氨气填料吸收塔课程设计

氨气填料吸收塔课程设计

设计任务书

1.设计题目

试设计一座填料吸收塔采用清水吸收混于空气中的氨气。混合气体的处理量为2000m3/h,其中含氨为8%(体积分数),混合气体的进料温度为25℃。要求:

①塔顶排放气体中含氨低于0.05%(体积分数);

2. 操作条件

(1)操作压力:常压

(2)操作温度:20℃

(3)吸收剂用量为最小用量的1.8倍。

3. 填料类型

填料类型选用聚丙烯阶梯环填料。

4. 设计容

(1)设计方案的确定和说明

(2)吸收塔的物料衡算;

(3)吸收塔的工艺尺寸计算;

(4)填料层压降的计算;

(5)液体分布器简要设计;

(6)绘制液体分布器施工图

(7)吸收塔接管尺寸计算;

(8)设计参数一览表;

(9)绘制生产工艺流程图(A3号图纸);

(10)绘制吸收塔设计条件图(A3号图纸);

(11)对设计过程的评述和有关问题的讨论。

目录

前言 (1)

1. 水吸收氨气填料塔工艺设计方案简介 (4)

1.1任务及操作条件 (4)

1.2设计案的确定 (4)

1.3填料的选择 (5)

2. 工艺计算 (6)

2.1 基础物性数据 (6)

2.1.1液相物性的数据 (6)

2.1.2气相物性的数据 (6)

2.1.3气液相平衡数据 (6)

2.1.4 物料衡算 (7)

2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (8)

2.2.1 塔径的计算 (8)

2.2.2 填料层高度计算 (9)

2.2.3 填料层压降计算 (12)

2.2.4 液体分布器简要设计 (13)

3. 辅助设备的计算及选型 (15)

3.1填料支承设备 (15)

3.2填料压紧装置 (16)

3.3液体再分布装置 (16)

4. 设计一览表 (17)

5. 后记 (18)

6. 参考文献 (19)

7. 主要符号说明 (20)

8. 附图(工艺流程简图、主体设备设计条件图)

前言

在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门,塔设备属于使用量大应用面广的重要单元设备。塔设备广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中。所以塔设备的研究一直是国外学者普遍关注的重要课题。

在化学工业中,经常需要将气体混合物中的各个组分加以分离,其主要目的是回收气体混合物中的有用物质,以制取产品,或除去工艺气体中的有害成分,使气体净化,以便进一步加工处理,或除去工业放空尾气中的有害成分,以免污染空气。吸收操作是气体混合物分离方法之一,它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的。

塔设备按其结构形式基本上可分为两类;板式塔和填料塔。以前在工业生产中,当处理量大时多用板式塔,处理量小时采用填料塔。近年来由于填料塔结构的改进,新型的、高负荷填料的开发,既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小、性能稳定等特点。因此,填料塔已经被推广到大型气、液操作中,在某些场合还代替了传统的板式塔。如今,直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。随着对填料塔的研究和开发,性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。

综合考察各分离吸收设备中以填料塔为代表,填料塔技术用于各类工业物系的分离,虽然设计的重点在塔体及塔件等核心部分,但与之相配套的外部工艺和换热系统应视具体的工程特殊性作相应的改进。例如在DMF回收装置的扩产改造项目中,要求利用原常压塔塔顶蒸汽,工艺上可以在常压塔及新增减压塔之间采用双效蒸馏技术,达到降低能耗、提高产量的双重效果,在硝基氯苯分离项目中;改原多塔精馏、两端结晶工艺为单塔精馏、端结晶流程,并对富间硝基氯苯母液进行精馏分离,获得99%以上的间硝基氯苯,既提高产品质量,又取得了降低能耗的技术效果。

过程的优缺点:分离技术就是指在没有化学反应的情况下分离出混合物中特定组分的操作。这种操作包括蒸馏,吸收,解吸,萃取,结晶,吸附,过滤,蒸发,干燥,离子交换和膜分离等。利用分离技术可为社会提供大量的能源,化工产品和环保设备,对国民经济起着重要的作用。为了使4填料塔的设计获得满足分离要

1

求的最佳设计参数(如理论板数、热负荷等)和最优操作工况(如进料位置、回流比

等),准确地计算出全塔各处的组分浓度分布(尤其是腐蚀性组分)、温度分布、汽液流率分布等,常采用高效填料塔成套分离技术。而且,20世纪80年代以来,以高效填料及塔件为主要技术代表的新型填料塔成套分离工程技术在国受到普遍重视。由于其具有高效、低阻、大通量等优点,广泛应用于化工、石化、炼油及其它工业部门的各类物系分离。

氨是化工生产中极为重要的生产原料,但是其强烈的刺激性气味对于人体健康和大气环境都会造成破坏和污染,氨对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用,可以吸收皮肤组织中的水分,使组织蛋白变性,并使组织脂肪皂化,破坏细胞膜结构。氨的溶解度极高,所以主要对动物或人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用,常被吸附在皮肤粘膜和眼结膜上,从而产生刺激和炎症。可麻痹呼吸道纤毛和损害粘膜上皮组织,使病原微生物易于侵入,减弱人体对疾病的抵抗力。氨通常以气体形式吸入人体,氨被吸入肺后容易通过肺泡进入血液,与血红蛋白结合,破坏运氧功能。进入肺泡的氨,少部分为二氧化碳所中和,余下被吸收至血液,少量的氨可随汗液、尿液或呼吸排出体外。

短期吸入大量氨气后会出现流泪、咽痛、咳嗽、胸闷、呼吸困难、头晕、呕吐、乏力等。若吸入的氨气过多,导致血液中氨浓度过高,就会通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏的停搏和呼吸停止,危及生命。

长期接触氨气,部分人可能会出现皮肤色素沉积或手指溃疡等症状;氨气被呼入肺后容易通过肺泡进入血液,与血红蛋白结合,破坏运氧功能。短期吸入大量氨气后可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、痰带血丝、胸闷、呼吸困难,可伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等,严重者可发生

肺水肿、成人呼吸窘迫综合症,同时可能生呼吸道刺激症状。因此,吸收空气中的氨,防止氨超标具有重要意义。

因此,为了避免化学工业产生的大量的含有氨气的工业尾气直接排入大气而造成空气污染,需要采用一定方法对于工业尾气中的氨气进行吸收,本次课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔吸收的方法来净化含有氨气的工业尾气,使

2

其达到排放标准。设计采填料塔进行吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液传质面积而且填料表面具有良好的湍流状况,从而使吸收过程易于进行,而且,填料塔还具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制造等优点,从而可以使吸收操作过程节省大量人力和物力。

利用混合气体中各组分在同一种液体(溶剂)中溶解度差异而实现组分分离的过程称为气体吸收气体吸收是一种重要的分离操作,它在化工生产中主要用来达到以下几种目的。(1)分离混合气体以获得一定的组分。(2)除去有害组分以净化气体。(3)制备某种气体的溶液。一个完整的吸收分离过程,包括吸收和解吸两个部分。典型过程有单塔和多塔、逆流和并流、加压和减压等。

3

1.水吸收氨气填料塔工艺设计方案简介

1.1任务及操作条件

①混合气(空气、NH3 )处理:20003/

m h;

②进塔混合气含NH3 8% (体积分数);温度:25℃;

