脱硫装置工艺设计(样.doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘 要摘要：随着天然气工业的发展，高含硫气田不断出现，一般说，主要指含有大量H2S气体，由于H2S气体遇到冷凝水时，不仅会给管道和容器带来全面腐蚀，而且会引起硫化物应力腐蚀裂开（SSCC）。就管输来说，主要根据安全平衡供气并兼顾到人身健康安全而确定各项具体指标，一般天然气中H2S含量应低于20mg/m3,CO2的含量最好不超过2%3%。本文根据原料气质和净化气要求，设计了一套的脱硫净化装置，选定甲基二乙醇胺(MDEA)作为脱硫溶剂,确定了适宜的工艺流程,进行了详细的工艺计算,对其部分主要设备进行了设计。该设计工艺流程简单，采用的方法成熟可靠，手段先进，能耗低，出口的气

2、质完全满足管输要求。关键词：天然气脱硫 工艺流程 甲基二乙醇胺 设备计算专心-专注-专业目录摘 要1ABSTRACT21 概述11.1脱硫的目的和意义11.2 技术路线及方案比较11.3国内外发展现状及发展31.3.1 胺法脱硫31.3.2 脱硫新工艺31.4 脱硫方法考虑因素和选择原则31.4.1 考虑因素31.4.2选择原则41.5 设计内容及要求41.5.1设计内容41.5.2设计要求42 工艺方案52.1 脱硫溶剂的选择52.2 工艺流程的确定52.2.1 工艺流程图52.2.2 工艺流程说明52.2.3 工艺参数的确定63 工艺计算83.1基础数据83.1.1原料气物性数据83.1.

3、2 脱硫剂物性数据83.2 物料衡算83.2.1 原料气83.2.2醇胺液的计算113.3能量衡算123.3.1吸收塔内热量衡算123.3.2换热器内的热量衡算123.3.3再沸器能量衡算134 设备设计134.1 入口分离器的设计134.1.1 分离器筒体设计134.1.2分离器的壁厚计算154.2 吸收塔设计174.2.1 塔体设计174.3汽提塔设计294.3.1塔内物料计算294.3.2设计条件294.3.2热量及蒸汽流量计算294.3.3 塔体设计304.4 MDEA贫富液换热器设计334.4.1设计条件344.4.2贫液出口温度及的计算344.4.3换热器结构设计及计算354.5

4、汽提塔再沸器的设计365 存在的问题及处理方法375.1 腐蚀375.1.1 机理与部位375.1.2 设备选材375.1.3 防腐措施375.2 溶液发泡385.2.1 胺溶液发泡的原因385.2.2 引起胺溶液发泡的因素395.2.3 预防及溶液发泡后的处理395.3 溶剂损失406 总结41致谢42参考文献431 概述1.1脱硫的目的和意义天然气中通常含有H2S、CO2和有机硫化物等酸性组分存在，这些气相杂质在水存在的情况下会腐蚀金属，并污染环境。含硫组分有难闻的臭味、剧毒、使下游工厂的催化剂中毒等缺点。CO2含量过高会使天然气的热值达不到要求。就管输来说，主要根据安全平衡供气并兼顾到人

5、身健康安全而确定各项具体指标，一般天然气中H2S含量应低于20mg/m3,CO2的含量最好不超过2%3%。 1.2 技术路线及方案比较天然气脱除酸性组分的方法有化学溶剂法，物理溶剂法,物理化学溶剂法，直接转化法，非再生性法和膜分离法。 化学溶剂吸收法主要包括一乙醇胺法（MEA法）、改良二乙醇胺法（SNPA-DEA法）、甘醇胺法（DGA法）、二异丙醇胺法（DIPA法）、甲基二乙醇胺法（MDEA法）、改良热钾碱法（Catacard法和Benfield法等）、氨基盐酸法（Alkacid法）等。该法特点净化度高，适应性宽，经验丰富，应用广。 物理溶剂吸收法主要包括多乙二醇二甲醚法（elexol法）、碳

