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
H2O
Na2SC4
NaOH
Na2CQ
质量（kg）
886
其中CaMg离子含量＜10mg/L进入树脂塔后与体积为12m3的螯合树脂发生置换反应：
由已知流量V=128m3/h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
111
XhY
得出消耗树脂X=kg/h丫二
所以树脂塔每小时除钙、镁量为
列树脂塔物料平衡表：
进口
（kg）
出口
（kg）
NaCl
NaCl
H2O
H2O
N&SC4
886
Na2SQ
886
NaOH
NaOH
N&CQ
N&CQ
CaMg
水损失
杂质及补充水
盐损耗
合计
合计
根据能量守衡定律：
艺Qi=EQo+Ql〈1>
式中：
艺Q1—随物料进入衡算范围的总热量
艺Qo--随物料离开衡算范围的总热量
Ql—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Qi=EQo
列能量衡算表
进口
出口
温度C
60
60
焓值kJ/kg
热量
Qi
Qo
6m3。
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：
盐水密度：
尸1177kg/m3.树脂塔直径:
树脂塔高：
h=
、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m2
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=xf0〈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二dppu/a<5>
dp—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二dpp/a=x41（01177x1-毁10
=<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
E—颗粒床层空隙率
a—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=6XT0m,E=寸
Mpa
=Mpa
△p=Mpa
Mpa
当dp=6X1-0m,E=si
△p/L=△p=
当dp=1x1-0,E=寸
△p/L=△p
当dp=1x1-0,E=寸
△p/L=Mpa所以树脂塔压强降为Mpa—圆整为Mpa—Mpa
泵的选型计算
已知数据
流量VrMOmi^h,
高位槽高出精盐水泵约20m
管路总长约200m,
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/pj+Au/2g+H〈7〉
式中△Z=20mAP=0Au弋Hf=用+艺le）/dX2Ug
已知盐水密度p=1177kg/m3,粘度卩=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Qe=140m/h
由Qe、He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
扬程m
叶轮直
效率n%
轴功率
电机功
m3/h
径
kw
率kw
D2mm
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t2=70C（考虑冬季情况）
流量:
体积流量V=128（m3/h）质量流量W=128X1177=150656kg/h
计算
加热盐水蒸汽按p=计算，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m3,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=CP（t2-1）
=X150656X（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=241049&二h
蒸汽体积流量：
V=x=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）=（4XX40X3600）=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刁2）/（In9772）二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/tm
=24104961300X
2
=m2
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=（4Vs/JL）1/2进行计算<9>
式中Vs=3s/尸3600X960=s
故参考设计院所给资料，选取选取u=s
所以d=（4xJX
根据设计院资料查得，选用①219X66勺钢管，其内径为
d=219-6X2=207mm=
再生酸、碱管计算
同理根据d=（4Vs/JU）1/2进行计算得出再生酸碱选取的管道为
①25X3mm的钢管。
材料价格表
名称
规格
材料
价格（元）
一次盐水储槽
1500m3
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
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