③进塔吸收剂(清水)的温度:20℃;

④尾气中氨气含量为(体积分数):0.05%;

⑤操作压力为常压101.3k Pa。

1.2设计方案的确定

在化学工业中,经常需要将气体混合物中的各个组分加以分离,其主要目的是回收气体混合物中的有用物质,以制取产品,或除去工艺气体中的有害成分,使气体净化,以便进一步加工处理,或除去工业放空尾气中的有害成分,以免污染空气。吸收操作是气体混合物分离方法之一,它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的。

氨是化工生产中极为重要的生产原料,但是其强烈的刺激性气味对于人体健

康和大气环境都会造成破坏和污染,因此,为了避免化学工业产生的大量的含有氨气的工业尾气直接排入大气而造成空气污染,需要采用一定方法对于工业尾气中的氨气进行吸收,本次化工原理课程设计的目的是根据设计要求采用常压常温下填料吸收塔吸收的方法来净化含有氨气的工业尾气,使其达到排放标准。设计采用填料塔进行吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液传质面积而且填料表面具有良好的湍流状况,从而使吸收过程易于进行,而且,填料塔还具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制造等优点,从而可以使吸收操作过程节省大量人力和物力。

1.3填料的选择

塔填料(简称为填料)是填料塔的核心构件,它提供了气、液两相相接触传质与传热的表面,其性能优劣是决定填料塔操作性能的主要因素。填料的比表面积越大,气液分布也就越均匀,传质效率也越高,它与塔件一起决定了填料塔的性

4

质。因此,填料的选择是填料塔设计的重要环节。

塔填料的选择包括确定填料的种类、规格及材料。填料的种类主要从传质效率、通量、填料层的压降来考虑,填料规格的选择常要符合填料的塔径与填料公称直径比值D/d。

散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体,一般以随机的方式堆积在塔,又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同,可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。

拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍形填料矩鞍形填料塑料填料的材质主要包括聚丙烯、聚乙烯及聚氯乙烯等,国一般多采用聚丙烯材质。塑料填料的耐腐蚀性能较好,可耐一般的无机酸、碱和有机溶剂的腐蚀。其耐温性良好,可长期在100℃以下使用。

综上所述,用水吸收氨气是在t=20℃,P=101.3kPa的条件下进行的,其操作温度及操作压力较低,考虑到耐溶剂的腐蚀和价廉,所以工业上选用塑料散装填料。在塑料散装填料中,塑料阶梯环填料的综合性能较好,故此选用DN50聚丙烯阶梯环填料。

表1聚丙烯塑料阶梯环填料特性数据

公称直径

N

D mm 外径×高×厚

d hδ

??,

mm

比表面

积a

23

/

m m

空隙率

ε%

个数

n

3

m-

堆积密度

ρp,kg/m3

干填料因

a t/ε3,m-1

干填料因

子Φ

1

m-

50 50×25×1.5 114.2 92.7 1074

54.8 143 80

5

2工艺计算2.1 基础物性数据

2.1.1液相物性的数据

对低浓度吸收过程,溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查的,20℃水的有关物性数据如下: 密度:ρ1 =998.2Kg /m 3

粘度:μL =1.005mPa ·S =0.001Pa ·S=3.6Kg /(m ·h ) 表面力:σL =72.6dyn /cm=940 896Kg /h 2

氨气在水中的扩散系数:D L =1.80×10-9 m 2/s=1.80×10-9×3600 m 2/h=6.480 × 10-6m 2/h

2.1.2气相物性的数据(进塔混合气体温度为25℃ )

混合气体的平均摩尔质量为

M VM =Σy i M i =0.080×17+0.920×29=28.04g/mol 混合气体的平均密度为 ρvm =

RT

PM VN

=101.3×28.04/(8.314×298)=1.146Kg /m 3 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度,查手册得25℃空气的粘度为 μV =1.835×10—5Pa ·s=0.066Kg /(m ·h ) 查化工原理教材得氨气在25℃空气中的扩散系数为 D v = 0.236cm 2/s=0.236×10^-4m 2/s 2.1.3气液相平衡数据

20C ο下氨在水中的溶解度系数:)/(725.03kpa m kmol H ?=,常压下20℃时亨利系数:S

L

HM E ρ==998.2/(0.725×18.02)=76.40Kpa

6 2.1.4 物料衡算

进塔气相摩尔比:Y 1=

1

1

y 1y —=0.080/(1—0.080)=0.0870 出塔气相摩尔比:Y 2=0.0005/(1—0.0005)=0.000500

进塔惰性气相流量:

V=2000/22.4×273/(273+25)×(1—0.080)=75.252Kmol/h

该吸收过程属低浓度吸收,平衡关系为直线,最小液气比可按下式计算,即:

V L )min =2

121m X Y Y Y —/— 对纯溶剂吸收过程,进塔液相组成为 X 2=0,则

V

L

)min =(0.0870—0.000500)/[0.087/(0.754—0)]=0.750 取操作液气比为最小液气比1.8倍,则

V

L

=1.8×0.750=1.350, 因此 L=1.350×75.252=101.59Kmol/h

由全塔物料衡算得:

V (Y 1—Y 2)=L (X 1—X 2),

得 X 1=75.252×(0.087—0.000500) /101.59=0.064

液气比 : W l /W v=101.59×18.02/(1.146×2000)=0.798

7

2.2 填料塔的工艺尺寸的计算

2.2.1 塔径的计算

考虑到填料塔塔的压力降,塔的操作压力为101.3KPa

塔径气相质量流量为:V W =2000×1.146=2292.0Kg/h

液相质量流量可近似按纯水的流量计算,即:

L W =101.59×18.02=1830.65㎏/h

Eckert 通用关联图的横坐标为

027.0)2

.998146.1(0.22921830.65)(5

.05.0==L V V L W W ρρ

图1 填料塔泛点和压降的通用关联图(引自《化工原理》教材)

8

图中 'V 、'L ——分别为气液相流率,/kg

h G ρ、L ρ——分别为气液相密度,3/kg m

L μ——液相粘度, .mPa s ?——液相密度核正系数

Φ——实验测取的填料因子,各种填料的Φ值载于填料性能表中g ——重力加速度2/m s

查图1得

22.02

.02=L L

V F F g u μρρψφ 查表得

1143-=m F φ

s m g u L

V F L

F /621.3005

.1146.111432

.99881.922.022.02

.02

.0=?????=

=

μψρφρ 取 s m u u F /897.2621.38.08.0=?==

由 m u

V D S

494.0897

.214.33600

/200044=??==

π

圆整塔径,取D=0.5m (常用的标准塔径为400、500、600、700、800、1000、1200、1400、1600、2000、2200) 泛点率校核:s m u /831.25

.0785.03600

/20002

=?=

%)80~%50(%2.78%100621

.3831.2u u ?=?=F 在允许围 填料规格校核:

81050

500>==d D 液体喷淋密度校核:因填料为50mm ×25mm ×1.5mm,塔径与填料尺寸之比大于8,固取最小润湿速度为(Lw )min=0.08 m 3/(m ·h),查常用散装填料的特性参数表,得at=114.2m 2/m 3

U min =(L W )min · a t =0.08×114.2=9.136m 3/m 2·h U=101.59×18.02/998.2/(0.785×0.52)=9.345>U min 经以上校核可知,填料塔直径选用D=500mm 合理。