6、酸丙烯酯法（luorolvent法）、冷甲醇法（ectisol法）等。该法主要特点为再生能耗低，吸收重烃，高净化度需有特殊再生措施，主要用于脱碳。 物理化学吸收法主要包括Sulfinol-D法和Sulfinol-M法。该法主要特点为脱除有机硫好再生能耗低，能够吸收重烃。 直接氧化法主要包括蒽醌法（Stretford法）、改良砷碱法、铁碱法和海绵铁法。其特点为集脱硫和硫回收于一体，溶液硫容低。 膜分离法主要包括Prism,Separex,Gasep,Delsep等。其特点为能耗低，适于处理高含二氧化碳的脱除。 非再生性法主要有Chemsweet,Slurrisweet法等。其特点为装置简易，废液

7、需妥善理。 下面就各种脱硫溶剂的特点及脱硫情况做一些叙述: 1. MEA法:本法为化学吸收过程,操作压力影响小,在3-7 低压操作仍可以达到管输要求，当酸气含量不超过3%（体）用此法比较经济；对于酸气含量超过3%也可以用此法，但由于溶液循环量大，再生耗热高，因而操作费比物理吸收法高，此法可以部分脱除有机硫化合物，为常用脱硫方法，应用广泛。2. SNPA-DEA法：适用于高压，高酸气浓度，高硫碳比的天然气净化，当硫化氢的分压达到4，此法比MEA法经济。 3. DGA法：用于高酸气含量的天然气净化，比其它醇胺溶剂腐蚀性小，再生耗热少，DGA水溶液冰点在-40以下，可极寒冷的地区使用。 4. DIP

8、A法：脱硫情况与MEA法大致类似，可脱除部分有机硫化合物，在二氧化碳存在时对硫化氢吸收有一定的选择性，腐蚀性小，胺损失量小，蒸汽消耗较MEA法小。 5. MDEA法：类似于MEA法，在高碳硫比下能选择脱除硫化氢，循环量小，操作费用低蒸汽压低，损失小应用极广。以活化MDEA溶液可脱除大量二氧化碳。 6改良热钾碱法：适用于含酸气8%以上，碳硫比高的天然气净化，压力对操作影响较大，吸收压力不宜低于20，合成氨厂大量用此法脱二氧化碳。 7氨基酸盐法：对硫化氢具有高度选择性，可用于常压或高压气体脱硫脱碳，净化气中硫化氢含量达不到6毫克每标方。 8多乙二醇二甲醚法：用于高二氧化碳，低硫化氢含量，高酸气分压

9、的天然气选择性脱硫，可同时调整天然气的水、烃露点温度。 9碳酸丙烯酯法：主要用于从高酸气分压气体中脱除二氧化碳和硫化氢，也可以脱除有机硫化合物，吸收在低温下进行，有时需用制冷设备冷却贫液，在相同条件下投资和操作费用均低于热钾减法。 10冷甲醇法：溶剂在高压低温下对二氧化碳和硫化氢有很高的溶解度，可同时脱除有机硫化合物，而且净化气有较低露点，过程能量和热量消耗均低，并可选择性脱除硫化氢。缺点是由于在低温下操作，流程比较复杂，溶剂损失比较大。本法较适宜净化酸气分压大于10的天然气。主要用于煤气和合成气脱硫，也可用于液化天然气净化。 11Sulfinol-D法：兼有物理吸收和化学吸收的作用，天然气中

10、酸气分压达到7.7,硫碳比大于1时，此法比MEA法经济，它的缺点是吸收重烃，此法能脱除有机硫化合物，为重要的天然气脱硫方法。 12Sulfinol-M法：兼有物理吸收和化学吸收的作用，对于高碳硫比天然气有极好的选择性。 13蒽醌法：吸收并将硫化氢转化为元素硫，硫容量小，用于净化低硫化氢浓度的天然气，可选择性脱除硫化氢，净化气含硫量低，多用于合成氨原料气及城市煤气脱硫。 14改良砷碱法：主要用于气体脱二氧化碳，也可用于日处理天然气含硫量不超过15吨每天，硫化氢浓度不超过1.5%的天然气净化，有砷污染问题，合成氨原料气脱二氧化碳的主要方法。 15铁碱法：当有二氧化碳存在时，可选择性脱除硫化氢，但硫

