化工原理课程设计-填料吸收塔的设计

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化工原理课程设计甲醇填料吸收塔设计

化工原理课程设计甲醇填料吸收塔设计
经济评价与环保考虑
投资估算及经济效益分析
投资估算
根据甲醇填料吸收塔的设计方案,对设备、材料、安装、调试等各方面的费用进行详细估算,以确保投资预算的 准确性。
经济效益分析
通过对比不同设计方案的经济效益,包括投资回报率、净现值、内部收益率等指标,评估甲醇填料吸收塔的经济 效益,为决策提供依据。
环保法规遵守情况说明
在甲醇吸收塔周围设置防火墙或 防火带,防止火灾蔓延。同时, 塔体上应设置明显的安全警示标 志和灭火器材。
防爆措施
对于可能存在爆炸危险的区域, 应采取相应的防爆措施,如设置 防爆门、防爆窗等。此外,还应 对塔体进行定期检查和维修,确 保设备完好无损。
防毒措施
甲醇具有一定的毒性,因此在设 计过程中应采取相应的防毒措施 。例如,在塔体上设置排风口和 通风设备,确保空气流通;工作 人员在操作时应佩戴防毒面具和 防护服等个人防护用品。
化工原理课程设计甲 醇填料吸收塔设计
目录
• 课程设计背景与目的 • 甲醇填料吸收塔基本原理 • 设计方案制定与参数选择
目录
• 工艺流程设计与优化 • 设备布置与管道设计 • 控制系统设计与实现 • 经济评价与环保考虑
01
课程设计背景与目的
化工原理课程设计意义
01 02
理论与实践结合
化工原理课程设计是连接化工理论学习与工程实践的重要桥梁,通过课 程设计,学生可以将所学的化工原理知识应用于实际工程问题中,加深 对理论知识的理解和掌握。
塔内件设计与优化
通过对塔内件(如分布器、收集器、再分布器等)的设计和优化,实现气液均匀分布、减少返混和降低压降等目标, 从而提高吸收效率和降低能耗。
操作条件优化
通过对操作条件(如温度、压力、流量等)的优化,使吸收塔在最佳工况下运行,提高吸收效率和产品 质量,降低能耗和废弃物排放。

水吸收二氧化硫填料吸收塔_课程设计完整版

水吸收二氧化硫填料吸收塔_课程设计完整版

吉林化工学院化工原理课程设计题目处理量为2500m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计教学院化工与材料工程学院专业班级化学工程与工艺0804班学生姓名学生学号 08110430指导教师徐洪军2010 年 12 月 15 日化工原理课程设计任务书专业化学工程与工艺班级化工0804 设计人郑大朋一.设计题目处理量为2500m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计二.原始数据及条件生产能力:年处理空气—二氧化硫混合气2.3万吨(开工率300天/年)。

原料:二氧化硫含量为5%(摩尔分率,下同)的常温气体。

分离要求:塔顶二氧化硫含量不高于0.26% 。

塔底二氧化硫含量不低于0.1% 。

建厂地址:河南省永城市。

三.设计要求(一)编制一份设计说明书,主要内容包括:1. 摘要;2. 流程的确定和说明(附流程简图);3. 生产条件的确定和说明;4. 吸收塔的设计计算;5. 附属设备的选型和计算;6. 设计结果列表;7. 设计结果的讨论和说明;8. 主要符号说明;9. 注明参考和使用过的文献资料;10. 结束语(二) 绘制一个带控制点的工艺流程图。

