水吸收变换气中CO2的填料塔设计
化工原理课程设计-水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收塔
《化工原理》课程设计课题: 设计水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收塔设计者：学号：指导老师：目录第一章设计任务∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙31.1设计题目∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙31.2设计任务及操作条件∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙31.3设计内容∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3第二章设计方案∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙42.1设计流程的选择及流程图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4第三章填料塔的工艺设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙43.1气液平衡关系∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙43.2吸收剂用量∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙53.3计算热效应∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙53.4定塔径∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙63.5喷淋密度的校核∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙63.6体积传质系数的计算∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙73.7填料层高度的计算∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙83.8附属设备的选择∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙9第四章设计结果概要∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙15第五章设计评价 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 17第一章设计任务1.1、设计题目设计水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收塔1.2、设计任务及操作条件（一）气体混合物3.温度：30°C4.压力：1800KN∕m2≤0.63%(二)气体出口要求（V%）：CO2(三)吸收剂：水1.3、设计内容设计说明书一份，其内容包括：1.目录2.题目及数据3.流程图4.流程和方案的选择说明与论证5.吸收塔的主要尺寸的计算，注明计算依据的公式、数据的来源6.附属设备的选型或计算7.设计评价8.设计结果9.参考文献第二章设计方案2.1、吸收流程的选择及流程图本设计混合原料气溶质浓度不高，同时过程分离要求不高，选用一种吸收剂（水）一步流程即可完成吸收任务。
NHD吸收水煤气中二氧化碳的填料塔工艺设计流程分析
NHD吸收水煤气中二氧化碳的填料塔工艺设计流程分析填料塔是一种常用的工艺设备，用于吸收水煤气中的二氧化碳（CO2）。
它是通过在填料床中将水煤气与溶液（吸收剂）充分接触，利用气液两相之间的物质传递来实现二氧化碳的分离和净化的。
本文将就NHD吸收水煤气中二氧化碳的填料塔工艺设计流程进行分析，并提供一种可行的方案。
首先，NHD吸收水煤气中二氧化碳的填料塔工艺设计流程包括以下几个关键步骤：1. 填料的选择：填料是填料塔中的重要组成部分，它能提供大量的表面积，增加溶液与水煤气之间的接触面积，促进二氧化碳的吸收。
在选择填料时需要考虑填料的体积和质量，以及其在高温和酸碱环境下的稳定性。
常用的填料有陶瓷球、金属球等。
2. 吸收剂的选择：吸收剂是用于吸收CO2的溶液，常用的吸收剂为胺类化合物。
