树脂塔计算.docx

1、树脂塔计算工 艺 计 算一、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NaClH2ONa2SO4NaOHNa2CO3质量（kg）886其中Ca、Mg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 CH2COONa CH2COO RN +CaCL2= RN Ca + 2NaCL CH2COONa CH2COO 1 1 1 2 X h Y 得出消耗树脂X= kg/h Y=所以树脂塔每小时除钙、镁量

2、为。列树脂塔物料平衡表：进口（kg）出口（kg）NaClNaClH2OH2ONa2SO4886Na2SO4886NaOHNaOHNa2CO3Na2CO3Ca、Mg水损失杂质及补充水盐损耗合计合计二、树脂塔热量衡算根据能量守衡定律：Q1=Q0+QL 1 式中：Q1随物料进入衡算范围的总热量 Q0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T1=60，出塔温度T2=60查得60，密度=1177kg/m3的盐水焓值为H=kg 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： Q1=Q0列能量衡算表进口出口温度6060焓值kJ/kg

3、热量Q1Q0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。 盐水密度：=1177kg/m3. 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=r2=4. 15m 2所以树脂塔体积为V树=Sh=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=128 m3/h=s 有公式： u=V/A 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=128 m3/h= m3/s 填料体积

4、6m3盐水密度=1177kg/m3 塔直径=空隙率E取 树脂颗粒直径=盐水粘度：=10-3 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=dpu/ dp颗粒直径 m 盐水密度 kg/m3 u盐水流速 m/s 流体粘度 Rep=dpu/ =10-4 1177110-3=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/E3u/(dp)2进行计算 6p/L=150(1-E)2/E3u/(dp)2E颗粒床层空隙率流体粘度 颗粒球形度 无因次dp球形颗粒直径 mp/L通过单位高度床层的压强降当dp=610-4m，E=时p/L= p=

5、 Mpa当dp=610-4m，E=时p/L= p= Mpa当dp=110-3，E=时p/L= p= Mpa当dp=110-3，E=时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=140m3/h， 高位槽高出精盐水泵约20m管路总长约200m， 管摩擦系数去， 管径=200mm计算管路系统要求泵提供的压头He.He=Z+P/g+u/2g+Hf 7式中Z=20m P=0 u0 Hf=(l+le)/du2/2g已知盐水密度=1177kg/m3, 粘度=水在管内流速为 u=Vs/=(140/3600)/ =s则 Hf=(20

6、0/2=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BT18025型钛泵其性能参数为型号流量m3/h扬程m叶轮直径D2mm效率%轴功率kw电机功率kwBT180-251402516279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.；=1177 Kg/ m3温度:换热前的温度t1=50换热后最大温度t2=70(考虑冬季情况)流量:体积流量V=128（m3/h） 质量流量W=1281177=150656kg/h计算加热盐水蒸汽按p=计算，蒸汽物性数据如下：温度142，饱和水的比容kg，蒸汽比容 m3/

7、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(t2t1)=150656(70-50)=2410496 Kcal/h假设蒸汽放出潜热后，冷凝水与盐水换热后温度为90，则1 kg蒸汽放出的热量为（+（）= kcal/kg，（90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/u）=（4403600）=135 mm取159。换热蒸汽与盐水采用逆流换热，热流体：142142；冷流体：7050

8、；t大=92；t小=72 tm =（t大t小）/（lnt大 /t小）=（9272）/（ln92/72）=查化工设计P237可知：K=13003500 Kcal/ .取最小值K=1300 Kcal/ .，则换热面积S=Q / Ktm=2410496/1300= 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/u）1/2 进行计算 式中 VS=S/=3600960=s，故参考设计院所给资料，选取选取u=s所以 d=(41/2 =根据设计院资料查得，选用2196的钢管，其内径为d=219-62=207mm=再生酸、碱管计算同理根据 d =（4VS/u）1/2 进行计算得出再生酸碱选取的管道为 253mm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2196钢衬PE120000再生酸管253钢衬PE再生碱管253钢衬PE一次盐水泵BT180-25钛泵