吸附式干燥机塔体设计.doc

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吸附式干燥机塔体设计

无热吸附干燥机10Nm3/min 一、设计吸干塔时主要计算塔直径及塔高 1.部分参数 1)空塔线速:0.2m/s(暂定0.2-0.3之间) 2)接触时间:≥5s(一般取6.25s) 3)吸附剂:活性氧化铝(选择原生体) 4)工作压力:P’=0.7MPa(绝对压力0.8MPa) 5)压力范围:0.4~1.0MPa(表压) 6)压力损失:0.021MPa 7)大气压力:P=0.10133MPa 8)处理量:Q=10Nm3/min=600Nm3/h 9)再生耗气量:q=13%Q=0.8Nm3/min(10%-15%) 再生管径为0.35-0.42d,d为排气内径 10)工作周期:T=5min(每塔) 11)压力露点:-40℃~-70℃.(露点等级2级) 12)进气温度: t ≤40℃ 13)封头:EHA椭圆形封头 DN400 2.塔体计算过程 1)塔径D(内径)的计算 (m) Q’为通过干燥塔在有压状态下的空气体积流量,m3/s Q’ D为塔体内径mm H为塔高mm,不包括封头 Q为通过干燥塔在标准状态下的空气体积,Nm3/min P为标准状态下空气的绝对压力 P’为压缩空气的绝对压力 μ为空塔线速,m/s(分子筛0.05-0.2m/s,氧化铝0.1-0.4m/s) 2)塔高H的计算 a.由于干燥剂与处理气体的接触时间不小于5s,所以H≤5μ b.也可以按照2.5~4倍塔径取值,当2.5D~4D5μ时 3)代入数值(当=0.2m/s时) ==0.367(m) =1(m)2.5D~4D=0.917~1.467(m) 所以,D=0.367m,H=1~1.467m ∴圆整得:D=400m, 当D取400mm时,μ=0.168m/s 取接触时间6.2s,得H=1045mm,取1050mm(不计封头圆弧部分,即1000塔+50封头) 当H取1050mm,接触时间为6.2s 二、塔体壁厚 1.计算厚度 为计算厚度,mm Pc为计算压力,MPa,计算时用1.2Pc计算,安全考虑 D为塔体内径,mm 为计算温度需用应力,Q235B取133MPa 为焊接接头系数,取1 2.名义厚度 C1为负偏差,根据SW6软件或表1取0.33mm 腐蚀裕量取1.5mm(查得) ∵名义厚度n=+C1+C2+△(根据表3) ∴=3.98+△ 根据表2圆整得,=4mm,取壁厚为4mm。 表1 钢板负偏差值 钢板厚度(mm) 2 2.2 2.5 2.8~3.0 3.2~3.5 3.8~4.0 4.5~5.5 负偏差(mm) 0.18 0.19 0.2 0.22 0.25 0.3 0.5 钢板厚度(mm) 6~7 8~25 26~30 32~34 36~40 42~50 52~60 负偏差(mm) 0.6 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 表2 钢板的常用厚度表 表3 各厚度关系 三、吸附剂用量 1.计算吸附剂用量 (kg/h) G为空气含水量,kg/h a为动吸附值,氧化铝取4%(活性氧化铝4%~6%,分子筛10%~15%) G=Qρd (kg/h) Q为干燥器处理的气量,Nm3/h ρ为压力P’,温度t时的空气密度,kg/m3 PV=nRT’ ,ρ’=m’/v 所以P P为压强,MPa V为气桶容积,m3 R为普适气体常数 T’为热力学温标,K μ’为摩尔质量 n为摩尔数 m’为物质质量,kg ρ’为物体密度,kg/m3 d为每kg干空气中所含饱和水蒸气,d=kg(查得) m1=MTφ φ为余量,一般吸附剂余量需30%,φ=1.3 2.代入数值 1)压缩空气密度ρ2 一个标准大气压,0℃下,空气密度ρ1=1.29kg/m3 得: 当压力为0.8MPa(绝对压力),温度为40℃, 得: ∴由上两式可得ρ=8.71kg/m3 或查表得ρ=8.869 kg/m3 2)空气含水量 G=Qρd==30.82kg/h 3)吸附剂用量 氧化铝==771kg/h 4)每塔理论填充量m1 当全部用氧化铝:m1=MTφ==83.47kg,取85kg 由于吸附剂与空气的接触时间对露点的影响很大,且无热条件下动吸附值A远远低于目前所选定的,所以在实际中理论吸附剂用量只能作为参考,现实须填满塔内部。 5)每塔实际填充量 结合已选定的塔径D与塔高H,还有堆比重=750kg/m3 得==98.91kg 3.封头吸附剂填充量 采用EHA椭圆形封头DN400,可得封头圆弧部分容积为10.47x10-3m3 又∵吸附剂的堆比重为750kg/m3 ∴ 每个封头的圆弧部分所容纳吸附剂为7.85kg。(未扣除扩散器所占空间) 4.每塔吸附剂总量(未扣扩散器) (未扣除扩散器所占空间) 5..扩散器所占空间 选择扩散器塔内

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