(三)绘制吸收塔的工艺条件图]1[。

四.设计日期: 2010 年 11 月 22 日至 2010 年 12 月 15 日目录摘要 (IV)第一章绪论 (1)1.1 吸收技术概况 (1)1.2 吸收设备发展 (1)1.3 吸收在工业生产中的应用 (3)第二章吸收塔的设计方案 (4)2.1 吸收剂的选择 (4)2.2 吸收流程选择 (5)2.2.1 吸收工艺流程的确定 (5)2.2.2 吸收工艺流程图及工艺过程说明 (6)2.3 吸收塔设备及填料的选择 (7)2.3.1 吸收塔设备的选择 (7)2.3.2 填料的选择 (8)2.4 吸收剂再生方法的选择 (10)2.5 操作参数的选择 (11)2.5.1 操作温度的确定 (11)2.5.2 操作压强的确定 (11)第三章吸收塔工艺条件的计算 (12)3.1 基础物性数据 (12)3.1.1 液相物性数据 (12)3.1.2 气相物性数据 (12)3.1.3 气液两相平衡时的数据 (12)3.2 物料衡算 (12)3.3 填料塔的工艺尺寸计算 (13)3.3.1 塔径的计算 (13)3.3.2 泛点率校核和填料规格 (14)3.3.3 液体喷淋密度校核 (15)3.4 填料层高度计算 (15)3.4.1 传质单元数的计算 (15)3.4.2 传质单元高度的计算 (16)3.4.3 填料层高度的计算 (17)3.5 填料塔附属高度的计算 (18)3.6 液体分布器的简要设计 (18)3.6.1 液体分布器的选型 (18)3.6.2 分布点密度及布液孔数的计算 (19)3.6.3 塔底液体保持管高度的计算 (20)3.7 其他附属塔内件的选择 (21)3.7.1 填料支撑板 (21)3.7.2 填料压紧装置与床层限制板 (21)3.7.3 气体进出口装置与排液装置 (21)3.8 流体力学参数计算 (22)3.8.1 填料层压力降的计算 (22)3.8.2 泛点率 (23)3.8.3 气体动能因子 (23)3.9 附属设备的计算与选择 (23)3.9.1 吸收塔主要接管的尺寸计算 (23)3.9.2 离心泵的计算与选择 (24)工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 (26)设计方案讨论 (31)附录(计算程序及有关图表) (32)参考文献 (34)结束语 (35)带控制点的工艺流程图 (36)设备条件图 (37)化工原理课程设计教师评分表 (38)摘要吸收是利用混合气体中各组分在液体中的溶解度的差异来分离气态均相混合物的一种单元操作。

化工原理课程设计-水吸收氨填料吸收塔设计

化工原理课程设计-水吸收氨填料吸收塔设计

化工原理课程设计-水吸收氨填料吸收塔设计一、背景介绍氨是一种重要的化学制品,用于制造各种类型的化学产品,也可用作氨加热系统的燃料,但它作为强氧化剂挥发到大气中,有害环境,因此必须采取对策进行处理,以保护我们的环境。

水吸收氨填料吸收塔是一种典型的操作过程,通过在塔内部放入一定量的吸收填料,使得氨气更有效地与液体相混合,从而降低氨的挥发率,防止它的溢出。

二、设计目的本设计的目的是设计一种能够有效降低氨气挥发率的水吸收氨填料吸收塔系统。

三、塔结构设计1.水吸收塔的形式:此水吸收塔采用真空反应塔的形式,包括加热装置、塔体及其重要部件。

2.水吸收塔的尺寸:该水吸收塔直径为3m,高度为12m,采用真空式反应塔设计。

3.吸收填料:此设计采用纤维吸收填料,其密度为180 kg/m3,吸附能力0.5%,并选择优质的、耐磨的材料,保证耐久性。

4.液相:选择介质为硝酸钠溶液,介质比重1.1,温度在25℃以下,以确保氨吸收剂的低温稳定性。

5.混合器:采用有效搅拌,减少氨气挥发,氨气完全溶于液体,增加氨气的反应机会,增加吸6.塔内设备:除了加热器,还设有安全阀等设备,以防出现意外。

四、设计步骤1.根据氨吸收水填料吸收塔的工艺特点,研究氨挥发的特性,确定反应条件,估算反应速率和塔的大小及包装密度。

2.确定吸收填料的类型,以保证其对氨气的特性挥发特性。

3.细化设计,考虑塔内混合器及其优势,同时留意水塔设计具体内容,计算安全阀等设备的大小,以及确定塔内设备的位置。

4.确认成本,包括:原材料、安装和实际操作。

五、最终结论本文研究了一套水吸收氨填料吸收塔,设计了其安全阀及其它设备,以及填料的特性,确定了反应条件,估算反应速率,详细设计了塔的形式,尺寸,位置等,通过认真的工作,可以提出设计方案,完成水吸收氨填料吸收塔的设计任务。

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(氨气填料吸收塔设计)