9

2.2.2 填料层高度计算 查表知, 0C

ο,101.3 kpa 下,3NH 在空气中的扩散系数:s cm D /17.02=o

由23

))((o

o o T T

P P D D G =,则20℃,101.3kpa 下,3NH 在空气中的扩散系数:

s cm D D G /189.0)273

293)(3.1013.101(22

3

==o ,液相扩散系数:s m D L /1080.129-?=

048.0064.0754.011*=?==mX Y 022*==mX Y

脱吸因数为:

559.059

.101252

.75754.0=?==

L mV S 气相总传质单元数为

859.9]559.00

000500.000870.0)559.01ln[(559.011])1ln[(112221=+----=+----=*

*S Y Y Y Y S S N OG 气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算:

})()()(

)(45.1exp{12.02

05.0221.075.0t L L L

L t L L t L L c t w a U g a U a U a a σρρμσσ?????--=- 液体质量通量为U L =101.59×18.02/(0.785×0.52)=9328.2Kg /m 2·h 气体质量通量为Uv=2000×1.146/ (0.785×0.52)=11679.0Kg /m 2·h 不同材质的бc 值见下表

表2. 不同材质的бc 值

查表知,2/427680/33h kg cm dyn c ==σ

})()()()(45.1exp{12.02

05.0221.075.0t L L L

L t L L t L L c t w a U g

a U a U a a σρρμσσ?????--=- =1-exp{-1.45×(427680/940896)0.75×[9328.2/(114.2×3.6)] 0.1×[9328.2×114.2/(998.22×1.27×108)] -0.05 ×[9328.22/(998.2×940896×114.2)] 0.2}=1-e -0.67=0.4883 10 气膜吸收系数由下式计算: )()(

)(

237.03/17.0RT

D D U k V

t V V V V

t V

G αρμμα= )/(142.0)293

314.8360010236.02.114()360010236.0146.1066.0()066.02.1140.11679(237.024

3/147.0kPa h m kmol k G ??=????????=--液膜吸收系数由下式计算:

401.0)2

.99810

27.16.3()36001080.12.9986.3()6.32.1144883.02.9328(0095.0)()(

)(

0095.031

8

21

9

32

3

/12/13/2=?????????==---L L

L L L L L

W L

L k g D U k ρμρμμα查下表,得 1.45=ψ

表3. 各类填料的形状系数

则 )/(92.1145.12.1144883.0142.03

1.1kPa h m kmol a k a k w G G ??=???==1.1ψ )/1(94.2545.1

2.114488

3.0401.04

.04.0h a k a k w L L =???==ψ

%50%2.78%100621

.3831.2u u >=?==

F f 由

a u u

a a u u

a L F

L

G F

G

κκκκ?-?+='?-?+='])5.0(6.21[])5.0(5.91[2.24.1,得

)/(17.3192.11])5.0782.0(5.91[3

4.1kPa h m kmol a k G ??=?-?+='

)/1(10.3094.25])5.0782.0(6.21[2

.2h a k L =?-?+='

则 )/(836.121

.30725.01

17.3111

1113kPa h m kmol a

k H a k a K L G G ??=?+

=

'+

'=

由 m aP K V a K V H G Y OG 295.05

.0785.03.101836.12252

.752

=???=Ω=Ω=

11 由m N H Z OG OG 91.2859.9295.0=?== 取上下活动系数为1.5 Z ˊ=1.5×2.91=4.36m 设计取填料层高度为

m Z 5.4='

查表,对于阶梯环填料,15~8=D

h

,mm h 6max ≤。 取

10=D

h

,则 mm h 500050010=?=

计算得填料层高度为4500mm<5000mm,故不需分段。

2.2.3 填料层压降计算

采用Eckert 通用关联图计算填料层压降。 横坐标为

027.0)2

.998146.1(798.0)(5

.05.0=?=L V V L W W ρρ 查表 189-=Φm P 纵坐标为

0836

.0005.12

.998146

.181.9189831.22.022.0=????=ΦL L V P g u μρρψ

查图2得

m Pa Z P /6.58881.960/=?=?

全塔填料层压降为 KPa P 649.25.46.588=?=?

12

图2.通用压降关联图

2.2.4 液体分布器简要设计

2.2.4.1布点密度计算

表4.Eckert的散装填料塔分布点密度推荐值

塔径,mm 分布点密度,点/ m2塔截面

D=400 330

D=750 170

D≥1200 42

按Eckert建议值,D=500mm,喷淋点密度在170-330点/m2 之间,设计取喷淋点密度为280点/m2。

13

则总布液孔数为:n=0.785×0.52×280=54.95 实际总布液孔数:54点

按分布点几何均匀与流量均匀的原则,进行布点设计。设计结果为:二级槽共设七道,在槽侧面开孔,槽宽度为80 mm,槽高度为210mm ,两槽中心矩为140mm。分布点采用三角形排列,实际设计布点数为n=54点。布液点示意图如图3所示。

图3. 槽式液体分布器二级槽的布液点示意图

2.2.4.2布液计算 由H g n d L s ?=

24

20φπ

取mm H 160=?,60.0=Φ

s m s m L s /0005094.0/2

.998360002.1859.10133

=??=

mm

m H g n L d s 36.300336.0)16

.081.926.05414.30005094

.04()24(

2/12/10==??????=?=φπ

14

3. 辅助设备的计算及选型

3.1 填料支承设备

化工原理课程设计---水吸收氨气-资料

《化工原理》课程设计水吸收氨气填料塔设计 学院医药化工学院 专业化学工程与工艺 班级 姓名姚 学号 090350== 指导教师蒋赣、严明芳 2011年12月25日

目录 前言 (1) 1. 水吸收氨气填料塔工艺设计方案简介 (4) 1.1任务及操作条件 (4) 1.2设计案的确定 (4) 1.3填料的选择 (4) 2. 工艺计算 (6) 2.1 基础物性数据 (6) 2.1.1液相物性的数据 (6) 2.1.2气相物性的数据 (6) 2.1.3气液相平衡数据 (6) 2.1.4 物料衡算 (7) 2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (7) 2.2.1 塔径的计算 (7) 2.2.2 填料层高度计算 (9) 2.2.3 填料层压降计算 (12) 2.2.4 液体分布器简要设计 (13) 3. 辅助设备的计算及选型 (15) 3.1 填料支承设备 (15) 3.2填料压紧装置 (16) 3.3液体再分布装置 (16) 4. 设计一览表 (17) 5. 后记 (18) 6. 参考文献 (10) 7. 主要符号说明 (10) 8. 附图(工艺流程简图、主体设备设计条件图)