11、容量低，较适合净化低硫化氢含量的天然气，为较早使用的脱硫方法。 16铁海绵法：可选择性脱硫，适合于硫化氢含量不超过24克每标方的低和中等含硫天然气，日产硫磺量应以不超过79吨为宜，净化度高，操作简便。1.3国内外发展现状及发展1.3.1 胺法脱硫目前国内外脱硫溶剂多采用以MEA、MDEA、配方MDEA为主，如美国联碳公司和道氏公司均推出以MDEA为基础组分加入不同添加剂得到系列配方MDEA脱硫溶剂来满足各种条件下的脱硫脱碳要求。1.3.2 脱硫新工艺结晶硫法 （Crystasulf）:该工艺适合于含中低潜硫量气的脱硫，其脱硫溶剂含有一种非水溶性的对硫磺具有高溶解性切沸点高的有机物作为溶硫剂、一

12、种能促使硫化氢与二氧化碳或氧反应形成不易挥发的多硫化物的有机碱，还有一种能够避免多硫化物形成粘稠油层的有机稳定剂。该工艺反应速度快、转化率高，能够经济地处理潜硫量为0.130t/d的含硫气。 电化学膜法：利用气体混合物在压差作用下通过薄膜（如醋酸纤维素膜）时各组分渗透速率的差异来实现的。比如水蒸气、硫化氢和二氧化碳等组分易于透过膜，从而透过气中水蒸气、硫化氢、二氧化碳得到富集。同时在膜两侧施加电场，将离子硫转化为元素硫。该法将脱硫和制硫集中在一个工序进行，省去了传统的克劳斯制硫和尾气处理，设备简单，工艺流程短，占地面积少，不存在溶液储存和腐蚀问题。 非水溶液Orystasulf法:采用对元素硫

13、具有高溶解性的非水溶液，用常规孔板吸附器由酸气中排除硫化氢，然后硫化氢与溶解的二氧化硫反应产生溶解的元素硫。在吸附器、闪蒸罐或溶液管线中没有固相存在，整个过程不会出现堵塞现象。1.4 脱硫方法考虑因素和选择原则1.4.1 考虑因素天然气脱硫方法的选择不仅对于脱硫过程本身而且对于下游工艺过程主要包括硫磺回收、脱水、天然气液回收及液烃处理等方法的选择都有很大的影响。选择脱硫方法的重要指标主要是动力和投资费用，但在许多情况下这种选择是困难的，因为它受到三方面因素的制约： (1)外部因素原料气的类型、组成、温度、压力、要求的净化度动力资源参数（蒸汽压力现有废热）利用二次动力的可能性等，即不取决于净化方

14、法的设备工艺配置因素；(2)内部因素热量消耗、电力、溶剂、废渣设备的重量和型式，以及它们于原料气和净化度各参数的关系，即对净化方法的设备工艺配置有影响的参数； (3) 经济因素动力资源、原料、废渣、设备的价格，以及某种形式的原料（溶剂等）和动力的稀缺程度。 1.4.2选择原则根据工业实践，在选择各种醇胺法和砜胺法时有下述几点原则： （1） 当酸气中硫化氢和二氧化碳含量不高，二氧化碳与硫化氢含量之比小于等于6，并且同时脱除硫化氢和二氧化碳时，应考虑采用MEA法或混合胺法； （2） 当酸气中二氧化碳与硫化氢含量之比大于等于5，且需选择性脱除硫化氢时，应采用MDEA法或其配方溶液法； （3） 酸气中

15、酸性组分分压高有机硫化物含量高，并且同时脱除硫化氢和二氧化碳时，应采用Suilfinol-D法；如需选择性脱除硫化氢时，应采用Sulfinol-M 法； （4） DGA法适宜在高寒及沙漠地区采用；（5） 酸气中重烃含量较高时，一般宜用醇氨法。1.5 设计内容及要求1.5.1设计内容1、装置规模：天然气处理量80104Nm3/d2、原料气组成（干基）： 组分 N2 CH4 C2H6 H2S CO2 摩尔分率% 2.35 95.24 0.20 2.07 0.14 原料气中夹带的污水量为3.75m3/h，污油量为1m3/h3、原料气进装置的压力、温度： 4.0MPa(A)、201.5.2设计要求 选