化工原理课程设计(氨气填料吸收塔设计)1000字氨气填料吸收塔是一种常见的化工工艺设备,用于从氨气等气体中去除二氧化碳等有害成分。

在这篇课程设计中,我们将重点讨论氨气填料吸收塔的设计原理和实现方法。

一、设计原理氨气填料吸收塔的设计原理基于物理吸收法,它通过填充物(如泡沫塑料、陶瓷、金属等)将气相物质传递到液相解吸剂中,以达到去除气体中有害成分的目的。

其中,填充物的种类、形状和大小会影响到吸收效率和压力损失。

塔顶设置进口气流分布器,塔底设置液体分布器,使操作稳定,保证吸收效果。

二、实现方法1. 确定设计参数氨气填料吸收塔的设计需要涉及到多项因素,包括:(1)吸收剂的化学性质:吸收剂的化学性质会影响到塔内化学反应的速率和吸收效率。

因此,需要选择合适的吸收剂,并对其进行物性参数测定。

(2)气体流量:气体流量会影响到塔内的混合程度和扩散速率。

因此,需要确定气体流量范围和变化规律。

(3)操作温度和压力:操作温度和压力会直接影响到化学反应的速率和吸收效率。

因此,需要选择合适的操作温度和压力,并对其进行测定。

(4)塔体高度和直径:塔体高度和直径会影响到填充物的分布、气液流动情况和压降。

因此,需要按照实际需要确定塔的高度和直径。

(5)填充物种类和数量:填充物的种类和数量对吸收效率和压力损失有较大影响。

因此,需要选择合适的填充物,并确定填充层数和填充物粒径。

2. 填充物选型填充物的种类是影响氨气填料吸收塔吸收效率和压力损失的一个关键因素。

选用填充物时需要考虑以下方面:(1)物理性能:填充物的物理性能直接影响其在吸收塔内的分布、气液流动情况和压降。

因此,需要选择合适的物理性能(如比表面积、孔隙率、容重等)的填充物。

(2)化学特性:填充物的化学特性对气液反应速率和吸收效率有较大影响。

因此,需要选择符合需要的化学特性的填充物。

(3)成本和耐久性:填充物的成本和耐久性也是选型时需要考虑的因素,以确保经济可行和长期稳定运行。

化工原理填料吸收塔课程设计

化工原理填料吸收塔课程设计

化工原理填料吸收塔课程设计引言:填料吸收塔是化工工艺中常用的一种设备,用于将气体中的有害物质通过吸收剂吸附或反应的方式去除。

本次课程设计旨在通过对填料吸收塔的设计和工艺参数的优化,实现高效的气体净化效果。

一、填料吸收塔的基本原理及结构填料吸收塔是利用填料表面积大、内部通道多、与气体充分接触的特点,通过物理吸附或化学吸收的方式将气体中的有害成分去除。

其基本结构包括进气口、出气口、填料层和液体循环系统等。

二、填料的选择及特性填料是填料吸收塔中起到关键作用的部分,其选择应根据气体的性质和处理效果的要求来确定。

常用的填料包括球状填料、骨架填料和网状填料等,它们具有不同的表面积、孔隙率和液体分布性能,对吸收效果和塔内气液分布起到重要影响。

三、填料吸收塔的设计步骤及要点1. 确定气体的物理和化学性质,包括流量、温度、压力、组成等;2. 选择合适的填料类型和尺寸,考虑填料的表面积、孔隙率和液体分布性能;3. 确定填料层数和塔径高比,以及液体循环系统的设计参数;4. 进行塔内气液分布的模拟和优化,保证填料与气体充分接触;5. 进行设备的结构设计和材料选择,考虑耐腐蚀性和操作安全性;6. 进行设备的动态模拟和优化,确定最佳操作条件和效果。