在选择吸收剂时，需要考虑其吸收能力、稳定性、再生成本等因素。
常用的吸收剂有醇胺、甲醇胺等。
3. 填料塔的设计：填料塔的设计是整个工艺流程中最关键的一步。
设计时需要考虑填料塔的高度、直径、进出料口的位置等。
一般来说，填料塔的高度应该足够高，以确保充分的接触时间；直径应根据处理量和填料类型来决定。
4. 水煤气与吸收剂的接触：填料塔中的水煤气通过喷淋或喷水器的方式与从填料床顶部向下流动的吸收剂进行接触。
这样可以增加二氧化碳与吸收剂的接触面积，提高吸收效率。
5. 二氧化碳的分离和净化：经过填料塔后，溶液中的二氧化碳被吸收剂吸收，形成含CO2的溶液。
接下来，可以通过加热或减压等操作，将二氧化碳从溶液中分离出来得到纯净的二氧化碳。
此外，在设计过程中还要充分考虑能源消耗和操作费用等经济因素，优化工艺流程和运行条件，以提高填料塔的效率和节约成本。
总之，NHD吸收水煤气中二氧化碳的填料塔工艺设计流程需要仔细考虑填料选择、吸收剂选择、填料塔设计、气液接触和二氧化碳的分离等关键步骤。
通过合理的工艺设计和优化，可以达到高效、可靠、经济的二氧化碳吸收和净化过程。
水吸收二氧化碳填料塔设计
水吸收二氧化碳填料塔设计
水吸收二氧化碳填料塔是广泛采用的一种设备，主要应用于工业炼油、烯烃制造等化
工行业中，进行气体和液体混合物分离或净化程序。
水吸收二氧化碳填料塔使用由优质烧
结砂、耐酸石膏等选材，制成的低表观比重炭黑混合物。
为了提高其吸收程度，可以增加
水的量，使液态物质在碳黑表面上充分沉淀，当碱度超过9.5时，可以明显提高吸附率。
水吸收二氧化碳填料塔分为冷床塔和热床塔，根据具体使用情况选择冷床或者热床塔。
冷床塔采用空气加热，它的工作原理是在填料塔内连续运行时，烟气进入填料阶梯，在从
下至上依次经过不同阶梯中的填料时，有机烟气与填料层产生化学作用，逐渐剥去各种污
染物的低分子量的有机和气态混合物中的有害气体。
热床塔采用发热量最大温差较大的热床加热，工作原理和冷床塔相同，吸收效果更好。
水帰二氧化碳填料塔结构主要由塔面、塔底、塔龙头、塔头、塔中央支架、塔内部填料层、塔体板片等组成。
其中塔内部填料层的选择是决定水帰二氧化碳填料塔效果的重要因素，
一般可根据烟气吸附量和应答时间来选择填料材料。
水吸收二氧化碳填料塔的性能确定是根据烟气的特性、烟气中的污染物种类以及污染
物含量等因素，具体采用计算机对塔的结构参数、工艺参数及设计和实施技巧等进行仔细
研究，以确定最佳运行参数，同时，应根据污染物含量变化，不断调整各参数来保证其达
到规定要求。
总之，水吸收二氧化碳填料塔是一种消除有机废气中有害物质的重要设备，其设计原
则主要是针对烟气的性质特性、设计技术及操作规程等方面研究，在运行中要求各参数不
断调整，确保其有效排放。
水吸收变换气中CO2的填料塔设计
水吸收变换气中CO2的填料塔设计.doc
填料塔是用于气体或液体分离、吸收、反应等过程中的装置，根据不同的应用场景，填料材料、塔高、进出口流量等要素的选择与设计都会有所区别和影响。
针对您提到的“吸收变换气
中CO2”的填料塔设计，以下是一些参考建议供您参考：
1. 选择合适的填料材料：吸收CO2的填料材料可以是NaOH、KOH等碱性化合物或是其他吸附剂材料，如分子筛、活性炭等，需要依据实际工艺需求及经济性因素进行综合考量和选择。
2. 确定塔高与填料层数：通过估算反应器中CO2质量传递系数，选择塔高、填料类型和层数等参数。
通常可以基于填料直径的两倍来计算塔高，不同填料的最佳填充高度也会有所区别，并根据填料的体积和重量来确定填料层的数量和高度。
3. 设计进出口流量及压力：根据需要吸收CO2的气体或液体
流量，进行填料塔的进出口流量计算，在设计上需要保证压力差不大于所选填料的最大承受压力。
4. 确定塔内液体循环速率：填料表面积和液体循环速率是决定反应效率的关键因素之一，通常来说，液体循环速率越高，
CO2吸收速率也越高，但也需要考虑经济性与实际可操作的
工艺条件。
5. 考虑塔内温度与PH值的控制：填料反应过程中需要注意塔内pH值和温度的控制，如适当调节pH值可以提高填料的反应效率，而过高或过低的温度可能会损害填料表面活性。
以上是一些填料塔设计的基本原则和注意事项，具体应用时还需要根据实际情况进行调整和改进。
希望以上建议能够为您的工作和研究提供一些帮助。
水吸收变换气中co2的填料塔设计
水吸收变换气中co2的填料塔设计
标准
水吸收变换CO2的填料塔设计是用来将大量的空气中的二氧化碳吸收，并将其变换为水。
在这个设计中，一个填料塔被安装在一个带有过滤器和加热设备的过滤装置上，它可以将大量空气中的气体吸入，把里面的CO2转换成水。