16、择合适的脱硫溶液，设计合理的脱硫工艺流程； 根据选择的脱硫工艺流程，完成脱硫装置的物料和能量衡算； 根据物料衡算和能量衡算结果，完成主要单体设备设计及相应图纸； 净化气中H2S含量10mg/Nm3。2 确定工艺方法2.1 脱硫溶剂的选择根据脱硫方法的考虑因素和选择原则,综合文献资料,结合实际设计基础条件,特别是高硫、低碳、硫碳比高且无有机硫的情况,决定选用45%甲基二乙醇胺 （MDEA）脱除酸性组分.其优点主要体现在以下几个方面: （1） MDEA对硫化氢的吸收能力强,净化度高.在脱除硫化氢的同时又脱除二氧化碳.这样不仅降低了装置的溶液循环量,而且使装置的水电气消耗大大降低。（2） MDEA溶

17、液蒸汽压低,溶剂蒸发损失小,热稳定性高,热降解和化学降解少,并且解吸热低,这样可以降低装置的操作费用。（3） MDEA溶液腐蚀小,有利与长期安全运行。 2.2 工艺流程的确定2.2.1 工艺流程图 设计的脱硫工艺流程如图2-1所示。2.2.2 工艺流程说明根据原料气的组成和分离要求流程如下:压力为4.0MPa、温度为20的原料气（含H2S2.07%,CO20.14%）先经过卧式重力沉降分离器,及卧式滤管过滤器除去其中夹带的液滴和固体杂质;再进入脱硫吸收塔与40MDEA溶液逆向接触,脱除硫化氢和二氧化碳.塔顶出来的43.3脱硫气经过出口分离器后进入管输系统;从脱硫塔底出来的37.3的富MDEA溶

18、液,先经过闪蒸罐,闪蒸掉溶解的烃类;然后进入活性碳过滤器和袋式过滤器,过滤其中的杂质,再经过贫富液换热器升温到105后进入再生塔,与逆流而上的高温蒸汽接触,解吸出硫化氢和二氧化碳。解吸塔底出来的120贫液经贫富液换热器冷却到51后，再经贫液冷却器冷却到40后经过溶液循环泵送入脱硫塔。解吸出来的酸气进入硫磺回收工段。2.2.3 工艺参数的确定为保证装置平稳操作，减少设备腐蚀和胺液损失，根据一些工厂的实际经验，提出以下设计和操作参数。按照这些参数设计和操作，虽然在某些情况下会增加装置投资，但有利于装置平稳操作。操作参数见表3-1。2-1 操作参数设备温度压力MPaMDEA吸收塔进料：204.0塔顶

19、：43.3塔底：37.3MDEA贫/富液换热器贫液：121710.2富液：4594MDEA再生塔塔底：1200.2塔顶：105MDEA重沸器1200.2表3 工艺计算3.1基础数据3.1.1原料气物性数据组分i N2 CH4 C2H6 H2S CO2 H2O分子量Mi28.01316.04330.0734.07644.0118.015粘度cp0.01740.01080.0090.01260.01431.005临界温度Tci K126.21190.56305.41373.41304.11临界压力ci kpa33984599488089637374比热(20)Cpi0.7451.71.440.80

20、40.6534.183摩尔含量(干基)2.3595.240.22.0714表3-1 原料气物性3.1.2 脱硫剂物性数据选择MDEA溶液为脱硫剂它在CO2下能选择性脱除H2S，循环量小，操作费用低，蒸汽压低，损失少，应用广设计时选用45%（质）的MDEA溶液，其物性数据如下：分子式(HOC2H4)2NCH3 分子量ML=119.17g/mol密度(40)L=1029.6kg/m3 表面张力(40)L=49.72mN/m沸点(101.3kPa)247.2 比热容(40)3.5295kJ/(kg.K)临界温度322.03 临界压力3877.5kPa3.2 物料衡算3.2.1 原料气(1) 查参考文