四、填料吸收塔的性能评价及优化填料吸收塔的性能评价主要包括吸收效率、压降和能耗等指标。

通过调整填料层数、液体循环系统和操作条件等参数,可以实现吸收效率的提高和能耗的降低。

同时,还应考虑填料的寿命和维护等方面的因素,以保证设备的稳定运行和经济性。

五、填料吸收塔的应用及发展趋势填料吸收塔广泛应用于化工、环保和能源等行业,用于废气处理、脱硫和脱硝等工艺。

随着环保要求的提高和技术的进步,填料吸收塔的设计和优化将更加注重能耗和运行成本的降低,同时也将更加重视对废气中微量有害物质的去除效果。

结论:填料吸收塔作为一种重要的气体净化设备,在化工工艺中发挥着重要作用。

通过合理的设计和优化,可以实现高效的气体净化效果和能耗降低。

化工原理课程设计SO2填料吸收塔课程设计说明书

化工原理课程设计SO2填料吸收塔课程设计说明书

化工原理课程设计任务书专业班级:姓名:学号:指导老师:目录一·目的和要求二·设计任务三·设计方案1.吸收剂的选择2.塔内气液流向的选择3.吸收系统工艺流程(工艺流程图及说明)4.填料的选择四·工艺计算1.物料衡算,吸收剂用量,塔底吸收液浓度2.塔径计算3.填料层高度计算4.填料层压降计算5.填料吸收塔的主要附属构件简要设计6.动力消耗的计算与运输机械的选择(对吸收剂)五·设备零部件管口的设计计算及选型六·填料塔工艺数据表填料塔结构数据表物性数据表七·对本设计的讨论八·主要符号说明九·参考文献一·目的和要求1.进行查阅专业资料、筛选整理数据及化工设计的基本训练;2.进行过程计算及主要设备的工艺设计计算,独立完成吸收单元的设计;用简洁的文字和图表清晰地表达自己的设计思想和计算结果;3.建立和培养工程技术观点;4.初步具备从事化工工程设计的能力,掌握化工设计的基本程序和方法。

5.独立完成课程设计任务。

二·设计任务1.题目:SO2填料吸收塔2 生产能力:SO2炉气的处理能力为1500 m³/h(1atm,30℃时的体积)3 炉气组成:原料气中含SO2为9%(v),其余为空气4 操作条件:P=1atm(绝压)t=30 ℃5 操作方式:连续操作6 炉气中SO2的回收率为95%三·设计方案1.吸收剂的选择用水做吸收剂。

水对SO2有较大的溶解度,有较好的化学稳定性,有较低的粘度,廉价、易得、无毒、不易燃烧2.塔内气液流向的选择在填料塔中,SO2从填料塔塔底进入,清水从塔顶由液体喷淋装置均匀淋下。

3.吸收系统工艺流程(工艺流程图及说明)二氧化硫炉气经由风机从塔底鼓入填料塔中,与由离心泵送至塔顶的清水逆流接触,在填料的作用下进行吸收。

经吸收后的尾气由塔顶排除,吸收了SO2的废水由填料塔的下端流出。

化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计(1)

化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计(1)

化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计
(1)
化工原理课程设计——水吸收氨填料吸收塔设计
一、选择填料
本设计所选用的填料为塔形环状填料,其主要优点在于能够提高氨气
与水接触的时间和接触面积,从而提高吸收效率。

其次,填料的表面
积大,对氨气的吸附强度较高。

二、计算填料高度
根据质量平衡公式,吸收塔中氨气的质量=进入氨气的质量-出口氨气
的质量-吸收氨气的质量。

结合我们所设计的填料种类和工艺流程,可
以得到计算填料高度的公式:
θ=(W/N) ln [(C0-C)/(Co-Ct)]
其中,W是空气中氨气的质量流量,单位为kg/h;N是塔形环状填料每立方米的比表面积,单位为m²/m³;C0是氨气从入口口进入吸收器的
浓度,单位为mg/Nm³;Ct是出口处氨气的平均浓度,单位为mg/Nm³;
C是入口处水的浓度,单位为mg/L。

三、塔的直径
根据经验公式可得:填料在瞬间液晶表面液流速等于液降的经验公式。

v=1.2/(μ)½ (ΔP/ρ) ¼
其中,v是液体在塔体内部的平均流速,单位为m/s;μ是液体的粘度,单位为Pa*s;ΔP是液体在塔体内产生的液降,单位为Pa;ρ是液体
的密度,单位为kg/m³。

四、结论
经过以上各个方面的计算和分析,我们得到了适合本工艺流程,并且
具有高效的填料塔高度及塔直径,使本工艺流程吸收效率达到最优化
程度。

我们所选用的填料塔设计方案具有成本低、效率高及运行稳定
等特点,非常符合实际工序的需要。

化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)

化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)

水吸收氨填料吸收塔设计1 题目含氨为5%的混合气体, 处理量为500m3/h, 尾气中含氨低于0.02%,采用清水进行吸收, 吸收剂的用量为最小用量的1.5倍. (均为体积分数).,2 设计任务和操作条件:(1)操作压力常压。

