設(shè)備選型與典型設(shè)備設(shè)計(jì)儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明

1、蘭州理工大學(xué)鴻成團(tuán)隊(duì)“東華科技陜鼓杯”第十一屆全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)名稱：蘭州理工大學(xué)鴻成團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)老師：王東亮、朱照琪團(tuán)隊(duì)成員：史嘉楨、史娟利、張俊彥、朱文祥、羅正剛完成時(shí)間：2017年7月目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc488316370 第一章 概述 PAGEREF _Toc488316370 h 3 HYPERLINK l _Toc488316371 1.1選型依據(jù) PAGEREF _Toc488316371 h 3 HYPERLINK l _Toc488316372 1.2概述 PAGEREF _Toc488316372 h 3 HYPERLI

2、NK l _Toc488316373 1.3選型原則 PAGEREF _Toc488316373 h 3 HYPERLINK l _Toc488316374 第二章 儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)與選型 PAGEREF _Toc488316374 h 4 HYPERLINK l _Toc488316375 2.1吸收劑儲(chǔ)罐（V0403）的選型 PAGEREF _Toc488316375 h 4 HYPERLINK l _Toc488316376 2.1.1磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉的基本性質(zhì) PAGEREF _Toc488316376 h 4 HYPERLINK l _Toc488316377 2.1.2工藝要求 P

3、AGEREF _Toc488316377 h 4 HYPERLINK l _Toc488316378 2.1.3選型結(jié)果 PAGEREF _Toc488316378 h 4 HYPERLINK l _Toc488316379 2.2液體硫磺儲(chǔ)罐（V0403）的選型 PAGEREF _Toc488316379 h 4 HYPERLINK l _Toc488316380 2.2.1硫磺基本性質(zhì) PAGEREF _Toc488316380 h 4 HYPERLINK l _Toc488316381 2.2.2工藝要求 PAGEREF _Toc488316381 h 5 HYPERLINK l _To

4、c488316382 2.2.3選型結(jié)果 PAGEREF _Toc488316382 h 5 HYPERLINK l _Toc488316383 2.3液體SO2儲(chǔ)罐（V0403）的選型 PAGEREF _Toc488316383 h 5 HYPERLINK l _Toc488316384 2.3.1液體SO2基本性質(zhì) PAGEREF _Toc488316384 h 5 HYPERLINK l _Toc488316385 2.3.2工藝要求 PAGEREF _Toc488316385 h 5 HYPERLINK l _Toc488316386 2.3.3選型結(jié)果 PAGEREF _Toc488

5、316386 h 6第一章 概述1.1選型依據(jù)壓力容器GB 150.1-2011鋼制球形儲(chǔ)罐型式與基本參數(shù)GB/T 17261-1998石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)規(guī)范SH 3046-1992石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范SH/T 3007-2007鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐系列HG 21502.2-1992化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū)-球罐和大型儲(chǔ)罐20051.2概述儲(chǔ)罐主要用于儲(chǔ)存在化工生產(chǎn)中的原料、中間體或產(chǎn)品等，是化工生產(chǎn)中最為常見(jiàn)的設(shè)備。罐根據(jù)形狀來(lái)分，有方形儲(chǔ)罐、圓筒形儲(chǔ)罐、球形儲(chǔ)罐和特殊形儲(chǔ)罐；按溫度劃分為低溫儲(chǔ)罐、常溫儲(chǔ)罐（90）和高溫儲(chǔ)罐（90-250）；按材料可劃分為非金屬儲(chǔ)罐、金屬

6、儲(chǔ)罐和復(fù)合材料儲(chǔ)罐；單罐容積大于1000m3的可稱為大型儲(chǔ)罐；1.3選型原則首先應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)存介質(zhì)的性質(zhì)及腐蝕性進(jìn)行儲(chǔ)罐材料的選擇，再根據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的最高工作壓力初步選擇儲(chǔ)罐類型。一般情況下，臥式圓柱形儲(chǔ)罐和球罐可以承受較高的存儲(chǔ)壓力，而立式平底筒形儲(chǔ)罐的承壓能力較差，當(dāng)存儲(chǔ)介質(zhì)的壓力不大于0.1MPa時(shí)，可以選用立式平底筒形儲(chǔ)罐，否則應(yīng)選用臥式儲(chǔ)罐或球罐。其次，儲(chǔ)罐形式的選擇主要決定于單罐的容積大小和加工條件。當(dāng)儲(chǔ)罐公稱容積大于100立方米時(shí)選用球形罐，小于100立方米時(shí)選用臥式罐。臥式罐的殼體由筒體和封頭組成。其次要求儲(chǔ)罐能減少儲(chǔ)存介質(zhì)蒸發(fā)損失、防止空氣污染；保證儲(chǔ)液不受空氣污染。和臥式罐相比，