21、献1图4-5，4-6，4-7计算天然气含水量为： 利用坎贝尔公式: （3-1） 单位换算: 将GPA的温度为15.5，压力为101.325kPa 解得： 每天的含水量为84.54104500106=422.7kg/d =23.48kmol/d(GPA) (1) 实际20、4.0MPa原料气体积流量: V2=2.175104m3/d =906.2 m3/h =15.1 m3/min =0252 m3/s(3)每天处理天然气的摩尔流量: 则湿基摩尔组成: (4)进料组成: 表3-2 进料组成组分N2CH4C2H6H2SCO2H2O摩尔含量2.348595.17730.19992.06860.139

22、90.0658流量kmol/d838.333972.671.4738.449.923.48 (5)原料气压缩因子 由表3-1数据得: 原料气分子量M混=yiMi=16.675 原料气粘度视临界压力Ppc=yiPci=4665.56kPa视临界温度Tpc=yiTci=193.22K 有WichertAziz公式原料气的临界温度Tc=Tc-0.556 (为视临界温度校正值) 临界压力Pc= (B为酸气中H2S的体积分数) 查参考文献2图2-14得=5.5K,而B=0.0207 得出: Tc=190.16 , Pc=4590.2kpa 则: 视对比压力 Pr=P/Pc=0.87 视对比温度 Tr=T

23、/Tc=1.54 粘度校正: 查参考文献2图2-61在Pr=0.87 Tr=1.54得 所以原料气粘度=0.01207cp 由R-K方程: （3-2） 将Z1=1初值代入上式,经过循环运算得: Z=0.9262(6)原料气密度 由状态方程PV=ZnRT 得: （3-3）3.2.2醇胺液的计算选择45%(w)的MDEA溶液作为吸收剂，取酸气负荷q=0.42mol酸气mol MDEA, 查得45%(w)MDEA溶液40的密度 （3-4） Lh-醇胺液循环量，m3/min； Q-原料气流量，106Nm3/d； m-酸性气体摩尔分数； -醇胺化合物分子量； -循环溶液中胺的重量百分数，%（重）。Lh为

24、留有安全裕度,取Lh=0.36m3/min =21.6m3/h流程图所示各物流点的物料衡算结果见表3-3表3-3 物料衡算总表 物流号12345T,2037.351120P,Mpa40.690.20.2CH4,kmol/h14155.520000C2H6,kmol/h2.970000H2S, kmol/h30.7730.770.20.230.57CO2,kmol/h2.682.681.341.340.74N2, kmol/h34.930000H2O, kmol/h0.98MDEA,kmol/h083.9883.9883.9803.3能量衡算3.3.1吸收塔内热量衡算吸收塔内气体吸收属于低浓度气

25、体吸收,气体和液体的温度升高均由H2S, CO2和MDEA的反应热提供.也就是： （3-5）-H2S, CO2和MDEA的反应热之和； -气体和液体吸收热之和。3.3.2换热器内的热量衡算换热器的热负荷是指单位时间内换热器中冷热两流体之间所交换的热量。在不计换热器的热损失的情况下，换热器的热负荷等于单位时间内热流体放出的热量或冷流体吸收的热量。如果换热器的壳体外表面温度与环境温度相差较大，则需要考虑换热器的热（冷）损失。关于热损失的计算，可近似取为工艺物流所需热量的3%5%。 （3-6） （3-7）式中 Q放、Q吸分别为热流体单位时间内放出的热量和冷流体单位时间内吸收的热量，W； 分别为热流体