填料塔的结构由一个大型带滤料的静态罐体及其中的外围混合器构成。
由具有多孔表面的微小滤粒或填料构成的滤料被安装在填料塔的静态罐体内，这些滤料的作用是吸收空气中的大量的CO2并将其转换为水。
其中的外围混合器可以形成更为稳定的流动，使填料内的空气更容易接触到适当的滤料，以及滤料的吸收能力更强。
填料塔的设计使用了一种称为吸附/脱附装置(ADS)的设备。
当填料内部的空气通过滤料时，空气中的大量CO2被滤粒吸收并转化为水，并且吸收的CO2处于分子态。
在此过程中，ADS装置被用来将CO2从气体中脱除出来，并将其转换为水类的液态形式，这种水可以用来缓解环境中存在的CO2污染物。
这种吸收变换CO2的填料塔设计具有良好的操作性能。
它能够有效地吸收空气中的大量CO2，而不会影响到空气中其他非CO2气体的活性，因此其所带来的环境影响也会比其他设备少得多。
此外，它对空气中温度、湿度以及其他气体的敏感性也要小得多，以此保证系统的稳定运行。
总之，水吸收变换CO2的填料塔设计具有良好的操作性能，可以帮助我们有效地减少空气中二氧化碳的污染，帮助实现环境清洁化。
(完整版)化工原理课程设计——水吸收二氧化碳吸收塔
化工原理课程设计题目水吸收二氧化碳吸收塔学院化学工程学院专业安全工程学生姓名学号年级指导教师曹丽淑二〇一六年七月五日目录题目及数据 (3)流程图 (3)流程和方案的选择说明与论证 (4)吸收塔主要尺寸的计算 (6)附属设备的选型或计算 (14)设计评价 (18)设计结果概览 (19)参考文献 (20)题目及数据1.题目：设计水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收塔。
2.数据：（一）气体混合物1）组成(V%)：CO2 11%，H2 65.6%，N2 21%，CH4 0.5%,CO 3%,O2 0.1% 2）气体组成:3800Nm3/h3）温度：30℃4）压力:1800KN/m2（二）气体出口要求(V%)：CO2 0.62%（三）吸收剂：水流程图水吸收CO工艺流程图21-吸收塔；2-富液泵；3-贫液泵；4-解吸塔流程和方案的选择说明与论证1.塔设备：填料塔。
2.吸收剂：水。
3．装置流程的确定：对于单塔，气体和液体接触的吸收流程有逆流和并流两种方式。
在逆流操作下，两相传质平均推动力最大，可以减少设备尺寸，提高吸收率和吸收剂使用效率，因此逆流优于并流。
因此，本设计采用逆流。
4. 填料的选择：填料是填料塔的核心构件，它提供了塔内气-液两相接触而进行传质或传热的表面，与塔的结构一起决定了填料塔的性能。
现代填料大体可分为实体填料和网体填料两大类，而按照装填方式可分为乱堆填料盒规整填料。
对塔内填料的一般要求是：具有较大的比表面积和较高的空隙率，较低的压降，较高的传质效率；操作弹性大，还要考虑经济合理。
1)散装填料散装填料是一个个具有一定集合形状和尺寸的颗粒体一般以随机的方式堆积在塔内的，又称为乱堆填料和颗粒填料。
散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、和环鞍的填料等。
以下是典型的散装填料：a.拉西环填料：拉西环填料是最早提出的工业填料，其结构为外径与高度相等的圆环，可用陶瓷、塑料、金属等材质制成。
水吸收变换气中CO2的填料塔设计
化工原理课程设计说明书设计题目：水吸收变换气中CO2的填料塔设计指导教师学生姓名系别班级学号日期：设计成绩：日期：化工原理课程设计任务书(吸收装置设计)（一）设计题目:水吸收变换气中CO2的填料塔设计（二）设计任务及操作条件1.气体处理量1510m3/h24.水洗塔底压强1.8Mpa（绝)。
5.吸收温度30℃。
6.进塔水中含CO2量25ml/l。
7.水洗饱和度70％.（三）设计内容1．设计方案的确定及流程说明.2．填料吸收塔的塔径、填料层高度或塔斯社高及填料层压降计算。
3．填料塔附属结构的选型与设计。
4．吸收塔工艺流程图.5．填料吸收塔与液体分布器工艺条件图。
（四）设计基础数据1．各种气体的溶解度33（五)．课程要求1．要求每组成员共同进行查阅资料，在计算、绘图中进行分工合作。
2.要求在1月24日前完成说明书的编写和绘图过程。
3。
要求每人上交一份说明书，每组一份图纸.（六）设计时间：2011/1/6—2011/1/20（七)摘要填料时填料塔气液接触的原件，填料性能的优劣直接决定着填料塔的操作性能和传质效率.填料塔的特点是：结构简单，压降小,填料种类多,具有良好的耐腐蚀性能,特别是在处理容易、产品产生泡沫的物料和真空操作时，有其独特的优越性.本文设计的是水吸收换器中CO2的填料塔设计关键词：散装填料,填料塔，液体分布器，填料层目录前言 .............................................................. 错误!未定义书签。