(2)操作温度 20℃(3)年工作300天,每天24小时运行.3 填料类型 聚丙烯阶梯环填料,规格自选.4 设计内容(1)吸收塔的物料衡算(2)填料层压降的计算(3)液体分布器的简单设计(4)吸收塔塔体工艺尺寸的计算(5)绘制分布器施工图(6)对本设计进行评述5 基础数据20℃下氨在水中的溶解度系数为0.725Kmol/( m3. kpa)一吸收工艺流程的确定采用常规逆流操作流程.流程如下。

二物料计算(l). 进塔混合气中各组分的量取塔平均操作压强为101.3kPa,故:混合气量= 500()×= 20.80kmol/h混合气中氨量=20.80×0.543 =1.129 kmol/h = 19.2kg/h混合气中空气量=20.80-1.129 = 19.671kmol/h=570.5kg/h (2).混合气进出塔的(物质的量)组成==0.05430;(3).混合气进出塔(物质的量比)组成Y1==0.0574Y2=(1-)=0.0574×=0.0002296(以塔顶排放气体中氨含量0.02%计)三 平衡曲线方程查表知:20℃时,氨在水中的亨利系数E=277.3Kpa;m = = = 2.737故操作线方程为:Y=2.737X.吸收剂(水)的用量Ls由操作线方程知:当Y1=0.0574时,X1*=0.021,计算最小吸收剂用量=19.671×=53.77 kmol/h取安全系数为1.5,则Ls=1.5×53.77=80.65kmol/h = 1451.7kg/h依物料衡算式塔底吸收液浓度= 19.671×= 0.014四塔径计算塔底气液负荷大,依塔底条件(混合气20℃),101.325kPa图1 通用压降关联图(1).采用Eckert通用关联图法(图1)计算泛点气速①有关数据计算塔底混合气流量V`S=570.5+19.2=589.7kg/h吸收液流量L`=1451.7kg/h进塔混合气密度=×=1.206kg/(混合气浓度低,可近似视为空气的密度)吸收液密度=998.2kg/吸收液黏度=1.005 mP a·s经比较,选DN38mm聚丙烯阶梯环。

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化工原理课程设计-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:化学工程与工艺(精细化工方向)学号:学生姓名:指导教师:2012 年 5 月31 日《化工原理课程设计》任务书2011~2012 学年第2学期学生姓名:专业班级:化学工程与工艺(2009) 指导教师:工作部门:化工教研室一、课程设计题目:填料吸收塔的设计二、课程设计内容(含技术指标)1. 工艺条件与数据煤气中含苯2%(摩尔分数),煤气分子量为19;吸收塔底溶液含苯≥0.15%(质量分数);吸收塔气-液平衡y*=0.125x;解吸塔气-液平衡为y*=3.16x;吸收回收率≥95%;吸收剂为洗油,分子量260,相对密度0.8;生产能力为每小时处理含苯煤气2000m³;冷却水进口温度<25℃,出口温度≤50℃。

2. 操作条件吸收操作条件为:1atm、27℃,解吸操作条件为:1atm、120℃;连续操作;解吸气流为过热水蒸气;经解吸后的液体直接用作吸收剂,正常操作下不再补充新鲜吸收剂;过程中热效应忽略不计。

3. 设计内容①吸收塔、解吸塔填料层的高度计算和设计;②塔径的计算;③其他工艺尺寸的计算。

三、进度安排1.5月14日:分配任务;2.5月14日-5月20日:查询资料、初步设计;3.5月21日-5月27日:设计计算,完成报告。

四、基本要求1. 设计计算书1份:设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。

设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点,列出设计主要技术数据,对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。

应按设计程序列出计算公式和计算结果,对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。

设计说明书应附有带控制点的工艺流程图。

设计说明书具体包括以下内容:封面;目录;绪论;工艺流程、设备及操作条件;塔工艺和设备设计计算;塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算;设计结果概览;附录;参考文献等。