26、和冷流体的质量流量，kg/s；、分别为热流体的进、出口温度，；、分别为冷流体的进、出口温度，；分别为热流体和冷流体的比定压热容，J/(kg.)。3.3.3再沸器能量衡算再沸器的能量衡算与换热器相似，只是在再沸器中流体只有相变化而无温度变化，热负荷工用潜热法计算，即：热流体单位时间内放出的热量为： （3-8）冷流体单位时间内吸收的热量为： （3-9）式中: r1,r2分别为单位质量热流体的冷凝潜热和冷流体的汽化潜热，J/kg4 设备设计4.1 入口分离器的设计根据原料气的组成,今选取三相卧式分离器,进行原料气净化.其具体计算过程如下:4.1.1 分离器筒体设计（1）. 气体处理能力计算 由于卧式

27、分离器中,气体呈水平流动,其垂直的流速分量为零.则卧式分离器的气体处理能力公式为: （4-1） 式中: Lef-为分离器的有效长度 m D-分离器的直径 m T-分离温度 K Z-气体压缩系数 Qn-最大气体处理量 Sm3/d- p-分离压力 MPa dm-液滴直径 m K-分离器的设计系数 分离器的设计系数K的确定: （4-2） 式中: Vt-临界状态时的气体流速 m/s -气相密度 kg/m3 -液相密度 kg/m3 -雷诺数 -气体携带力系数取=0.34代入(4-2)经过迭代得: =1.57; =33.6; 临界沉降速度Vt=0.137m/s 则允许沉降速度 V=0.7Vt=0.096

28、m/s 分离器的设计系数 K=0.26365将K值代入(4-1),取Lef=4D;因此气相处理能力: DG=0.50 m（2）. 液体处理能力计算 液体处理能力公式的推导是假设液相充满程度是分离器的一半,并同时需考虑油水两相各自的流量,滞留时间等,液体处理能力公式为: （4-3） 式中: -油滞留时间 min -水滞留时间 min -最大油产量 m3/d -最大水产量 m3/d 根据经验取 =12 min; =10 min;而=24 m3/d =90 m3/d 得：DL=0. m（3）. 筒体半径的确定 由于DG DL确定入口分离器的最终半径为D=0. m 圆整得:D=1000 mm取L=50

29、00 mm4.1.2分离器的壁厚计算（1）. 圆筒部分壁厚计算: （4-4） 式中: -许用应力(采用低合金钢钢板16MnR, 取163MPa) -焊缝系数(采用双面焊局部无损探伤, 取0.85) C-厚度附加量.查表14-5,14-6得: C=C1+C2 C1为钢板负偏差取0.8 C2为腐蚀裕度取1.2 P-设计压力 MPa Di-圆筒内径 mm故得:壁厚=16.6mm圆整得=18 mm（2）. 椭圆形封头壁厚 （4-5） 式中: -许用应力(采用低合金钢钢板16MnR, 取163MPa) -焊缝系数(采用双面焊局部无损探伤, 取0.85) C-厚度附加量.查表14-5,14-6得: C=C

30、1+C2 C1为钢板负偏差取0.8 C2为腐蚀裕度取1.2 P-设计压力 MPa Di-圆筒内径 mm故得:壁厚=16.5mm圆整得=18 mm（3）. 丝网除雾器的设计 对水平安装的丝网除雾器最大允许气速: （4-6） K-速度常数,由实验求得一般取0.107 实际操作气速 丝网横截面直径D （4-7） Q-工作条件下气体流量 所以丝网横截面直径D=0.89m （4）. 分离器进出口管径: d-分离器进口或出口管内径 m Q1-工作条件下的气体流量 m3/s V1-气体在进口或出口的流速m/s 一般进口流速取15m/s,出口流速取10m/s 则: 4.2 吸收塔设计4.2.1 塔体设计（1）

31、. 塔板数的计算 设平均吸收温度为38,操作压力为3.95MPa, 甲烷为关键组分: 最小液气比下时 N=;查图3-39得: 最小液气比: （4-8） -关键组分的平衡常数(由参考文献 11 得) 实际操作液气比: （4-9）则: （4-10）所以最小理论板数: （4-11）查奥康内尔关联图得板效率:理论板数: 所以取理论板数为20块（2）. 塔的有效高度塔的有效高度计算式 （4-12）式中 Z板式塔的有效高度，m；NT塔内所需的理论板层数；ET总板效率；HT塔板间距，m。 （3）. 塔径计算45%(w)MDEA溶液的密度，流量Lh=21.6m3/h,MDEA的表面张力mN/m原料气密度,流量