前言 在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门,塔设备属于使用量大应用面广的重要单元设备。塔设备广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中。所以塔设备的研究一直是国内外学者普遍关注的重要课题。 在化学工业中,经常需要将气体混合物中的各个组分加以分离,其主要目的是回收气体混合物中的有用物质,以制取产品,或除去工艺气体中的有害成分,使气体净化,以便进一步加工处理,或除去工业放空尾气中的有害成分,以免污染空气。吸收操作是气体混合物分离方法之一,它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的。 塔设备按其结构形式基本上可分为两类;板式塔和填料塔。以前在工业生产中,当处理量大时多用板式塔,处理量小时采用填料塔。近年来由于填料塔结构的改进,新型的、高负荷填料的开发,既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小、性能稳定等特点。因此,填料塔已经被推广到大型气、液操作中,在某些场合还代替了传统的板式塔。如今,直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。随着对填料塔的研究和开发,性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。 综合考察各分离吸收设备中以填料塔为代表,填料塔技术用于各类工业物系的分离,虽然设计的重点在塔体及塔内件等核心部分,但与之相配套的外部工艺和换热系统应视具体的工程特殊性作相应的改进。例如在DMF回收装置的扩产改造项目中,要求利用原常压塔塔顶蒸汽,工艺上可以在常压塔及新增减压塔之间采用双效蒸馏技术,达到降低能耗、提高产量的双重效果,在硝基氯苯分离项目中;改原多塔精馏、两端结晶工艺为单塔精馏、端结晶流程,并对富间硝基氯苯母液进行精馏分离,获得99%以上的间硝基氯苯,既提高产品质量,又取得了降低能耗的技术效果。 过程的优缺点:分离技术就是指在没有化学反应的情况下分离出混合物中特定组分的操作。这种操作包括蒸馏,吸收,解吸,萃取,结晶,吸附,过滤,蒸发,干燥,离子交换和膜分离等。利用分离技术可为社会提供大量的能源,化工产品和环保设备,对国民经济起着重要的作用。为了使1填料塔的设计获得满足分离要

水吸收二氧化硫填料塔课程设计..

《化工原理课程设计》报告 设计任务书 (一)设计题目 试设计一座填料吸收塔,用于脱除混于空气中的SO2,混合 气体的处理为2500m3/h,其中SO2(体积分数)8﹪。要求塔 板排放气体中含SO2低于0.4%,采用清水进行吸收。(二)操作条件 常压,20℃ (三)填料类型 选用塑料鲍尔环、陶瓷拉西环填料规格自选 (四)设计内容 1、吸收塔的物料衡算 2、吸收塔的工艺尺寸计算 3、填料层压降的计算 4、吸收塔接管尺寸的计算 5、绘制吸收塔的结构图

6、对设计过程的评述和有关问题的讨论 7、参考文献 8、附表 目录 一、概述 (4) 二、计算过程 (4) 1. 操作条件的确定 (4) 1.1吸收剂的选择 (4) 1.2装置流程的确定 (4) 1.3填料的类型与选择 (4) 1.4操作温度与压力的确定 (4) 2. 有关的工艺计算 (5) 2.1基础物性数据 (5) 2.2物料衡算 (6) 2.3填料塔的工艺尺寸的计算 (6) 2.4填料层降压计算 (11) 2.5吸收塔接管尺寸的计算 (12) 2.6附属设备……………………………………………… ..12 三、评价 (13) 四、参考文献 (13) 五、附表 (14)

一、概述 填料塔不但结构简单,且流体通过填料层的压降较小,易于用 耐腐蚀材料制造,所以它特别适用于处理量小,有腐蚀性的物 料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料 顶部,并在填料的表面呈膜状流下,气体从塔底的气体口送入,流过填料的空隙,在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气 液两相组成沿塔高连续变化,所以填料塔属连续接触式的气液 传质设备。 二、设计方案的确定 (一) 操作条件的确定 1.1吸收剂的选择 因为用水作吸收剂,同时SO2不作为产品,故采用纯溶剂。 1.2装置流程的确定 用水吸收SO2属于中等溶解度的吸收过程,故为提高传 质效率,选择用逆流吸收流程。 1.3填料的类型与选择 用不吸收SO2的过程,操作温度低,但操作压力高,因 为工业上通常选用塑料散堆填料,在塑料散堆填料中,塑

化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计正式版分解

《化工原理》课程设计 水吸收氨气过程填料塔的设计学院 专业制药工程 班级 姓名 学号 指导教师 2013 年 1 月 15 日 目录 设计任务书 (4)

参考文献 (15) 对本设计的评述及心得 (15)

附表:附表附表

设计任务书 (一)、设计题目:水吸收氨气过程填料吸收塔的设计 试设计一座填料吸收塔,用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为7500 m3/h,其中含氨气为5%(体积分数),要求塔顶排放气体中含氨低于%(体积分数)。采用清水进行吸收,吸收剂的用量为最小用量的倍。 (二)、操作条件 (1)操作压力常压 (2)操作温度 20℃. (三)填料类型 选用聚丙烯阶梯环填料,填料规格自选。 (四)工作日 每年300天,每天24小时连续进行。 (五)厂址 厂址为衡阳地区 (六)设计内容 1.吸收塔的物料衡算; 2.吸收塔的工艺尺寸计算;

3.填料层压降的计算; 4.液体分布器简要设计 5.吸收塔接管尺寸计算; 6.绘制吸收塔设计条件图; 7.对设计过程的评述和有关问题的讨论。 (七)操作条件 20℃氨气在水中的溶解度系数为H=(m3kPa)。 第一节前言 填料塔的有关介绍 填料塔洗涤吸收净化工艺不单应用在化工领域 ,在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。工程实践表明 ,合理的系统工艺和塔体设计 ,是保证净化效果的前提。本文简述聚丙烯阶梯填料应用于水吸收氨过程的工艺设计以及工程问题。 填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备,它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。 填料塔的主体结构如下图所示: 图1 填料塔结构图 填料塔不但结构简单,且流体通过填料层的压降较小,易于用耐腐蚀材料制造,所以它特别适用于处理量小、有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部,并在填料的表面呈膜状流下,气体从塔底的气体口送入,流过填料的空隙,在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气液两相组成沿塔高连续变化,所

水吸收氨气填料塔设计概述

化工原理课程设计 课程名称: _ 化工原理 设计题目: __水吸收空气中氨填料塔的工艺设计____ 院系: ___化学与生物工程学院__________ 学生姓名: _____王永奇__________ 学号: ____200907117________ 专业班级: __化学工程与工艺093_ 指导教师: ______张玉洁_________

化工原理课程设计任务书 一、设计题目:水吸收空气中的氨填料塔的工艺设计 二、设计条件 1.生产能力:每小时处理混合气体4500Nm/h; 2.设备型式:填料塔 3.操作压力:101.3KPa 4.操作温度:298K 5.进塔混合气中含氨8%(体积比) 6.氨的回收率为99% 7.每年按330天计,每天24小时连续生产 8.建厂地址:兰州地区 9.要求每米填料的压降都不大于103Pa 三、设计步骤及要求 1. 确定设计方案 (1)流程的选择 (2)初选填料类型 (3)吸收剂的选择 2.查阅物料的物性数据 (1)溶液的密度、粘度、表面张力、氨在水中的扩散系数 (2)气相密度、粘度、表面张力、氨在空气中的扩散系数 (3)氨在水中溶解的相平衡数据 3.物料衡算 (1)确定塔顶、塔底的气液流量和组成 (2)确定泛点气速和塔径 (3)校核D/d>8~10 (4)液体喷淋密度校核:实际的喷淋密度要大于最小的喷淋密度。 4.填料层高度计算 5.填料层压降校核