2. 图纸1套:包括工艺流程图(3号图纸)。

教研室主任签名:年月日目录1 绪论 (1)1.1吸收技术概况 (1)1.2吸收过程对设备的要求及设备的发展概况 (1)2 课程设计任务 (2)2.1设计内容 (2)2.2设计要求 (2)2.3设计方案介绍 (3)3 吸收塔的工艺计算 (4)3.1 基础物性数据计算 (4)3.1.1 物料衡算 (4)3.1.2 液气比的计算 (5)3.1.3 吸收剂的用量 (5)3.2 塔径的计算及校核 (5)3.2.1 填料选择 (5)3.2.2 泛点气速、塔径的计算 (6)3.2.3 数据校核 (7)3.3 填料层高度的计算 (7)3.3.1 传质单元高度计算 (7)3.3.2 传质单元数的计算 (9)3.3.3 总高度的计算 (10)3.4流体力学参数计算 (10)3.4.1 吸收塔的压力降 (10)3.4.2 气体动能因子 (11)3.4.3 吸收因子 (11)3.5 吸收塔辅助设备计算及选型 (12)3.5.1 液体初始分布器 (12)3.5.2 液体再分布器 (12)3.5.3 其他附属塔内件 (12)4 解吸塔工艺计算 (13)4.1基础数据计算 (13)4.1.1 最小气液比及吸收剂用量 (13)4.2塔径的计算及校核 (14)4.2.1 填料的选择 (14)4.2.2 塔径计算 (14)4.2.3 数据校核 (15)4.3.1 传质单元高度计算 (16)4.3.2 传质单元数的计算 (17)4.3.3 总高度的计算 (18)4.4 流体力学参数的计算 (18)4.4.1 解吸塔的压力降 (19)4.4.2 气体动能因子 (19)4.4.3 解吸因子 (19)4.5解吸塔的辅助设备的计算与选型 (20)4.5.1 液体初始分布器 (20)4.5.2 其他附属内件 (20)5设计结果及评述 (21)5.1设计结果一览表 (21)5.2设计评述 (22)6 参考文献 (23)1 绪论1.1吸收技术概况气体吸收过程是化工生产中常用的气体混合物的分离操作,其基本原理是利用混合物中各组分在特定的液体吸收剂中的溶解度不同,实现各组分分离的单元操作。

实际生产中,吸收过程所用的吸收剂常需回收利用,故一般来说,完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分,因而在设计上应将两部分综合考虑,才能得到较为理想的设计结果。

作为吸收过程的工艺设计,其一般性问题是在给定混合气体处理量、混合气体组成、温度、压力以及分离要求的条件下,完成以下工作:(1)根据给定的分离任务,确定吸收方案;(2)根据流程进行过程的物料和热量衡算,确定工艺参数;(3)依据物料及热量衡算进行过程的设备选型或设备设计;(4)绘制工艺流程图及主要设备的工艺条件图;(5)编写工艺设计说明书。

1.2吸收过程对设备的要求及设备的发展概况近年来随着化工产业的发展,大规模的吸收设备已经广泛用于实际生产过程中。

对于吸收过程,能够完成分离任务的塔设备有多种,如何从众多的塔设备中选择合适类型是进行工艺设计的首要任务。

一般而言,吸收用塔设备与精馏过程所需要的塔设备具有相同的原则要求,用较小直径的塔设备完成规定的处理量,塔板或填料层阻力要小,具有良好的传质性能,具有合适的操作弹性,结构简单,造价低,便于安装、操作和维修等。

但是吸收过程,一般具有液气比大的特点,因而更适用填料塔。

此外,填料塔阻力小,效率高,有利于过程节能。

所以对于吸收过程来说,以采用填料塔居多。

近年来随着化工产业的发展,大规模的吸收设备已经广泛用于实际生产当中。

具有了很高的吸收效率,以及在节能方面也日趋完善。

填料塔的工艺设计内容是在明确了装置的处理量,操作温度及操作压力及相应的相平衡关系的条件下,完成填料塔的工艺尺寸及其他塔内件设计。

在今后的化学工业的生产中,对吸收设备的要求及效率将会有更高的要求,所以日益完善的吸收设备会逐渐应用于实际的工业生产中。

2 课程设计任务2.1设计内容1. 工艺条件与数据煤气中含苯2%(摩尔分数),煤气分子量为19;吸收塔底溶液含苯≥0.15%(质量分数);吸收塔气-液平衡y*=0.125x;解吸塔气-液平衡为y*=3.16x;吸收回收率≥95%;吸收剂为洗油,分子量260,相对密度0.8;生产能力为每小时处理含苯煤气2000m³;冷却水进口温度<25℃,出口温度≤50℃。

