变压吸附设计.docx
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变压吸附设计.docx
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变压吸附设计
一、关于吸附剂的算法:
(以易吸附组分为准)
QF(Cout-Cin)=n×VR×q×ΔP×3600/t
其中QF为进口体积流量Nm3/h
Cout为易吸组分进口浓度
Cin为易吸组分出口浓度
n为总塔数,
VR为单塔吸附剂体积吨
q为吸附剂对易吸组分吸附容量Nm3/吨
ΔP最后一次均压与吹扫或抽真空之间的压差
t为总循环时间,t0为单塔循环时间,t=n×t0,
故上式变为:
QF(Cout-Cin)=n×VR×q×ΔP×3600/(n×t0)即
QF(Cout-Cin)=VR×q×ΔP×3600/t0
由上式可看出,PSA装置的处理能力即要分离的易吸组分总量QF(Cout-Cin)只与
单塔的吸附剂量VR和吸附容量q、解吸压差ΔP和单塔循环时间t0有关,对同
一装置来说,吸附容量q变化不大,要想加量,只能缩短循环时间,以增加循环
数次,提高吸附剂利用次数或者增大ΔP以提高吸附剂吸量。
二、关于分离系数
分离系数定义:
弱吸附组分在吸附床死空间中残余量/弱吸附组分在吸附床中的
总量)与(强吸附组分在吸附床死空间中残余量/强吸附组分在吸附床中的总量)
之比
如根据物料算出两组分分离系统中以下数据:
1、弱吸附组分总放量、根据塔内压差及塔空隙体积算出弱吸附组分放空量
2、强吸附组分总放量、根据塔内压差及塔空隙体积算出强吸附组分放空量
比如制氧算出:
氮总放空量为8430Nm3,通过塔压及空隙算出784Nm3;
氧总放空量为385Nm3,通过塔压及空隙算出196Nm3
则分离系数为:
(196/385)/(784/8430)=5.47
另:
如为两组分系统:
则塔内床层死空间弱组分残余量即为:
V1*0.65*C1*ΔP
塔内床层吸附剂吸附弱组分量即为:
V1*(1-0.65)*τ*ΔP*C1
动力设备
抽气量或打
气量(m3/h)
入口压力
输出压力
电机功
率
最大轴
功率
轴功电耗
(kw/Nm3)
电机电耗
(kw/Nm4)
1
中成真空泵
8000
0
-0.08
180
153
0.019
0.023
2
东明空压机
1800
0
0.18
110
93.5
0.052
0.061
3
中成风机
8280
0
0.14
355
301.75
0.036
0.043
4
24000
0
0.65
2400
2040
0.085
0.100
5
兖矿风机
17000
0.05
0.2
630
535.5
0.0315
0.037
6
兖矿压缩机
1486
4.0
4.0
280
238
0.160
0.188
7
广东中成氧压机
2016
0
0.2
80
0.040
0.000
8
兖矿鲁化压缩机
2300
0
4.2
500
427.6
0.186
0.217
四、
过热蒸汽区域描述蒸汽在温度高于饱和蒸汽温度的状态。
保持压力不变,加热饱
和蒸汽,它的温度会上升,就产生过热蒸汽。
实际上就像一般的气体如空气中CO2一样,就是在指定的压力下,温度高于蒸
汽压。
饱和蒸汽压和饱和温度有一定的关系,其遵守克劳修斯—克莱佩龙方程
lnp=-ΔvapHm/R×(1/T)+c
根据化工工艺手册提供的数据,可以求出ΔvapHm,和C,求出公式如下:
y=-4820.2x+24.493,其中y为lnp,x为1/T
P(A,Mpa)
P(G,Pa)
lnP
T(℃)
T(K)
1/T密度
(kg/m3
汽化潜热(千焦/千克)
0.104
104365
11.56
100
373
0.002681
0.6061
2260
0.148
147885
11.90
110
383
0.002611
0.8364
0.205
204677
12.23
120
393
0.0025445
1.1281
0.279
278644
12.54
130
403
0.0024814
1.4977
0.374
373889
12.83
140
413
0.0024213
1.9609
0.491
491426
13.11
150
423
0.0023641
2.5165
0.638
638348
13.37
160
433
0.0023095
3.1933
0.819
818706
13.62
170
443
0.0022573
4.0031
1.037
1036555
13.85
180
453
0.0022075
4.9564
1.297
1296960
14.08
190
463
0.0021598
6.0676
1.607
1607015
14.29
200
473
0.0021142
7.3592
P(G,Mpa)
P(G,Pa)
lnP
T(℃)
T(K)
1/T
1.882
2009286
14.51
210
483
0.0020704
9.0109
2.327
2460114
14.72
220
493
0.0020284
10.8089
1849.8
2.848
2987948
14.91
230
503
0.0019881
12.8670
3.453
3601636
15.10
240
513
0.0019493
15.2074
4.153
4310465
15.28
250