如果不符合上述要求重新进行以上计算 6.填料塔附件的选择 (1)液体分布装置 (2)液体在分布装置 (3)填料支撑装置 (4)气体的入塔分布 7.计算结果列表(见下表) 四、设计成果 1. 设计说明书(A4) (1)内容包括封面、任务书、目录、正文、参考文献、附录 (2)格式必须严格按照兰州交通大学毕业设计的格式打印。 2.精馏塔工艺条件图(2号图纸)(手绘) 五、时间安排 (1)第十九周---第二十二周 (2)第二十二周的星期五(7月20日)下午两点本人亲自到指定地点交设计成果,最迟不得晚于星期五的十八点钟。 六、设计考核 (1)设计是否独立完成; (2)设计说明书的编写是否规范 (3)工艺计算与图纸正确与否以及是否符合规范 (4)答辩 七、参考资料 1.《化工原理课程设计》贾绍义柴成敬天津科学技术出版社 2.《现代填料塔技术》王树盈中国石化出版社 3.化工原理夏清天津科学技术出版社

填料塔课程设计--填料吸收塔的设计

课程设计 题目:填料吸收塔的设计 教学院:化学与材料工程学院 专业:应用化工技术2010级(1)班学号: 学生姓名: 指导教师: 2012年6 月3 日

课程设计任务书 2011 ~ 2012 学年第 2 学期 一、课程设计题目 填料吸收塔的设计 二、工艺条件 1.处理能力:1500m3/h混合气(空气、SO2) 2.年工作日:300天 3.混合气中含SO2: 3%(体积分数) 4.SO2排放浓度:0.16% 5.操作压力:常压操作 6.操作温度:20℃ 7.相对湿度:70% 8.填料类型:自选(塑料鲍尔环,陶瓷拉西环等) 9.平衡线方程:(20℃) 三、课程设计内容 1.设计方案的选择及流程说明; 2.工艺计算; 3.主要设备工艺尺寸设计; (1)塔径的确定; (2)填料层高度计算; (3)总塔高、总压降及接管尺寸的确定。 4.辅助设备选型与计算。 四、进度安排 1.课程设计准备阶段:收集查阅资料,并借阅相关工程设计用书; 2.设计分析讨论阶段:确定设计思路,正确选用设计参数,树立工程观点,小组分工协作,较好完成设计任务; 3.计算设计阶段:完成物料衡算、流体力学性能验算及主要设备的工艺设计计算; 4. 课程设计说明书编写阶段:整理文字资料计计算数据,用简洁的文字和适当的图表

表达自己的设计思想及设计成果。 五、基本要求 1.格式规范,文字排版正确; 2. 主要设备的工艺设计计算需包含:物料衡算,能量衡量,工艺参数的选定,设备的结 构设计和工艺尺寸的设计计算; 3.工艺流程图:以2号图纸用单线图的形式绘制,标出主体设备与辅助设备的物料方向,物流量、能流量,主要测量点; 4. 填料塔工艺条件图:以2号图纸绘制,图面应包括设备的主要工艺尺寸,技术特性表 和接管表; 5. 按时完成课程设计任务,上交完整的设计说明书一份。 教研室主任签名: 年月日

填料吸收塔课程设计

一设计任务书 (一)设计题目 过程填料吸收塔的设计:试设计一座填料吸收塔,用于脱除焙烧水吸收SO 2 炉送出的混合气体(先冷却)中的SO2,其余为惰性组分,采用清水进行吸收。 (二)操作条件 (1)操作压力常压 (2)操作温度25℃ (三)设计内容 (1)吸收塔的物料衡算; (2)吸收塔的工艺尺寸计算; (3)填料层压降的计算; (4)液体分布器简要设计; (5)吸收塔接管尺寸计算; (6)绘制吸收塔设计条件图; (7)对设计过程的评述和有关问题的讨论。 二设计方案简介 2.1方案的确定 用水吸收SO 属中等溶解度的吸收过程,为提高传质效率,选用逆流吸收流 2 不作为产品,故采用纯溶剂。 程。因用水作为吸收剂,且SO 2 2.2填料的类型与选择 的过程,操作温度及操作压力较低,工业上通常选用塑料散对于水吸收SO 2 装填料。在塑料散装填料中,塑料阶梯环填料的综合性能较好,故此选用DN38聚丙烯阶梯环填料。

阶梯环是对鲍尔环的改进。与鲍尔环相比,阶梯环高度减少了一半,并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少,使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短,减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度,而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主,这样不但增加了填料间的空隙,同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点,可以促进液膜的表面更新,有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环,成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。 2.3设计步骤 本课程设计从以下几个方面的内容来进行设计 (一)吸收塔的物料衡算;(二)填料塔的工艺尺寸计算;主要包括:塔径,填料层高度,填料层压降;(三)设计液体分布器及辅助设备的选型;(四)绘制有关吸收操作图纸。 三、工艺计算 3.1基础物性数据 3.1.1 液相物性数据 对低浓度吸收过程,溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得,25℃时水的有关物性数据如下: 密度为ρ L =997.1 kg/m3 粘度为μ L =0.0008937 Pa·s=3.2173kg/(m·h) 表面张力为σ L =71.97 dyn/cm=932731 kg/h2 SO 2在水中的扩散系数为 D L =1.724×10-9m2/s=6.206×10-6m2/h (依Wilke-Chang 0.5 18r 0.6 () 1.85910 M T D V φ μ - =?计算,查《化学工程基础》) 3.1.2 气相物性数据 设进塔混合气体温度为25℃, 混合气体的平均摩尔质量为 M Vm=Σy i M i=0.1×64.06+0.9×29=32.506g/mol 混合气体的平均密度为

化工原理课程设计水吸收氨气填料塔设计

《化工原理》课程设计 ——水吸收氨气填料塔设计学院 专业 班级 姓名 学号 指导教师 2012年12月11 日

设计任务书 水吸收氨气填料塔设计 (一)设计题目 试设计一座填料吸收塔,采用清水吸收混于空气中的氨气。混合气体的处理量为____3200____m3/h,其中含氨为____8%____(体积分数),混合气体的进料温度为25℃。要求: ①塔顶排放气体中含氨低于____0.04%____(体积分数); (二)操作条件 (1)操作压力:常压 (2)操作温度:20℃ (3)吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定 (三)填料类型 聚丙烯阶梯环吸收填料塔 (四)设计内容 (1)设计方案的确定和说明 (2)吸收塔的物料衡算; (3)吸收塔的工艺尺寸计算; (4)填料层压降的计算; (5)液体分布器简要设计; (6)绘制液体分布器施工图 (7)吸收塔接管尺寸计算; (8)设计参数一览表; (9)绘制生产工艺流程图(A3号图纸); (10)绘制吸收塔设计条件图(A3号图纸); (11)对设计过程的评述和有关问题的讨论。

目录 前言 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。第一节填料塔主体设计方案的确定.................................................. 错误!未定义书签。 1.1装置流程的确定 .................................................................................. 错误!未定义书签。 1.2 吸收剂的选择.................................................................................. 错误!未定义书签。 1.3 课程设计任务 .................................................................................... 错误!未定义书签。 1.4 填料的类型与选择 ............................................................................. 错误!未定义书签。 1.4.1 填料种类的选择 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.4.2 填料规格的选择 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.4.3 填料材质的选择 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.5 基础物性数据....................................................................................... 错误!未定义书签。 1.5.1 液相物性数据................................................................................. 错误!未定义书签。 1.5.2 气相物性数据 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.5.3 气液相平衡数据............................................................................ 错误!未定义书签。 1.5.4 物料横算............................................................................................. 错误!未定义书签。第二节填料塔工艺尺寸的计算 ........................................................... 错误!未定义书签。 2.1 塔径的计算 ........................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2 填料层高度的计算及分段............................................................... 错误!未定义书签。 2.3填料层压降计算: .............................................................................. 错误!未定义书签。第三节填料塔内件的类型及设计 .................................................. 错误!未定义书签。