32、Vh=906.2m3/h取板间距HT=600mm，板上清液层高度hL=0.1m，则HThL=0.600.1=0.55查参考文献2图4-13得C20=0.07m/s 对表面张力进行校正:C=C20 （4-14） 式中 C操作物系的负荷因子，m/s； 操作物系的液体表面张力，mN/m。 可得C=0.084最大允许气速为 （4-15）实际气速为安全系数的选取与分离物系的发泡程度密切相关，对不易发泡的物系，可取较高的安全系数，对易发泡的物系，应取较低的安全系数。醇胺液属于易发泡物系，所以取安全系数为0.6。m/s 塔径D= （4-16） 求得D=1.04m按标准塔径圆整后为 D=1.2m（4）. 溢流

33、装置计算 因塔径为1.2 m，查2表4-4知可选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。各项计算如下：. 堰长一般根据经验确定，对常用的弓形降液管：单溢流 取系数为0.70，则. 溢流堰高度 （4-17）式中 板上清液层高度，m； 堰上液层高度，m。选用平直堰，堰上液层高度可由佛兰西斯（Francis）公式计算，即 （4-18）式中 Lh塔内液体流量，m3/h； E液流收缩系数。根据设计经验，取E=1时所引起的误差能满足工程设计的要求，所以当E=1时，故 实际取溢流堰高度 =0.08m. 弓形降液管宽度和截面积由查参考文献2图4-18，得 故 液体在降液管中停留时间为： （4-19）求得5s故降液

34、管设计合理. 降液管底隙高度 根据参考文献5得: =(613)mm =(613)mm=6774mm 现取=70mm. 塔板布置 安定区的宽度以Ws表示，可按下述范围选取，即： 当D1.5m，Ws=6075mm 当D1.5m，Ws=80110mm无效区宽度Wc视塔板的支承需要而定，小塔一般为3050mm，大塔一般为5070mm。 各区尺寸确定：因D1.5m，安定区宽度取，无效区宽度取. 筛孔计算及其排列本塔所处理的物系有一定腐蚀性，故选取不锈钢塔板，板厚为=2 mm,筛孔直径do=4mm,筛孔按正三角形排列，取孔中心距为t=3do=12mm筛孔数目n为： （4-20）式中 Aa鼓泡区面积，m2。

35、其中 ； （4-21）则 ： ，代入得筛孔数n=5802个开孔率 （5）. 流体力学验算. 塔板压降： 气体通过一层塔板的压降为 式中: 与气体通过每层筛板的压力降相当的液柱高度，m；与气体克服干板阻力所产生的压力降相当的液柱高度，m；与气体克服板上充气液层的静压力所产生的压力降相当的液柱高度，m；与气体克服液体表面张力所产生的压力降相当的液柱高度，ma.干板压降由下式计算即 （4-22）气体通过筛孔的速度为：由，查参考文献2图4-21得故 m（液柱）b.气体通过充气液层的压降 式中 充气系数，为反映板上液层充气程度的因素。（单溢流板） （4-23） （4-24）式中: -通过有效传质区的气速

36、，m/s；气相动能因子，kg1/2/(s.m1/2)；塔截面积，m2。按有效空塔截面积计算的速度，m/s查参考文献2图4-22得气体通过充气液层的压降（液柱）c.液体表面张力所产生的压降 （液柱）综上得（液柱）每层塔板的. 液面落差 对于筛板上没有突起的气液接触元件，液体流动阻力小，故液面落差小，通常可忽略不计。只有当液体流量很大及液体流程很长时，才需要考虑液面落差的影响。. 液泛 为防止塔内发生液泛，应保证降液管中泡沫液体总高度不能超过上层塔板的出口堰，降液管内液层高应服从下式的关系，即 （4-25） 式中 安全系数。对易发泡物系，取0.30.5；对不易发泡物系，取0.60.7。醇胺液属易发泡液体，取 则 采用凹形受液盘，不设置进口堰 （液柱）