523
0.001912
17.8523
4.956
5124138
15.45
260
533
0.0018762
20.8240
五、各专业条件提法
2.1基础设计阶段的一般要求
2.1.1基础设计阶段,工艺安装专业应给设备专业提交工艺装置设备平面布置图,若有特殊
的荷载要求时,应在图上加以说明或单独提出。
2.2详细设计阶段的一般要求
2.2.1工艺安装专业委托设备专业设计的有隔热耐磨衬里的烟气管道等,应提供设备平竖面
布置图,并确定走向和支吊架位置。
工艺、自控专业的开口方位及大小,也由工艺安装专业
提交设备专业。
2.2.2与土建和设备专业都有关的平台梯子,应分别给两个专业各提供一份资料。
2.2.3用简图表示出设备的开口方位。
简图上应表示出方向针,其指向应与设备平面布置图
上的相一致。
如果所采用的设备图纸是复用图纸,但其开口方位需重新设计或作部分修改,
则还应表示出方向针与复用设备图中原有0°方位的关系。
2.2.4开口方位简图上应列出所有开口的编号、名称和公称直径,并应与工艺专业提交给设
备专业的设计资料相一致。
对开口法兰的压力等级及密封面形式有要求时,应予注明。
如果
所采用的设备图纸是复用图纸,则开口方位简图上的开口编号应与原图相一致,设备法兰接
口外径和壁厚应与相接工艺管道一致。
2.2.5工艺设备上的仪表开口方位,应与自控专业共同确定,画出同一张开口方位简图上,
并经自控专业签字。
2.2.6塔类设备上附设的检修吊架方位应表示在开口方位简图上。
立式容器类设备的支腿、
支耳的方位有特殊要求者,也应在开口方位简图上表示出来。
2.2.7布置开口方位时,应注意开口与塔内件(如降液管、受液盘等)的关系,以保证符合
工艺要求,并避免与塔内件相碰,椭圆形封头的小R处尽量不布置开口。
3.生根于设备上的钢平台梯子
3.1应绘制分层的平台梯子平面简图,(当复印计算机绘制的配管图作平台梯子资料时,必
须用红笔标明开洞,并标注清楚平台梯子的尺寸),简图应清晰、明确、可不按比例,但尺
寸的相对关系不宜与实际相差悬殊,以免造成错觉。
简图上应表示出方向针,其指向应与设
备平面布置图相一致。
3.2塔及立式容器上的扇形平台应注出其张角、宽度,直梯应注出其中心线与设备中心线的
夹角。
塔顶或卧式的矩形平台,应注出其外形尺寸及其与设备的相对关系尺寸(例如与设备
中心线或设备外形或设备支座的相对位置)。
3.3应注出平台面标高、平台处地面标高和设备基础面标高。
标高的基准应与设备平竖面布
置图相一致。
3.4当平台下方有设备开口时,平台面与开口中心的距离不得小于开口公称直径加100mm。
3.5平台上的开孔应注出开孔直径及其定位尺寸或角度,如图3.2-1,图3.2-2所示。
开孔直
径φ一般是将此管道的最大外径(管子外径或隔热层外径或法兰外径)加50mm。
3.6在平台梁上或在平台面上支承管道、仪表箱或检修部件,如果荷载超过200kg,则应注
明荷载的大小及具体位置。
3.7如某层平台需与其它构筑物(如框架)相连接,则应说明连接的要求,并注出尺寸及与
此连接的分区设备构架物编号,层高等。
3.8与自控专业有关的平台梯子,应与自控专业协商确定以满足两个专业的要求。
仅供自控
专业使用的平台梯子,应与自控专业提出委托资料给工艺安装专业会签后,由自控专业提交
设备专业和工艺安装专业各一份。
3.9电脱盐、电精制和除尘等设备上,为安装或检修高压电气设备或线路的专用平台梯子应
由电气专业提交委托资料,经工艺安装专业会签后,由电气专业提交设备专业和工艺安装专
业各一份。
10当有吊车梁生根于设备上时,应提交荷载及位置,以便设备专业考虑吊车梁荷载的影响。
11如果必须在需要热处理的合金钢设备上或不允许在现场焊接的设备上焊接支架的生根构
件时,应提出生根构件垫板的大小及方位。
12依附在设备上或放置在平台上的小型设备及管道和大阀门应征询设备专业的意见,必要
时应提出书面资料,以便设备专业核算偏心荷载。
电气目录:
图纸目录,综合材料表,施工说明图例,低压配电系统图,照明系统图,电机控
制原理图,电缆管线表,一层配电平面图,二层。
。
。
,一层照明平面图,二层。
。
。
,基础接地
平面布置图,一层接地平面图,二层。
。
。
,屋面防雷平面图,火灾报警系统图,一层火灾报
警,电话平面图,二层。
。
。
,。
给排水:
图纸目录,给排水设计说明,综合材料表,一层给排水平面图,二层。
。
。
,给水系
统图,排水系统图,消防系统图。
建筑:
图纸目录,建筑设计说明,门窗及大样,构造做法表,一层平面图,二层。
。
。
,屋顶
平面图,轴里面图,剖视图,楼梯详图。
6、硫化氢质量体积含量和体积百分比的换算
如兖矿体积百分比为0.92%,转为g/Nm3,则为:
=0.92%*1000L/Nm3/22.4L/mol*34g/mol=13.96g/Nm3=13.96mg/NL按标准态换算为1%体
积百分比则为15.2g/Nm3
若再转为实际压力下硫含量,则为13.96g/Nm3*35Nm3/m3=488.6g/m3=488.6mg/L
§7解吸倍数与吸附量
当吸附剂吸附的物质越多,最后解吸出来的就越多,所以,吸附容量越大,解吸倍数就越大。
根据工程经验,在脱碳中用硅胶的吸附容量与解吸倍数关系为:
工程名称
吸附容量
解吸倍数
气源组分
河北凯越单
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- 变压 吸附 设计