化工原理填料塔课程设计说明书

皖西学院化学与生命科学系 化工原理课程设计说明书 题目:设计一台填料塔用于吸收小合成氨厂精炼在生气中的氨专业:应用化工技术 班级:0702班 学生姓名:章文杰 学号: 指导教师:徐国梅 设计成绩: 完成日期: 2009年6月19日 目录 一、文献综述 (4) (一)、引言 (4) (二)、填料塔技术 (5) (三)、填料塔的流体力学性能 (8) (四)、填料的选择 (9) (五)、填料塔的内件 (10) (六)、工艺流程的现状和发展趋势 (11) 二、设计方案简介 (12) 三、工艺计算 (13) (一)、基础物性数据 (13) 1、液相物性的数据 (13) 2、气相物性数据 (13) 3、气液相平衡数据 (13) 4、物料衡算 (14) (二)、填料塔的工艺尺寸的计算 (15) 1、塔径的计算 (15) 2、填料层高度计算 (16) 3、填料层压降计算 (18) 4、液体分布器简要设计 (20) 四、辅助设备的计算及选型 (21) 五、设计一览表 (24) 六、心得体会 (26) 七、参考文献………………………………………………………… 八、主要符号说明……………………………………………………

九、附图(带控制点的工艺流程简图、主体设备设计条件图) 文献综述 关键词:填料塔;聚丙烯;吸收 摘要: 填料塔洗涤吸收净化工艺不单应用在化工领域 ,在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。工程实践表明 ,合理的系统工艺和塔体设计 ,是保证净化效果的前提。本文简述聚丙烯阶梯填料应用于水吸收氨过程的工艺设计以及工程问题。 (一)引言 填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备,它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。而塔填料塔内件及工艺流程又是填料塔技术发展的关键。从塔填料、塔内件以及工艺流程,特别是塔填料三方面对填料塔技术的现状与发展趋势作了介绍,说明了塔填料及塔内件在填料塔技术中的重要性。与板式塔相比,新型的填料塔性能具有如下特点:(1)生产能力大;(2)分离效率高;(3)压降小;(4)操作弹性大;(5)持液量小。 聚丙烯材质填料作为塔填料的重要一类,在化工上应用较为广泛,与其他材质的填料相比,聚丙烯填料具有质轻、价廉、耐蚀、不易破碎及加工方便等优点,但其明显的缺点是表面润湿性能差。研究表明,聚丙烯填料的有效润湿面积仅为同类规格陶瓷填料的 40 % ,由于聚丙烯填料表面润湿性能差,故传质效率较低,使应用受到一定的限制.为此,对聚丙烯填料表面进行处理,以提高其润湿及传质性能的研究日益受到人们的重视. 近年来,国内外一些学者做了该方面的研究工作,研究结果表明,聚丙烯填料经表面处理后,润湿及传质性能得到了较大的提高。 聚丙烯阶梯环填料为外径是高度的两倍的圆环 ,在侧壁上开出两排长方形的窗孔 , 并在一端增加了一个锥形翻边,被切开的环壁的一侧仍与壁面相连 ,另一侧向环内弯曲 ,形成内伸的舌叶 ,各舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔 ,大大提高了环内空间及环内表面的利用率 ,气流阻力小 ,液体分布均匀。阶梯环与鲍尔环相比 ,其高度减少了一半 ,并在一端增加了一个锥形翻边。(二)填料塔技术 填料塔的塔身是一直立式圆筒,底部装有填料支承板,填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板,以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下。气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备,两相组成沿塔高连续变化,在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。 当液体沿填料层向下流动时,有逐渐向塔壁集中的趋势,使得塔壁附近的液流量逐渐增大,这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均,从而使传质效率下降。因此,当填料层较高时,需要进行分段,中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分,上层填料流下的液体经液体收集器收集后,送到液体再分布器,经重新分布后喷淋到下层填料上。填料塔具有生产能力大,分离效率高,压降小,持液量小,操作弹性大等优点。填料塔也有一些不足之处,如填料造价高;当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面,使传质效率降低;不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料;对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等

水吸收氨气过程填料吸收塔的设计说明

课程设计任务书 一、设计题目:水吸收氨气过程填料吸收塔的设计; 试设计一座填料吸收塔,采用清水吸收混于空气中的氨气。混合气体的处理量为2600m3/h,其中含氨为7%(体积分数),混合气体的进料温度为25℃。要求:氨气的回收率达到98%。(20℃氨在水中的溶解度系数为H=0.725kmol/(m3.kPa) 二、工艺操作条件: (1)操作平均压力常压 (2)操作温度 : t=20℃ (3)吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定 (4)选用填料类型及规格自选。 三、设计容 (1)设计方案的确定和说明 (2)吸收塔的物料衡算; (3)吸收塔的工艺尺寸计算; (4)填料层压降的计算; (5)液体分布器简要设计; (6)绘制液体分布器施工图 (7)吸收塔接管尺寸计算; (8)设计参数一览表; (9)绘制生产工艺流程图(A4号图纸); (10)绘制吸收塔设计条件图(A4号图纸); (11)对设计过程的评述和有关问题的讨论。

目录 1. 设计方案简介 (1) 1.1设计方案的确定 (1) 1.2填料的选择 (1) 2. 工艺计算 (1) 2.1 基础物性数据 (1) 2.1.1液相物性的数据 (1) 2.1.2气相物性的数据 (1) 2.1.3气液相平衡数据 (1) 2.1.4 物料衡算 (1) 2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (2) 2.2.1 塔径的计算 (2) 2.2.2 填料层高度计算 (3) 2.2.3 填料层压降计算 (6) 2.2.4 液体分布器简要设计 (7) 3. 辅助设备的计算及选型 (8) 3.1 填料支承设备 (8) 3.2填料压紧装置 (8) 3.3液体再分布装置 (8) 4. 设计一览表 (9) 5. 后记 (9) 6. 参考文献 (9) 7. 主要符号说明 (10) 8. 附图(工艺流程简图、主体设备设计条件图)

SO2填料吸收塔课程设计论文

SO2填料吸收塔課程設計 專業班級:化工0803班 姓名:*** 學號:****** 指導老師:*****

目錄 一·目的和要求 二·設計任務 三·設計方案 1.吸收劑的選擇 2.塔內氣液流向的選擇 3.吸收系統工藝流程(工藝流程圖及說明) 4.填料的選擇 四·工藝計算 1.物料衡算,吸收劑用量,塔底吸收液濃度 2.塔徑計算 3.填料層高度計算 4.填料層壓降計算 5.填料吸收塔的主要附屬構件簡要設計 6.動力消耗的計算與運輸機械的選擇(對吸收劑)五·設備零部件管口的設計計算及選型 六·填料塔工藝數據表 填料塔結構數據表 物性數據表 七·對本設計的討論 八·主要符號說明 九·參考文獻

