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酸性水汽提塔设计;汽提塔;一、塔设备与酸性水汽提塔简介 二、塔的工艺计算 三、塔的结构设计 四、塔的强度计算 五、塔的辅助结构设计 ; 塔设备，又称塔器，是一类塔形的化工及石油化工等生产中最重要的设备之一。用以使气体与液体、气体与固体、液体与液体或液体与固体密切接触，并促进其相互作用，以完成化学工业中的热量传递和质量传递过程。在塔设备中可以完成的，较为常见的单元操作有：精馏、解吸、吸收和萃取等。此外，也可进行工业气体的冷却与回收、气体的干燥和湿法净制，另外还有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。 ;酸性水汽提塔的重要性和发展现状; 单塔加压侧线抽出汽提，是通过汽提塔装置将原料水中的氨、硫化氢等组分汽提出来，以此获得合格的净化水。所谓酸性水，是一种由硫化氢、氨和二氧化碳等组成的多元水溶液。它们在水中以，，等铵盐的形式存在，这些弱酸弱碱盐在水中溶解后，分别产生游离态的硫化氢、氨和二氧化碳分子，此时它们分别与其气相中的分子呈平衡状态。因此该体系是电离平衡，化学平衡和相平衡均共存的十分复杂的体系。因此，处理好酸性水和选择适宜操作条件的关键，是控制化学、电离和相平衡的适宜条件。浓度和分子比是影响上述三个平衡的主要因素。水解是一个吸热反应过程，故加热可促进水解作用，使游离的硫化氢、二氧化碳和氨分子数量增加。但这些游离中的分子，能否从液相转入气相，则与它们在液相中的浓度、挥发度、溶解度的大小以及溶液中其它分子或离子能否反应有关。二氧化碳在水中的溶解度很小，最易从液相转入气相。而氨在水中的溶解度很大，并且它与二氧化碳和硫化氢的反应平衡常数也很大。只有当它在指定的条件下达到饱和状态时，才能使游离态的氨分子从液相转入气相。可使用通入水蒸汽的方法，来起到加热和降低气相中硫化氢、二氧化碳和氨的分压的作用，以促进它们从液相进入气相的过程，从而达到水质净化的目的。;（1）单塔汽提侧线抽出工艺 原料水分热进料和冷进料，分别由塔的上部和顶部进入汽提塔内；硫化氢等经分离后，经由塔顶排出；高浓度的氨蒸汽从塔中部侧线抽出，经过逐级的冷却分凝，分出纯度约为95% 的氨气，经脱硫化氢精制后，进人氨压机得到副产品液氨；净化水在塔底处排出。重沸器提供塔底汽提蒸汽。 （2）双塔汽提工艺 酸性水经由原料水泵提升后，分两路进入硫化氢汽提塔内，一路与原料水进行换热升温，之后进入硫化氢汽提塔的中上部。另一路做为冷进料，直接进入硫化氢汽提塔的上部，重沸器提供硫化氢汽提塔塔底的热源，酸性水中的硫化氢由塔顶经由气液分离罐分离后，排出装置用以作为硫磺回收装置的原料； 硫化氢汽体塔产生的塔底净化水，进入氨汽提塔上部。重沸器提供氨汽提塔塔底热源，含氨蒸汽经由塔顶排出，经冷却分离后的氨气，用以配制氨水或用来进一步精制得到液氨，分液罐的液相，一部分作为塔顶冷回流，排回到装置；另一部分返回到原料罐或原料泵入口处，净化水排出装置。 （3）两种汽提工艺的比较 单塔加压侧线抽出汽提和双塔加压汽提均可分别回收和。单塔加压侧线抽出汽提比双塔加压汽提略好。单塔加压侧线抽出汽提，工艺流程相对简单，蒸汽耗量较低，设备台数及占地减少，对酸性水中硫化氢及氨浓度的适用性很宽，并且其副产品液氨的质量可达到国家标准[7]。;工艺计算部分，根据实际采集的汽提过程产出物的数据来确定物料平衡、塔盘数、进料及侧线的抽出位置、中段回流位置以及相应的温度和压力等。 本设计的工艺计算部分主要有：塔的物料衡算；塔精馏段的操作条件与相关物性参数的计算；塔体工艺尺寸计算； 塔板主要工艺尺寸的计算。;酸性水的摩尔质量：19kg /mol 硫化氢、氨气和二氧化碳的平均摩尔质量：27 kg /mol 原料液中易挥发组分摩尔分数：0.053 馏出液中易挥发组分摩尔分数：0.196 釜残液中易挥发组分摩尔组成：0.00071 联立总物料衡算方程和酸性水物料衡算方程 解得：D= 551.3897 kmol/h，W= 1507.9164 kmol/h 。 操作线性方程的确定: 精馏段操作方程为：0.74X+0.049 提馏段操作方程为：1.68X-0.00049 塔板数量的确定: 由化工原理中的逐板计算， 理论板数为：17.5（包括再沸器） 进料板位置：9 全塔效率：0.52 精馏段实际塔板数为：18 提馏段实际塔板数为：16 ;塔径的计算： 根据精馏段的气相体积流量和液相体积流 取安全系数为0.7,则求出的塔径为2.998m 按标准塔径圆整后为3.0m 塔的有效高度计算： 精馏段高度为:5.6m 提馏段高度为:6.3m 故精馏塔的有效高度为:14.3m ;溢流装置计算： 因塔径D=3.0m2.2m， 故选用双溢流弓形降液管 因塔径 D=3.0m0.8m， 故采用凹