河南城建学院本科毕业设计 机械强度的校核
则， ?d?0.0?53500?4
2?17?01 =4.5mm
考虑钢板厚度负偏差c1=0.8及冲压减薄量，圆整后取?n?10mm厚的选用
16MnR 钢板作筒体。
4.3.2封头壁厚
采用标准椭圆形封头，双面对接焊缝100%探伤??1.0，设计壁厚?d按下式PcDi计算。?d??c2 t2?????Pc???选用16MnR钢查得
t?170MPaPc?0.05MPa
??1.0
c2?双面腐蚀取4
则， ?d?0.0?53500?4
2?17?01 =4.5mm
???150?170MPa,?s?345MPa
考虑钢板厚度负偏差c1=0.8及冲压减薄量，圆整后取?n?10mm厚16MnR钢板作封头，所以塔体壁厚和封头壁厚均取?n?10mm。
校核罐体与封头水压试验强度的计算由下式 P?D????T?Tie?0.9??s 2?e式中 pT?1.25p?1.2?50.?050.M0P 6a2?e??n?c?10?4.8?5.2mm
c?c1?c2?0.8?4?4.8 径向应力?s?345MPa 则?T?=
PT?Di??e?
2?e0.0625??3500?5.2?
2?5.2=21.1MPa
0.9??s?0.9?1?345?310.5MPa
?T?0.9??s
所以水压试验满足强度要求
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河南城建学院本科毕业设计 设计结果
设 计 结 果
本设计是栲胶法合成氨原料气脱硫工段设计。本文首先对脱硫的现状和发展做了介绍，和其他脱硫技术进行了对比，突出了栲胶法的特点和优势，并且对工艺做了相关阐述和计算。
1）物料衡算 采用栲胶法脱除原料气中的硫化氢，原脱硫塔气体中硫化氢含量为0.18%，净化后硫化氢的含量为0.003%。计算时，由20926.87m3/h的原料气进入脱硫塔，计算得脱硫量为55.53kg/h,循环量为555.3m3/h
2）热量衡算 分别对冷却塔，硫泡沫槽，熔硫釜进行了热量衡算，算得冷却塔的热负荷为857070.7kJ/h,冷却水的消耗量40.9m3/h，硫泡沫槽的热负荷 为1240307.2kJ/h，蒸汽消耗量为563.2kg/h；熔硫釜的热负荷为581297.5kJ/釜，蒸汽消耗量为272.3kg/釜。
3）填料塔的计算 计算得塔径为4.0m，塔高为24.5m，填料层高度为15m。 4) 强度校核 塔体的壁厚为10mm，封头壁厚10mm，风载荷校核得水平最大风力为27216Pa。
在设计的每一个阶段，都在李老师的精心指导下，查阅多方资料，综合考虑了技术的合理性和先进性、资源情况、工艺现有水平、安全可靠性等多方面的因素，方得出最终方案，从而完成设计任务。
通过本设计，得到对于6万吨/年合成氨原料气脱硫工段设计所需的脱硫塔尺寸、机械强度的结果符合要求。
栲胶溶液预处理条件表
处理物质 碳酸钠 氢氧化钠
设计生产中工艺控制条件见下表
总碱度 碳酸钠浓度 碳酸氢钠浓度
栲胶 矾酸钠 pH值 溶液硫容量 入脱硫塔气体温度
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栲胶浓度 10~30g/L 30~50g/L
碱度 1.0~2.5g/L 1.0~2.0g/L
氧化温度 70~90℃ 60~90℃
空气量 不外翻为准 不外翻为准
溶液消光值 0.45左右 0.45左右
0.4 mol/L 0.1 mol/L 0.3 mol/L 1.0~2.0g/L 1.0~1.5 g/L 8.5~9.0 约0.1 g/L 36~45℃
河南城建学院本科毕业设计 设计结果
再生温度
脱硫塔溶液温度高于气体温度
硫泡沫槽内溶液温度 熔硫釜加热温度
吸收压力 再生压力 原料气中硫化氢 净化气中硫化氢 熔硫釜内压力 再生塔内溶液停留时间 喷射再生槽内溶液停留时间
再生塔吹风强度 喷射再生槽吹风强度 喷射再生槽喷射器喷嘴液速
物料衡算汇总表
项目 H2S脱除量 溶液循环量 生成Na2S2O3消耗的H2S
Na2S2O3生成量 理论硫回收量 理论硫回收率 生成Na2S2O3消耗的纯碱量
硫泡沫生成量量 入熔硫釜硫膏
单位 kg/h m3/h kg/h kg/h kg/h % kg/h m3/h kg/h
35~40℃ 3~5℃ 65~80℃ 130~150℃ 常压~2.0MPa
常压 10.0g/m3 小于0.3g/m3 小于0. 8MPa 25~30min 5~10min 80~120m3/（m2×h） 70~120 m3/（m2×h）
15~20m/s
计算量 55.53 555.3 4.44 10.32 48.08 86.60 6.92 1.60 96.16
热量衡算汇总表
项目
脱硫塔热负荷（反应放热） 半水煤气升温（经验值）
冷却塔热负荷 冷却水消耗量 硫泡沫槽热负荷
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计算理论值 978756.9 kJ/h
5℃ 857070.7kJ/h 40.9m3/h 1240307kJ/h
河南城建学院本科毕业设计 设计结果
蒸汽消耗量 熔硫釜热负荷 蒸汽消耗量
272.3 kg/h 581297.5kJ/釜 272.3 kg/釜
脱硫塔工艺计算汇总表
项目 塔径 填料高度 吸收过程传质系数KG 吸收过程平均推动力ΔPm
填料用量 塔高 人孔直径 手孔直径
计算结果 4m 15m
16.42kg/（m2×h×atm）
0.00067atm 182.12m3 24.5m 450mm 250mm
喷射再生槽工艺计算结果汇总表
项目 再生槽直径 扩大部分直径 再生槽高度 喷嘴个数 喷嘴孔径 溶液入喷嘴口管 喷嘴入口收缩段长度
喷嘴喉管长度 喷嘴总长度 混合管 混合管长度 空气入吸气室口管 吸气室型号 吸气室高度 吸气室收缩管长度
尾管 扩散管长度
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计算结果 8.4m 8.8m 7.0m 41个 0.027m θ89×4管 0.22m 3mm 0.223m θ89×4管 2.0m Φ108×4管 Φ219×6管 330mm 233mm Φ133×4管 361mm
河南城建学院本科毕业设计 参考文献
参 考 文 献
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