一·目的和要求 1.進行查閱專業資料、篩選整理數據及化工設計的基本訓練; 2.進行過程計算及主要設備的工藝設計計算,獨立完成吸收單元的設計;用簡潔的文字和圖表清晰地表達自己的設計思想和計算結果; 3.建立和培養工程技術觀點; 4.初步具備從事化工工程設計的能力,掌握化工設計的基本程式和方法。 5.獨立完成課程設計任務。 二·設計任務 1.題目:SO2填料吸收塔 2 生產能力:SO2爐氣的處理能力為1500 m3/h(1atm,30℃時的體積) 3 爐氣組成:原料氣中含SO2為9%(v),其餘為空氣 4 操作條件: P=1atm(絕壓) t=30 ℃ 5 操作方式:連續操作 6 爐氣中SO2的回收率為95% 三·設計方案 1.吸收劑的選擇 用水做吸收劑。水對SO2有較大的溶解度,有較好的化學穩定性,有較低的粘度,廉價、易得、無毒、不易燃燒 2.塔內氣液流向的選擇 在填料塔中,SO2從填料塔塔底進入,清水從塔頂由液體噴淋裝置均勻淋下。 3.吸收系統工藝流程(工藝流程圖及說明) 二氧化硫爐氣經由風機從塔底鼓入填料塔中,與由離心泵送至塔頂的清水逆流接觸,在填料的作用下進行吸收。經吸收後的尾氣由塔頂排除,吸收了SO2的廢水由填料塔的下端流出。 4.填料的選擇 可選擇(直徑)25mm塑膠鮑爾環填料(亂堆)。特性數據如下: 比表面積α:209 m2/m3

化工原理课程设计(规整填料塔)

填料精馏塔设计任务书 一、设计题目:填料塔设计 二、设计任务:苯-甲苯精馏塔设计 三、设计条件: 1、年处理含苯41%(质量分数,下同)的苯-甲苯混合液3万吨; 2、产品苯含量不低于96%; 3、残液中苯含量不高于1%; 4、操作条件: 填料塔的塔顶压力:4kPa(表压) 进料状态:自选 回流比:自选 加热蒸汽压力:101.33kPa(表压) 5、设备型式:规整填料塔 6、设备工作日:300天/年,24h连续运行 四、设计内容和要求 序号设计内容要求 1 工艺计算物料衡算、热量衡算、理论塔板数等 2 结构设计塔高、塔径、分布器、接口管的尺寸等 3 流体力学验算塔板负荷性能图 4 冷凝器的传热面积和冷却介质的 用量计算 5 再沸器的传热面积和加热介质的 用量计算 6 计算机辅助计算将数据输入计算机,绘制负荷性能图 7 编写设计说明书目录、设计任务书、设计计算及结果、流程图、参考资料等

目录 第1章流程的确定和说明 (3) 1.1加料方式 (3) 1.2进料状态 (3) 1.3冷凝方式 (3) 1.4回流方式 (3) 1.5加热方式 (3) 1.6加热器 (4) 第2章精馏塔设计计算 (5) 2.1操作条件和基础数据 (5) 2.1.1操作压力 (5) 2.1.2基础数据 (5) 2.2精馏塔工艺计算 (7) 2.2.1物料衡算 (7) 2.2.2热量衡算 (9) 2.2.3理论塔板数计算 (11) 2.3精馏塔的主要尺寸 (12) 2.3.1精馏塔设计的主要依据 (12) 2.3.2塔径设计计算 (15) 2.3.3填料层高度的计算 (16) 第3章附属设备及主要附件的选型计算 (17) 3.1冷凝器 (17) 3.1.1计算冷却水流量 (18) 3.1.2冷凝器的计算与选型 (18) 3.2再沸器 (18) 3.2.1间接加热蒸汽 (18) 3.2.2再沸器加热面积 (18) 3.3塔内其他结构 (19) 3.3.1接管的计算与选择 (19) 3.3.2液体分布器 (20) 3.3.3除沫器 (21) 3.3.4液体再分布器 (22) 3.3.5填料支撑板的选择 (22) 3.3.6塔底设计 (23) 3.3.7塔的顶部空间高度 (23) 第4章结束语 (24) 参考文献 (25)

化工原理 水吸收氨填料塔设计

广东石油化工学院化工原理课程设计 题目: 水吸收氨填料塔的设计 指导教师: 李燕 成绩评阅教师

目录 第一节前言 (4) 1.1 填料塔的主体结构与特点 (4) 1.2 填料塔的设计任务及步骤 (4) 1.3 填料塔设计条件及操作条件 (4) 第二节填料塔主体设计方案的确定 (5) 2.1 装置流程的确定 (5) 2.2 吸收剂的选择 (5) 2.3填料的类型与选择 (5) 2.3.1 填料种类的选择 (5) 2.3.2 填料规格的选择 (5) 2.3.3 填料材质的选择 (6) 2.4 基础物性数据 (6) 2.4.1 液相物性数据 (6) 2.4.2 气相物性数据 (6) 2.4.3 气液相平衡数据 (7) 2.4.4 物料横算 (7) 第三节填料塔工艺尺寸的计算 (8) 3.1 塔径的计算 (8) 3.2 填料层高度的计算及分段 (9) 3.2.1 传质单元数的计算 (9) 3.2.3 填料层的分段 (11) 3.3 填料层压降的计算 (12) 第四节填料塔内件的类型及设计 (12) 4.1 塔内件类型 (12) 4.2 塔内件的设计 (12) 4.2.1 液体分布器设计的基本要求: (12) 4.2.2 液体分布器布液能力的计算 (13) 注: 1填料塔设计结果一览表 (13) 2 填料塔设计数据一览 (13)

3 参考文献 (15) 4 对本设计的评述或有关问题的分析讨论 (15)

第一节 前言 1.1 填料塔的主体结构与特点 结构: 图1-1 填料塔结构图 填料塔不但结构简单,且流体通过填料层的压降较小,易于用耐腐蚀材料制造,所以她特别适用于处理量肖,有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部,并在填料的表面呈膜状流下,气体从塔底的气体口送入,流过填料的空隙,在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气液两相组成沿塔高连续变化,所以填料塔属连续接触式的气液传质设备。 1.2 填料塔的设计任务及步骤 设计任务:用水吸收空气中混有的氨气。 设计步骤:(1)根据设计任务和工艺要求,确定设计方案; (2)针对物系及分离要求,选择适宜填料; (3)确定塔径、填料层高度等工艺尺寸(考虑喷淋密度); (4)计算塔高、及填料层的压降; (5)塔内件设计。 1.3 填料塔设计条件及操作条件 1. 气体混合物成分:空气和氨 2. 空气中氨的含量: 5.0% (体积含量即为摩尔含量) 液体 捕沫器 填料压板 塔壳填料 填料支承板液体再分布器填料压板填料支承板气体 气体 液体

化工原理填料塔课程设计模板

化工原理课程设计 题目: 填料吸收塔的设计 教学院: 化学与材料工程学院 专业: 应用化工技术级(1)班 学号: 15 40 20 22 学生姓名: 罗全海刘勇万丽蓉张硕 指导教师: 胡燕辉屈媛 年 6 月14 日 目录 1 绪论 .............................................................................. 错误!未定义书签。

