(完整word版)氣液分離器選型

1、7.8 氣液分離器7.8.1 概述氣液分離器的作用是將氣液兩相通過重力的作用進(jìn)行氣液的分離。7.8.2 設(shè)計(jì)步驟(1)立式絲網(wǎng)分離器的尺寸設(shè)計(jì)1) 氣體流速( uG)的確定氣體流速對(duì)分離效率是一個(gè)重要因素。如果流速太大，氣體在絲網(wǎng)的上部將把液滴破碎，并帶出絲網(wǎng)，形成“液泛”狀態(tài)，如果氣速太低，由于達(dá)不到湍流狀態(tài)，使許多液滴穿過絲網(wǎng)而沒有與網(wǎng)接觸，降低了絲網(wǎng)的效率。氣速對(duì)分離效率的影響見下圖：2) 計(jì)算方法u=K( rL圖 7-69 分離效率與氣速的關(guān)系圖-rG )0.5GGrG式中uG為與絲網(wǎng)自由橫截面積相關(guān)的氣體流速， m / sr L 、 r G 為分別為液體和氣體的密度， kg / m3

2、K為常數(shù)，通常 K= 0.107GG3) 尺寸設(shè)計(jì)V絲網(wǎng)的直徑為 DG = 0.0188( u G )0.5G式中 uG為絲網(wǎng)自由截面積上的氣體流速， m / sD為絲網(wǎng)直徑， mG其余符號(hào)意義同前。G由于安裝的原因(如支承環(huán)約為50 / 70´10mm )，容器直徑須比絲網(wǎng)直徑至少大l00mm,由圖2.5.1-2可以快速求出絲網(wǎng)直徑(D)4) 高度容器高度分為氣體空間高度和液體高度(指設(shè)備的圓柱體部分)。低液位( LL ) 和高液位( HL )之間的距離由下式計(jì)算：47.1D2LH =V tL式中D 容器直徑, m ；V L 液體流量, m3 / h ； t 停留時(shí)間， min ；

3、H低液位和高液位之間的距離, m ；L液體的停留時(shí)間(以分計(jì))是用鄰近控制點(diǎn)之間的停留時(shí)間來表示的，停留時(shí)間應(yīng)根據(jù)工藝操作要求確定。氣體空間高度的尺寸見下圖所示。絲網(wǎng)直徑與容器直徑有很大差別時(shí)，尺寸數(shù)據(jù)要從分離的角度來確定。圖 7-70 立式絲網(wǎng)分離器5) 接管直徑入口管徑兩相混合物的人口接管的直徑應(yīng)符合下式要求ru 2G< 1500PaGL式中u接管內(nèi)兩相流速， m / s ；GLr氣相密度， kg / m3 ；G由此導(dǎo)出D > 3.02´10-3 ´ (Vp+V)0.5 ´rLG0.25G式中D接管直徑， m ;pV液體體積流量， m3 / h ；

4、LV氣體體積流量， m3 / h ；G其余符號(hào)意義同前。由接管直徑的確定圖可以快速求出接管直徑 Dp ，圖如下圖 7-71 接管直徑確定圖出口管徑液體、氣體的出口接管的直徑，不得小于連接管道的直徑。液體出口接管可以用小于等于 lm/s 的流速來設(shè)計(jì)。氣體出口流速取決于氣體密度，密度小時(shí)，最大出口流速u20m / s 。密度大時(shí)，選用較小的氣體出口流速。任何情況G ,max下，較小的氣體出口流速有利于分離。6) 絲網(wǎng)裝配除考慮經(jīng)濟(jì)因素外，還應(yīng)考慮工作溫度、容器材料以及絲網(wǎng)本身的耐久性。采用聚丙烯或聚乙烯絲網(wǎng)時(shí)，應(yīng)注意產(chǎn)生碳?xì)浠衔锏挠绊懀徊捎镁鬯姆蚁┗虿讳P鋼絲網(wǎng)時(shí)應(yīng)考慮其受溫度的限制；鋁制容器

5、內(nèi)不能采用蒙乃爾絲網(wǎng)；在有水滴存在的條件下，鋼制容器內(nèi)不能采用鋁制絲網(wǎng)。7.8.3 設(shè)計(jì)示例 加氫產(chǎn)物氣液分離罐加氫產(chǎn)物氣液分離罐的進(jìn)料物流信息為：r= 0.514832919m3 / h ， rG= 786.995m3 / hL計(jì)算可得u= 0.107 ´(786.995 - 0.514832919) / 0.514832919)0.5 = 4.182m / sG則D= 0.0188´(7680.484 / 4.1821)0.5 = 0.80566mG故選擇直徑 D = 1000mm立式絲網(wǎng)分離器的總長(zhǎng)度為：H = 300 +150 + 0.3D + 500 + 0.1D

