树脂塔计算.docx

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树脂塔计算

工艺计算

、树脂塔物料衡算:

计算标准：

年生产时间7500小时，以1小时为基准进行计算

年生产能力为10万吨。

物料衡算：

已知进口物料量:

物料

NaCI

HO

NaSO

NaOH

NaCO

质量（kg）

886

其中CaMg离子含量w10mg/L进入树脂塔后与体积为12用的螯合树脂发生置换反应：

由已知流量V=128mh计算得出每小时钙、镁流量为h

设置换树脂的量为X,生成盐水的量为Y

所以树脂塔每小时除钙、镁量为

CH2—COONa

R-N+CaCL

CH2—COONa

111

Xh

根据能量守衡定律：

艺Q=WQ+Q〈1>

式中：

艺Q—随物料进入衡算范围的总热量

艺Q0--随物料离开衡算范围的总热量

衡算范围以外损失的热量

已知进塔盐水温度为Ti=60C，出塔温度T2=60C

查得60C，密度p=1177kg/m3的盐水焓值为H二kg<2>

因为进口温度等于出口温度，进口盐水质量等于出口盐水质量，再衡算范围外没有损失的热量。

所以：

艺Q二艺Q

列能量衡算表

进口

出口

温度C

60

60

焓值kJ/kg

热量

Q

Q

设备计算

一、已知数据进塔盐水流量：

V=128m3/h。

树脂塔填料体积：

6m3

3.

盐水密度：

P=1177kg/m.树脂塔直径：

树脂塔高：

h=

二、树脂塔计算：

树脂塔体积计算

由已知得，塔底面积S=nr2=4.15m2所以树脂塔体积为V树=Sh=x=

圆整为15m3

填料层高度计算

因为填料体积为6m3,塔底面积为m2

所以填料层高度：

L=6/=

树脂塔流速计算

由已知：

塔中盐水流量为V=128m3/h=s

有公式：

u=V/A<3>

u

—流速m/s

V

—流量m3/s

A

—塔横截面积m

代入已知数据计算得出

u=s

树脂塔压强计算

已知数据：

盐水流量

V=128m3/h=m3/s填料体积6m3

空隙率E取~

树脂颗粒直径①=~

盐水粘度：

卩

=x10-3

〈4>

圆球率>90%

由前面计算知：

填料高度L=流速

u=s

根据雷诺准数

Rep=dppu/a

<5>

d

p--颗粒直径

m

p—盐水密度

kg/m3

u

—盐水流速

m/s

a—流体粘度

Rep=dppu/a=

x10-4x1177x1x10-3

=<20

当雷诺准数小于20的情况下，摩擦损失占主导地位，所以根据公式

△p/L=150（1-E）2/E3x卩u/（①dp）2进行计算〈6>

232

△p/L=150（1-E）/Eu/（①dp）

E—颗粒床层空隙率

卩一流体粘度

①—颗粒球形度无因次

dp—球形颗粒直径m

△p/L—通过单位高度床层的压强降

当dp=6x10-4mE=Bt

△p/L=△p=Mpa

当dp=6x10-4

me=寸

△p/L二

△p=

Mpa

当dp=ix10-3

E=i

△p/L=

△p

=Mpa

-3

当dp=ix10-

E=i

△p/L=Mpa

△p=Mpa

所以树脂塔压

强降为

Mpa—

Mpa

圆整为Mpa—

Mpa

泵的选型计算

已知数据

流量V=140m/h,

管路总长约200m

高位槽高出精盐水泵约20m

管摩擦系数入去，管径①=200mm计算管路系统要求泵提供的压头He.

He=AZ+AP/pg+Au/2g+Hf〈7〉

式中△Z=20mAP=0Au~0Hf二入（1+艺Ie）/dxu2/2g已知盐水密度p=1177kg/m\粘度□=x

水在管内流速为

u=Vs/=（140/3600）/x

=s

则Hf=x（200/x2x

所以He=20+=考虑实际情况取为25m

由已知流量Q=140m/h

由Q、Ht值查离心泵工作性能表〈8〉

可选BT180-25型钛泵

其性能参数为

型号

流量

m/h

扬程m

叶轮直

径D2mm

效率

n%

轴功率

kw

电机功

率kw

BT180-25

140

25

162

79

板式换热器计算：

1.计算依据（以下数据为北化机提供）

盐水物性：

CP=Kg.c；p=1177Kg/m3

温度：

换热前的温度ti=50C

换热后最大温度12=70C（考虑冬季情况）

流量:

体积流量V=128（rrVh）质量流量W=128<1177=150656kg/h计算

加热盐水蒸汽按p=i十算，蒸汽物性数据如下：

温度142C，饱和水的比容kg，蒸汽比容m3/kg，蒸汽重度m,饱和水焓kg,蒸汽焓kcal/kg，汽化热kcal/kg。

加热盐水所需热量为Q=C（t2-t1）

=<150656<（70-50）=2410496Kcal/h

假设蒸汽放出潜热后，冷凝水与盐水换热后温度为90C，则1kg蒸汽放出的热

量为（+（））=kcal/kg,（90C时饱和水焓kg）

蒸汽用量：

M=2410496/=h

蒸汽体积流量：

V=<=m3/h

由《石油化工设计手册.第4卷》P292饱和蒸汽P=412MPa时，管道内流速可以取u=40m/s,则蒸汽管道直径

d=（4V/nu）=（4XX40<3600）=135mm

取©159X。

换热蒸汽与盐水采用逆流换热，热流体：

142C-142C;

冷流体：

70C—50C;

△t大=92C;At小=72C

△tm=（△t大—△t小）/（In△t大/△t小）

=（92-72）/（In92/72）=C

查《化工设计》P237可知：

K=1300~3500Kcal/.C

取最小值K=1300Kcal/.C,则换热面积

S=Q/K•△tm

=2410496/1300X

2

=m

管道计算

1、已知数据进料流量为h密度为1177kg/m3

、一次盐水总管计算

根据d=（4V/刃u）"进行计算<9>

式中Vs=3Sp=3600X960=s,

故参考设计院所给资料，选取选取u=s

所以d=（4X^X1/2

根据设计院资料查得，选用①219X6的钢管，其内径为

d=219-6X2=207mm=

再生酸、碱管计算

同理根据d=（4V/刃u）1/2进行计算得出再生酸碱选取的管道为

①25X3mrt!

勺钢管。

材料价格表

名称

规格

材料

价格（元）

一次盐水储槽

3

1500m

玻璃钢

1350000

盐水总管

①219X6

钢衬PE

120000

再生酸管

①25X3

钢衬PE

再生碱管

①25X3

钢衬PE

一次盐水泵

BT180-25

钛泵