1.1吸收技术概况 ...................................................... 错误!未定义书签。 1.2吸收过程对设备的要求及设备的发展概况...... 错误!未定义书签。 1.3吸收的应用概况 .................................................. 错误!未定义书签。 1.4设计方案介绍 ...................................................... 错误!未定义书签。 1.5填料选择 .............................................................. 错误!未定义书签。 1.5.1填料塔选择原则 ......................................... 错误!未定义书签。 1.5.2填料种类 ..................................................... 错误!未定义书签。 1.6填料尺寸的的选择: ........................................... 错误!未定义书签。 1.7填料材质的选择: ............................................... 错误!未定义书签。 2 吸收塔的工艺计算 ...................................................... 错误!未定义书签。 2.1 基础物性数据处理 ............................................. 错误!未定义书签。 2.1.1 液相物性数据 ............................................ 错误!未定义书签。 2.1.2气相物性数据 ............................................. 错误!未定义书签。 2.1.3气液平衡数据 ............................................. 错误!未定义书签。 2.1.4物料衡算 ..................................................... 错误!未定义书签。 2.1.5 液气比的计算 ............................................ 错误!未定义书签。 2.1.6吸收剂的用量 ............................................. 错误!未定义书签。 2.2 塔径的计算及校核 ............................................. 错误!未定义书签。 2.2.1物性数据: ................................................... 错误!未定义书签。 2.2.2 泛点气速、塔径的计算........................... 错误!未定义书签。 2.2.3 数据校核..................................................... 错误!未定义书签。

水吸收氨气填料塔设计样本

东南大学成贤学院 课程设计报告 题目填料吸收塔的设计 课程名称化工原理课程设计 专业制药工程 班级 学生姓名 学号 设计地点东南大学成贤学院 指导教师 设计起止时间:2012 年8月28日至2012 年9 月14 日

目录 课程任务设计书 (3) 第一节吸收塔简介 (4) 1.1 吸收技术概况 (4) 1.2 吸收设备--填料塔概况 (4) 1.3 典型的吸收过程 (5) 第二节填料塔主体设计方案的确定 (6) 2.1 装置流程的确定 (6) 2.2 吸收剂的选择 (6) 2.3 填料的类型与选择 (7) 2.3.1填料种类的选择 (7) 2.3.2 填料规格的选择 (8) 2.3.3 填料材质的选择 (8) 第三节填料塔工艺尺寸的计算 (10) 3.1 基础物性数据 (10) 3.1.1 液相物性数据 (10) 3.1.2 气相物性数据 (10) 3.1.3 气液相平衡数据 (10) 3.2 物料衡算及校核 (11) 3.2.1水吸收氨气平衡关系 (11) 3.2.2绘制X-Y图 (11) 3.2.3物料衡算 (16) 3.3 塔径的计算及校核 (18) 3.3.1塔径的计算 (18) 3.3.2塔径的校核 (20) 3.4 填料层高度的计算及分段 (20) 3.4.1填料层高度的计算 (20) 3.4.2 填料层的分段 (23) 3.5 填料层压降的计算 (23) 第四节其他辅助设备的计算与选择 (24) 4.1 吸收塔的主要接管尺寸计算 (24) 4.2 气体进出口的压降计算 (24)

4.3 离心泵的选择与计算 (24) 附件一: 1.计算结果汇总 (26) 2.主要符号及说明 (27) 3.参考文献 (28) 4. 个人小结 (28) 附件二: 1.填料塔设备图 (30) 2.塔设备流程图 (31) 3.埃克特通用压降关联图 (32) 4.X-Y关系图(见计算过程)

化工原理课程设计(氨气填料吸收塔设计)

化工原理课程设计任务书设计题目填料吸收塔设计—15 主要内容1、设计方案简介:对给定或选定的工艺流程、主要设备进行简要 论述; 2、主要设备的工艺设计计算:物料衡算、能量衡算、工艺参数的 选定、填料塔结构设计和工艺尺寸的设计计算; 3、辅助设备的选型 4、绘流程图:以单线图的形式描绘,标出主体设备和辅助设备的 物料方向、物流量、能流量。 5、吸收塔的设备工艺条件图 6、编写设计计算说明书 设计参数用清水吸收空气中的NH 3 气体,混合气体处理量5000m3/h,其中NH 3 含量为0.14kg/m3干空气(标态),干空气温度为25℃,相对湿度为 70%,要求净化气中NH 3 含量不超过0.07%(体积分数),气体入口温 度40℃,入塔吸收剂中不含NH 3 ,水入口温度30℃。 设计计划进度布置任务,学习课程设计指导书,其它准备……………0.5天主要工艺设计计算…………………………………………2.5天辅助设备选型计算/绘制工艺流程图……………………1.0天绘制主要设备工艺条件图…………………………………1.0天编写设计计算说明书(考核)……………………………1.0天合计:(1周)………………………………………………6.0天 主要参考文献1. 《化工原理课程设计》,贾绍义等编,天津大学出版社,2002.08 2.《化工原理》(上、下册),夏清,陈常贵主编,天津大学出版社, 2005.01 3. 《化工原理课程设计》,大连理工大学编,大连理工大学出版社, 1994.07 4.《化工工艺设计手册》(第三版)(上、下册),化学工业出版社, 2003.08 5.《化学工程手册》(第二版)(上、下卷),时钧等主编,化学工 业出版社,1998.11 6.《化工设备机械基础》,董大勤编,化学工业出版社,2003.01 7.《化工数据导引》,王福安主编,化工出版社,1995.10 8.《化工工程制图》,魏崇光等主编,化学工业出版社1994.05 9.《现代填料塔技术指南》,王树楹主编,中国石化出版社,1998.08 设计文件要求1.设计说明书不得少于7000字,A4幅面; 2.工艺流程图为A2幅面; 3.设备工艺条件图为A3幅面; 备注

水吸收氨气填料塔

《化工原理》课程设计 设计题目:水吸收氨填料塔设计专业班级: 学生姓名: 学号: 指导教 起止日期:

前言 在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门,塔设备属于使用量大应用面广的重要单元设备。塔设备广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中。所以塔设备的研究一直是国内外学者普遍关注的重要课题。 在化学工业中,经常需要将气体混合物中的各个组分加以分离,其主要目的是回收气体混合物中的有用物质,以制取产品,或除去工艺气体中的有害成分,使气体净化,以便进一步加工处理,或除去工业放空尾气中的有害成分,以免污染空气。吸收操作是气体混合物分离方法之一,它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的。 氨是化工生产中极为重要的生产原料,但是其强烈的刺激性气味对于人体健康和大气环境都会造成破坏和污染。因此,为了避免化学工业产生的大量的含有氨气的工业尾气直接排入大气而造成空气污染,需要采用一定方法对于工业尾气中的氨气进行吸收,本次课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔吸收的方法来净化含有氨气的工业尾气,使其达到排放标准。设计采填料塔进行吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液传质面积而且填料表面具有良好的湍流状况,从而使吸收过程易于进行而且,填料塔还具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制造等优点,从而可以使吸收操作过程节省大量人力和物力。 利用混合气体中各组分在同一种液体(溶剂)中溶解度差异而实现组分分离的过程称为气体吸收气体吸收是一种重要的分离操作,它在化工生产中主要用来达到以下几种目的:分离混合气体以获得一定的组分;除去有害组分以净化气体;制备某种气体的溶液。一个完整的吸收分离过程,包括吸收和解吸两个部分。典型过程有单塔和多塔、逆流和并流、加压和减压等。 第一章概述

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