2. 操作条件吸收操作条件为:1atm、27℃,解吸操作条件为:1atm、120℃;连续操作;解吸气流为过热水蒸气;经解吸后的液体直接用作吸收剂,正常操作下不再补充新鲜吸收剂;过程中热效应忽略不计。

3. 设计内容①吸收塔、解吸塔填料层的高度计算和设计;②塔径的计算;③其他工艺尺寸的计算。

4. 进度安排5月14日:分配任务;5月14日-5月20日:查询资料、初步设计;5月21日-5月27日:设计计算,完成报告。

2.2设计要求1. 设计计算书1份:设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。

设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点,列出设计主要技术数据,对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。

应按设计程序列出计算公式和计算结果,对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。

设计说明书应附有带控制点的工艺流程图。

设计说明书具体包括以下内容:封面;目录;绪论;工艺流程、设备及操作条件;塔工艺和设备设计计算;塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算;设计结果概览;附录;参考文献等。

2. 图纸1套:包括工艺流程图(3号图纸)。

2.3设计方案介绍本设计为填料吸收塔,设计中说明吸收剂为洗油,被吸收的气体是含苯的煤气,且混合气中含苯的摩尔分数为0.02.除了吸收塔以外,还需其他的辅助设备构成完整的吸收-脱吸塔。

气液采用逆流流动,吸收剂循环再用,所设计的流程图如图所示。

图中左侧为吸收部分,混合气由塔底进入吸收塔,其中混合气中的苯被由塔顶淋下的洗油吸收后,由塔顶送出(风机在图中未画出来)。

富液从富油贮罐由离心泵送往右侧的脱吸部分。

脱吸常用的方法是溶液升温以减小气体溶质的溶解度。

故用换热器使送去的富油和脱吸的贫油相互换热。

换热而升温的富油进入脱吸塔的顶部,塔底通入过热蒸汽,将富油中的苯逐出,并带出塔顶,一道进入冷凝器,冷凝后的水和苯在贮罐中出现分层现象,然后将其分别引出。

回收后的苯进一步加工。

由塔顶到塔底的洗油的含苯量已脱的很低,从脱吸贮罐用离心泵打出,经过换热器、冷凝器再进入吸收塔的顶部做吸收用,完成一个循环。

3 吸收塔的工艺计算[1]3.1 基础物性数据计算基础数据的计算包括最小液气比的计算及吸收剂用量的计算。

3.1.1 物料衡算进口气相组成摩尔分数 y 1=0.02出口气相组成摩尔分数 y 2 =(1-0.95)y 1=0.001进口气相组成 21111004.202.0102.01-⨯=-=-=y y Y kmol (苯)/kmol (煤气) 出口气相组成322210001.1001.01001.01-⨯=-=-=y y Y kmol (苯)/kmol (煤气) 塔底出口液体浓度最低要求 310984260150178150781501-⨯=-+=.%.%.%.x 吸收塔液相进口的组成应低于其平衡浓度,该系统的相平衡关系可以表示为x .y 1250=*于是可得吸收塔进口液相的平衡浓度为:332*21015.8125.010019.1--⨯=⨯==m y x 吸收剂入口浓度应低于31015.8-⨯,其值的确定应同时考虑其吸收和解吸操作,兼顾两者,经优化计算后方能确定,这里取:3210005-⨯=.x333222100255100051100051---..-.-x x X ⨯=⨯⨯== kmol (苯)/kmol (煤气) 入口气体混合物的平均分子量为:182019021178020.).-(.M _=⨯+⨯=kg/km olQ vG =2000m 3/h25.81272732734.222000=+⨯=nG q kmol/h 625163918202581...M q q _nG mG =⨯==kg/h3.1.2 液气比的计算求最小液气比,进而确定适宜的液气比:2*121min X X Y Y q q nG nL --=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛m Y X 1*1=1230100255125010042100111004232322*121min ......X X Y Y q q nG nL =⨯-⨯⨯-⨯=--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----3.1.3 吸收剂的用量实际液气比通常取最小液气比的1.2~1.5倍[2],这里取1.4倍: 99.1325.814.1123.04.1min=⨯⨯=⨯⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛=nG nG nL nL q q q q kmol/h73.363726099.13=⨯=⨯=洗油M q q nL mL kg/h547.480073.3673===洗ρmL vL q q m 3/h3.2 塔径的计算及校核工艺计算包括塔径的计算,填料层高度的计算,总高度的计算。

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