年产3万吨黄磷脱硫工艺设计项目9-典型设备设计计算说明书.docx

2017年“陕鼓杯”

第十三届化工设计大赛

年产3万吨黄磷工厂尾气处理

及资源化利用项目

典型性设备设计计算说明书

参赛学校：武汉工程大学

参赛队伍：留来硫去

参赛队员：罗凡姣王默朱文秀李沛然周洪山

指导老师：金放杨犁喻发全张林锋

目录

TOC\o1-3\h\u2522第一章反应器设计与选型 1

12081.1设计依据 1

121401.2概述 1

128231.3反应器的选择 1

255191.4反应机理与吸附剂的选择 4

72461.5反应工艺条件的确定 6

234721.5.1反应进料组分 6

116441.6反应器结构的计算 7

259031.7附件的选用 10

245721.8反应器校核 14

20051第二章塔设备设计与选型 15

229852.1设计依据 15

71472.2塔器类型选择 15

123262.3塔设备设计 19

2812第三章换热器设计与选型 38

321513.1设计依据 38

326113.2设计内容 38

11153.3换热器选型 38

206863.4换热器的使用与维护 43

10768第四章泵选型 46

123954.1选用原则 46

156584.2选型过程 48

29931第五章储罐设计与选型 50

151985.1储罐选型依据 50

183875.2硫磺储罐 50

184875.3硫磺储罐 50

179745.4MDEA储罐 51

157165.5五氧化二磷储罐 51

190865.6碱液储罐 52

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第一章反应器设计与选型

1.1设计依据

《压力容器》

GB150-2011

《化工设备基础设计规定》

HG/T20643-2012

《钢制塔式容器》

JB/T4710-2005

1.2概述

化学反应种类繁多，性格各异。化学反应器是化工生产的心脏部分，化学反应器的一个特点是具有相差甚远的构型和尺寸，如窑炉、锅炉、釜、塔、混合器、高炉、回转炉，甚至简单的管子。实现化学反应为其共同点，但特殊性的考虑十分重要。化学反应器的种类可从影响反应的几个最重要的方面大致区分。

1.按反应物料的相态分类反应器可分为单（均）相和多（复）相。后者成为非均相。单相可分为单一气相或单一液相，多相可分为液液相、气液相、气固相、液固相和气液固三相，也可能是两种以上流体相和固体相的反应。

2.按反应器的结构形式分类反应器按照结构形式可分为管式、釜式、塔式、固定床和流化床等。

3.按操作方式可分为间歇操作、连续操作和半间歇半连续操作。

1.3反应器的选择

1.3.1相态分析

由于反应需要在高温高压、有催化剂参与的条件下，才能达到预期的转化率和选择率，因此进料的各种物质均是气态，催化剂是固态，即采用的反应器是非

均相的气固相反应器。

1.3.2反应器结构选择

釜式反应器：

反应器中物料浓度和温度处处相等，并且等于反应器出口物料的浓度和温度。物料质点在反应器内停留时间有长有短，存在不同停留时间物料的混合，即返混程度最大。应器内物料所有参数，如浓度、温度等都不随时间变化，从而不存在时间这个自变量。

优点：适用范围广泛，投资少，投产容易，可以方便地改变反应内容。

缺点：换热面积小，反应温度不易控制，停留时间不一致。绝大多数用于有

液相参与的反应，如：液液、液固、气液、气液固反应等。

2.管式反应器

1）由于反应物的分子在反应器内停留时间相等，所以在反应器内任何一点上的反应物浓度和化学反应速度都不随时间而变化，只随管长变化。

2）管式反应器具有容积小、比表面大、单位容积的传热面积大，特别适用于热效应较大的反应。

3）由于反应物在管式反应器中反应速度快、流速快，所以它的生产能力高。

4）管式反应器适用于大型化和连续化的化工生产。

5）和釜式反应器相比较，其返混较小，在流速较低的情况下，其管内流体流型接近与理想流体。

6）管式反应器既适用于液相反应，又适用于气相反应。用于加压反应尤为合适。

3.固定床反应器

1）固定床反应器的优点是：

①返混小，流体同催化剂可进行有效接触，当反应伴有串联副反应时可得较高选择性。②催化剂机械损耗小。③结构简单。

2）固定床反应器的缺点是：

①传热差，反应放热量很大时，即使是列管式反应器也可能出现飞温（反应

温度失去控制，急剧上升，超过允许范围）。②操作过程中催