7、球形罐具有表面積較小，殼板承載能力比圓筒形容器大一倍，占地面積小，且可向空間高度發(fā)展，有利于地表面積的利用等優(yōu)點(diǎn)，但加工制造、安裝比較復(fù)雜，焊接工作量大，安裝費(fèi)用高。第二章 儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)與選型2.1吸收劑儲(chǔ)罐（V0403）的選型2.1.1磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉的基本性質(zhì)NaH2PO4，相對(duì)分子質(zhì)量119.98。分無(wú)水物與二水物，二水物為無(wú)色至白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，無(wú)水物為白色粉末或顆粒。易溶于水，幾乎不溶于乙醇。100失去結(jié)晶水后繼續(xù)加熱，則生成酸性焦磷酸鈉；磷酸氫二鈉在空氣中易風(fēng)化，常溫時(shí)放置于空氣中失去約5個(gè)結(jié)晶水而形成七水物，加熱至100時(shí)失去全部結(jié)晶水而成無(wú)水物，250時(shí)分解變成焦磷酸鈉

8、。在空氣中易風(fēng)化，極易失去五分子結(jié)晶水而形成七水物(Na2HPO47H2O)。2.1.2工藝要求表2.1-1 吸收劑儲(chǔ)罐的選型參數(shù)溫度/（）55壓力/（MPa）0.1體積流量/（m3/h）73緩沖溶液屬外購(gòu)產(chǎn)品，通過(guò)對(duì)其市場(chǎng)的分析以及本廠的需求量，確定儲(chǔ)存時(shí)間為2天，2天的體積V=qt=73242=3504 m3。2.1.3選型結(jié)果由于儲(chǔ)存量較大，主要考慮選用立式圓筒形大型儲(chǔ)罐，主要類型為固定頂儲(chǔ)罐和內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐，由于磷酸二氫鈉和磷酸氫二鈉的沒(méi)有揮發(fā)性，故選用固定頂。按總體積要求，選擇充裝系數(shù)0.9，則所需體積為35040.9=3893m3。由于儲(chǔ)存條件符合HG 21502.2-92鋼制立式圓筒

9、形固定頂儲(chǔ)罐系列，選擇1個(gè)公稱容積為 400m3，儲(chǔ)罐內(nèi)徑為7500 mm，質(zhì)量為19200kg kg的儲(chǔ)罐，其標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為HG 21502.2-92-119120，儲(chǔ)罐材料選擇Q345R。2.2液體硫磺儲(chǔ)罐（V0403）的選型2.2.1硫磺基本性質(zhì)純硫磺在常溫下為淡黃色固體，比重2.07，熔點(diǎn)112.8，沸點(diǎn)為444.6，在不同的溫度下，將形成不同的同素異形體和三態(tài)。固態(tài)的斜方硫加溫至95.5形成固態(tài)單斜硫，加溫至119.25，形成液態(tài)黃色硫,加溫至160，形成褐色液態(tài)硫，加溫至444.6，形成氣態(tài)硫，加溫至1000，形成氣態(tài)硫蒸氣。熔融的硫磺,其粘度變化較為復(fù)雜。當(dāng)溫度為115時(shí)，粘度為0.

10、0125Pa.s，160度時(shí)為0.0066Pa.s；165時(shí)其粘度增加1000倍以上；198.8時(shí)，其粘度高達(dá)90Pa.s，增加10000倍以上。因此硫磺在施工過(guò)程中溫度應(yīng)介于115160之間，易于操作施工。2.2.2工藝要求表2.2-1液體硫磺儲(chǔ)罐的選型參數(shù)溫度/（）133壓力/（MPa）0.127體積流量/（m3/h）4.91液體硫磺經(jīng)管道運(yùn)輸至固體硫磺成型裝置，考慮到液體硫磺因儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而結(jié)晶，確定儲(chǔ)存時(shí)間為1天，1天的體積V=qt=4.91241=118m3。2.2.3選型結(jié)果由于儲(chǔ)存量較大，液態(tài)硫磺易燃，溫度低于115時(shí)，液體硫磺在儲(chǔ)罐中結(jié)晶，故選用鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐。按總體

11、積要求，選擇充裝系數(shù)0.9，則所需體積為1180.9=131m3。由于儲(chǔ)存條件符合HG 21502.2-92鋼制立式圓筒形固定頂儲(chǔ)罐系列，選擇1個(gè)公稱容積為200m3，儲(chǔ)罐內(nèi)徑為6550 mm，質(zhì)量為9760kg的儲(chǔ)罐，其標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為HG 21502.2-92-1107108，儲(chǔ)罐材料選擇Q345R。2.3液體SO2儲(chǔ)罐（V0403）的選型2.3.1液體SO2基本性質(zhì)液體SO2一般在45在0.40.6MPa下壓縮儲(chǔ)存。2.3.2工藝要求表2.3-1 液體SO2儲(chǔ)罐的選型參數(shù)溫度/（）45壓力/（MPa）0.5體積流量/（m3/h）8.5液體SO2來(lái)自二氧化硫富集工段，通過(guò)對(duì)其市場(chǎng)的分析以及本廠的需求量，確定儲(chǔ)存時(shí)間為3天，3天的體積V=qt=8.5243=612m3。2.3.3選型結(jié)果由于儲(chǔ)存量較大，主