6、 + H0L+ 50 + (250 + 25) ´ 2H = (16.655´ 6 / 60) /(47.1´1) = 0.04mL代入數(shù)據(jù)可得選擇標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，曲面高度為 250 mm，直邊高度為 25 mm計(jì)算可知：ru 2GGL= 0.514832919 ´102 = 51.4833Pa < 1500Pa由圖可讀出 D= 400mmp根據(jù) ASPEN PLUS 的數(shù)據(jù)計(jì)算可知由此導(dǎo)出V = 7682.862 ´ 0.898 = 6899.21m3 / hLV= 7682.862 - 6899.21 = 783.652m3 / hGD

7、 > 3.02´10-3 ´ (Vp+V)0.5 ´rLG0.25 = 3.02´10-3 ´7682.8620.5 ´ 0.51483292 = 0.13628G故入口管的直徑為400mm7.8.4 加氫分離罐筒體與封頭的校核這里采用 SW6-1998 進(jìn)行分離罐的強(qiáng)度計(jì)算，封頭采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，校核數(shù)據(jù)如下：表 7-20 內(nèi)筒體內(nèi)壓計(jì)算內(nèi)筒體內(nèi)壓計(jì)算計(jì)算單位計(jì)算條件壓力容器專用計(jì)算軟件橢圓封頭簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力 Pc2.00MPa設(shè)計(jì)溫度 t45.00內(nèi)徑 Di1000.00mm曲面高度 hi550.00mm材料0Cr19Ni9(

8、板材)設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力st137.00MPa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力st137.00MPa試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn)錯(cuò)誤!未找到引用源。鋼板負(fù)偏差 C1腐蝕裕量 C2焊接接頭系數(shù) f205.000.803.001.00MPamm mm厚度及重量計(jì)算dP D計(jì)算厚度= ci= 7.35mm2 s t f - Pc有效厚度最小厚度名義厚度重量壓力試驗(yàn)類型de = dn - C1- C2=8.20mmdmin = 3.30mmdn = 12.00mm524.09Kg壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核液壓試驗(yàn)s 試驗(yàn)壓力值PT = 1.25P s t=1.0000(或由用戶輸入)MPa壓力試驗(yàn)允許通過的應(yīng)力水平 sts T£

9、 0.90ss= 184.50MPa試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力st =P (DT2d+d )iefe= 61.48MPa校核條件s T£ 0.90ss= 184.50校核結(jié)果合格壓力及應(yīng)力計(jì)算最大允許工作壓力P =2d s t f(e) = 2.22853MPawD + dieP (D +d )ic設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力o t =2dee= 122.95MPastf校核條件結(jié)論137.00stf st合格MPa表 7-21 內(nèi)壓橢圓上封頭校核上封頭校核計(jì)算計(jì)算單位計(jì)算條件壓力容器專用計(jì)算軟件橢圓封頭簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力 Pc2.00MPa設(shè)計(jì)溫度 t45.00內(nèi)徑 Di1000.00mm曲面高度 hi

10、250.00mm材料0Cr19Ni9(板材)設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力st137.00MPa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力st137.00MPa鋼板負(fù)偏差 C10.80mm腐蝕裕量 C23.00mm焊接接頭系數(shù) f1.00厚度及重量計(jì)算1 éæ Dö2 ù形狀系數(shù)K =ê2 + çi ÷ ú = 1.0000dKP D6 êç 2 h÷ úèøëiû計(jì)算厚度= ci= 7.33mm2 s t f - 0.5Pc有效厚度最小厚度名義厚度結(jié)論重量de = dn -

11、 C1- C2= 8.20mmdmin =2.00mmdn = 12.00mm滿足最小厚度要求109.12Kg壓力計(jì)算2s t fde最大允許工作壓力結(jié)論P(yáng)w =KD +i0.5de= 2.23763合格MPa表 7-22 內(nèi)壓橢圓下封頭校核下封頭校核計(jì)算計(jì)算單位計(jì)算條件壓力容器專用計(jì)算軟件橢圓封頭簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力 Pc2.00MPa設(shè)計(jì)溫度 t45.00內(nèi)徑 Di1000.00mm曲面高度 hi250.00mm材料0Cr19Ni9(板材)設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力st137.00MPa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力st137.00MPa鋼板負(fù)偏差 C10.80mm腐蝕裕量 C23.00mm焊接接頭系數(shù) f1.00厚度及重量計(jì)算1 éæ Dö2 ù形狀系數(shù)K =dKP Dê2 + çè6 êç 2 hëi ÷ ú = 1.0000ú÷i