塔径势必会很大，这样就会给生产厂家带来制造的困难，产品很难达标，即使生产出了合格厂品，在安装及运输的过程中也会遇到很多困难，因此，经多方面考虑后，笔者认为本课题中选择10套相同的处理装置是可行的，这样每一套的负荷就变小了，相应的塔径也就减小，生产、安装也就能达到要求。TEG吸收塔塔径计算，可先算出允许的单位面积最大空塔气体质量流量，在根据最大空塔气体质量流量计算塔径，计算公式如下： 2-21式中 DTEG吸收塔直径，

32、m； G气相质量流量，kg/h；l吸收塔中液相密度，kg/m3；g吸收塔中气相密度，kg/m3；C常数，与甘醇吸收塔板间距有关。 2-22式中 Q基准状态下被处理天然气的体积流量，m3/d。 2-23式中 Qn标准状态下的天然气处理量m3/d； t标准状态下的温度，t=20。将课题给出的天然气的最大处理量Qn及t带入公式2-23得到每套脱水装置的处理量为： 将Q及Mn带入公式2-22得到：在t=35是，查得TEG密度l=1140kg/m3,将前面已经计算出来g带入公式2-21中，取C=550,板间距为700mm，得到：由于此方法在计算过程中比较保守，因此,此计算结果要比实际的结果要大，经整圆后

33、，笔者决定吸收塔直径D=1400mm。2.2.5塔盘形式的选择1）液流型式的选择 正确设计溢流型塔盘的液流形式非常的重要，行程长有利于气液两相的接触，但是会引起液面落差大和造成液流短路，影响板效率；然而喷射型塔盘利用气相推动液流向前，液面落差很小。因此，应根据气液流量及塔盘特点，选择液流形式。本课题中选择结构简单的单流型塔盘。32）圆泡罩的选型塔板上设有若干圆形泡罩，泡罩上开有一定数量的齿缝，泡罩内有升气管，气体由升气管进入，经环形截面及回转通道由齿缝流出，与塔板上的液层进行气液接触，从而达到气液传质的目的，由于甘醇吸收塔属于腐蚀性环境，选择泡罩材料为类（1Cr18Ni9Ti），根据工艺条件以

34、及塔板效率选出的圆泡罩的规格如表下：表2-3选出的圆泡罩参数与尺寸 （mm）名称参数公称直径DN100泡罩外径D1壁厚S11001.5升气管外径D2壁厚S2703总高度H1103升气管高度H262泡罩高度H375泡罩顶端至齿缝高度H438齿缝高度H532齿缝宽度b15齿缝数目n32齿缝节距f9.82升气管孔径d168升气管净面积F1，cm227.75回转面积F2，cm243.21环形面积F3，cm235.39齿缝总面积F4，cm249.47F2/F11.55F3/F11.26泡罩质量，kg0.862.2.6除沫器选择与计算1）除沫器的选择适宜的设计气速是除沫器取得高效的因素。气速太低时，雾滴成

35、飘浮状，没有撞击网丝，即会随着气流通过丝网；气速太高时，聚集的雾滴不易从丝网上降落，又被气流重新带走。根据SY/T0602-2005中规定，吸收塔内的捕雾器应能除去直径大于5m的甘醇液滴，因此，笔者决定选用丝网除沫器。2）设计气速的选取根据油气集输设计规范（GB50350-2005），通过丝网捕雾器的设计速度，一般取丝网最大允许速度的75%，气体通过丝网最大允许速度可按下式计算丝网除沫器操作中的极限速度按（m/s）下式计算： 2-24式中L液滴密度，kg/m3；G进口气体密度，kg/m3；K气液过滤网常数，与网型有关，本课题中选择网型为HP，K=0.233。丝网除沫器的操作气速 2-25将相关

36、的数据带入公式2-24、2-35，取0.75，得到：uG=0.68m/s2）丝网除沫器直径丝网的使用面积取决于气体的处理量，丝网为圆形时，处理气体所需要的流道直径D1按下式计算： 2-26式中Q操作条件下的气体处理量，经计算后每个塔操作条件下的处理量为0.334m3/s；将相关的数据带入公式2-26中得到：D1=800mm3)丝网层厚度的确定丝网层的适宜厚度应按工艺条件通过适应确定，本课题中采用金属网丝，金属丝的直径范围为0.0760.4mm，选取网层厚度经验数值为150mm。2.2.7吸收塔塔体强度计算根据工艺要求由固定式压力容器GB150.2-2010，塔壁和上、下封头材料选用16MnR合

37、金钢4（s=285Mpa，t=170Mpa）。1）塔壁厚度塔壁厚度按下列公式计算： 2-27式中P设计压力，Mpa；Di塔内径，mm；t设计温度下塔壁材料的许用应力，Mpa；焊接接头系数，本题中取=1；C2腐蚀余量，本课题中塔壁腐蚀余量取C2=3mm。根据设计规范将本课题中给出的操作压力取1.1倍后及相关的数据带入公式2-27中可以得到吸收塔塔壁的厚度为：取塔壁厚度Sc=46mm2）封头厚度考虑到封头与筒体采用双面焊接的焊接方法进行焊接，根据力学有关 知识，为了不使应力集中破坏设备，决定两端封头采用浅碟形封头，根据相关知识，由于本课题采用的是标准椭圆形封头，所以其封头厚度按下列公式计算： 2-

38、28式中P设计压力，Mpa；Di塔内径，mm；t设计温度下塔壁材料的许用应力，Mpa；焊接接头系数，本题中取=1；C2腐蚀余量，本课题中封头腐蚀余量取C2=2mm；K形状系数，本课题中采用标准封头，K=1。根据设计规范将本课题中给冲出的操作压力取1.1倍后及相关的数据带入公式2-28中可以得到吸收塔封头的厚度为：为了保证良好的性能，取封头厚度与筒体的厚度一致为Sc=46mm。2.2.8吸收塔高度的确定板式塔如图2-5所示，其高度主要由主体高度Hz、塔顶部空间高度Ha、底部空间高度Hb、裙座高度Hs几部分组成。塔的主体高度Hz可根据塔板数及塔板间距算出，前面求得塔板数为8，塔板间距为700mm,

39、塔的主体高度计算如下： 塔的顶部空间高度Ha由于要安装除雾器，根据SY/T0076-2008中5.3.2. d)捕雾器到气体出口的间距不宜小于塔内径的0.35倍，顶层塔板到捕雾器的间距不应小于塔板间距的1.5倍。考虑捕雾器的高度为150mm，由JB4737-95查得DN1400mm的封头高度为350mm，直边高50mm，顶部空间高度计算：取塔顶部空间为Ha=1300塔的底部空间高度Hb主要是由甘醇循环液停留时间确定，本课题中选择甘醇在其中停留时间为10min。根据每个塔甘醇的循环量可以计算得塔底部空间高度如下：考虑各方面因素后，笔者决定Hb取554mm。 塔体常由裙座支撑，裙座的形式分为圆柱形和圆锥形两种，本课题中选择圆柱形裙座。裙座的高度是由塔底封头切线至出料管中心线的高度L1和出料管中心线至基础环的高度L2两部分组成。L1的最小尺寸是由液体出口管的直径确定的；L2则按工艺条件确定。本课题中选择裙座高Hs为1900mm,人孔开在裙座高1200mm处，其规格为500。所以加上顶部封头高度及厚度之后，塔的总高度为H如下：图2-5 板式塔的高度组成2.2.9吸收塔强度校核1)吸收塔质量的计算3圆筒壁、封头和裙座质量计算：附属件质量的计算：塔内构件质量的计算：物料质量的计算：