内喷文氏管的设计开题报告

 2021-08-08 01:08

1. 研究目的与意义

硫酸是一种重要的化工原料,应用十分广泛,硫酸的产量也常常被用作衡量一个国家工业发展水平的标志。随着我国高浓度磷复肥和有色金属工业的发展,我国的硫酸工业也得到了迅速发展。[1]硫酸是在一套完整的制造工艺制取下完成的成品,完整的制造工艺是十分复杂的,其中包含许多工序流程,工艺流程的不同也会影响最终成品的品质与产量等,因此设计选择一个与生产能力相符的先进的硫酸制造工艺是硫酸制造中至关重要的。

在硫酸的生产工艺中,前序工段会产生许多烟气,烟气中含有大量的粉尘、酸雾、有害气体等物质,借鉴了冶金工业中焦炉气除尘降温使用的文氏管制作了硫酸工业中所使用的文氏管洗涤器。文氏管洗涤器也因其构造简单,造价低,在硫铁矿制酸中得到了广泛应用。

文氏管洗涤器入口管、收缩管、喉符、扩散管及受酸槽组成。文氏管设计就是根据系统中炉气量、炉气成分、进口温度、压力等初始参数对文氏管各部位尺寸进行设计计算。[2-3]文氏管高效除尘、除雾,关键取决于液体为高速气流沫化。沫化后液滴行程贯穿喉管全部长度,处于高度紊流区域,造成液滴与尘雾粒子碰撞高机率,故利于除尘雾。[4]因此喷头、收缩管支管内径、喷嘴与喉管距离的设计影响着除尘、除雾的效率。不仅如此,阻力也影响着文氏管的各部尺寸。气体的流动阻力主要决定于文氏管的结构及形状, 内喷文氏管的阻力,主要消耗在气体通过文氏管的流动阻力、使液体沫化以及传给液滴以动能上。气体传给液滴的动能是气液两相产生相对运动所必需的,但应根据气体和粉尘性质以及粒度组成不同区别对待。采用内喷压力喷嘴,直接喷射出细小雾滴的文氏管凝聚器,阻力消耗较小。[2]由此可见,合理的确定文氏管各部尺寸至关重要的,这对整个硫酸工业的制取也有着很大的影响。

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2. 国内外研究现状分析

我国硫酸工业目前有很大的发展,硫酸工程设计项目多、质量好、技术水平高、经济效益和社会效益显著提高。[5]随着国家产业结构调整及大力推行节能减排和循环经济产业政策,我国硫酸工业在热能回收利用、三废治理和污染物减排、循环经济发展等方面开展了卓有成效的工作,各种新技术、新工艺和新设备的推广应用促进了硫酸行业技术进步。

在硫酸工业领域,国内与国外发展状况相比较,我国存在的问题还是相对居多,主要包括以下几个方面:1、生产规模较小;2、热利用率不高;3、生产率低下,等。[6-7]目前我国硫酸生产主要是以硫铁矿为原料,同时也有部分以重有色冶金工业的冶炼烟气或石膏、磷石膏为原料生产硫酸,但随着硫磺供应的增加,越来越多的新建工程从治理环境、生产简便和经济角度考虑,选用硫磺为原料生产硫酸。[5]但是硫酸工业生产过程中所产生的污染是整个工艺过程中比较难克服,国内外都在想尽办法克服污染问题,因此这是一个不可忽视的问题。[7]

硫酸装置大型化、规模化发展的同时也存在较多问题,无法促使其稳定进步,不能提高硫酸行业的经济效益,对其发展造成较为不利的影响,因此,硫酸工业管理人员要明确硫酸工业的发展规划思路确保其能够向着更好的方向发展。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

1.通过该套装置的工艺参数,即文氏管设计压力、设计温度等参数要求计算出

装置的各个尺寸。

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4. 研究创新点

在CAD基础上设计文氏管洗涤器装置。

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