第1章概述 (1)1.1填料塔的结构原理 (1)1。
2填料塔的结构和功能 (2)1。
3填料塔的操作范围 (3)第2章设计方案的确定 (4)2。
1操作条件的确定 (4)2.1．1吸收剂的选择 (4)2.1.2装置流程的确定 (4)2.1.3填料的类型与选择 (4)2.1.4操作温度与压力的确定 (4)2.2基础物性数据 (4)2.2。
水吸收二氧化碳填料塔课程设计
1536541631.设计方案简介1.1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二氧化碳气体。
混合气体的处理量为___刚突然突然吐刚茹柔为25℃。
要求：①塔顶排放气体中含二氧化碳低于____0.04%____（体积分数）；②二氧化碳的回收率达到________。
1.2设计方案的确定用水吸收CO2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。
因为用水作吸收剂，同时CO2不作为产品，故采用纯溶剂。
1.3填料的选择1.3.1吸收剂的选择因为用水作吸收剂，同时CO2不作为产品，故采用纯溶剂。
1.3.2装置流程的确定用水吸收CO2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。
1.3.3填料的类型与选择用不吸收CO2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装填料，在塑料散装填料中，塑料阶梯填料的综合性能较好，故此选用DN50聚丙烯塑料阶梯环填料。
1.3.4操作温度与压力的确定20℃，常压2.工艺计算2.1基础物性数据2.1.1.液相物性数据对低浓rerew取纯水的物性数据。
298K时水的有关物性数据如下：密度为：Lρ=998.2kg/m3粘度为：μ=1.0×10-3Pa·s=3.6kg/(m·h)表面张力为：б=72.6dyn/cm=9408tr为：DL=1.77×10-9m2/s=6.327×10-6m2/h2.1.2气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为：M Vm=Σy i M i=0.06×44＋0.94×29=29.90g/mol 混合气体进塔温度为25℃混合气体的平均密度为：ρVm=101.329.908.314298PMvmRT⨯==⨯1.223kg/m3混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，20°空气的粘度为：μV=1.81×10-5Pa·s=0.065kg/(m•h)查手册得CO2在空气中的扩trt 为：22Dv 0.122cm /s 0.044m /h ==2.1.3气液相平衡数据由手册查得20℃时CO 2在水中的亨利系数5E 1.4410kPa =⨯相平衡常数为m=51.44101421.5101.3E P ⨯== 溶解度系数为H=43998.23.84710/()14400018skmol m kPa E M ρ-==⨯∙⨯2.1.4 物料衡算 进塔气相摩尔比为：=-=111y 1y Y 0.060.063810.06=- 出塔气相摩尔比为：Y 2=0.0638×0.06=3.828×10-3进塔惰性气相流量为：V=5200273(10.06)199.91/22.4298kmol 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 2121min /)(X m Y Y Y V L --= 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为02=X312min 120.0638 3.828101336.21/0.0638/1421.50Y Y L V Y m X ---⨯===--（） 取操作液比为： min L L1.1()V V = L1.11336.211469.83V=⨯= L 1469.83199.91293833.72kmol /h =⨯=)X -L(X )Y -V(Y 2121=351199.91(0.0638 3.82810)X 4.010293833.72--⨯-⨯==⨯2.2填料塔的工艺尺寸的计算2.2.1塔径计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速。
NHD吸收水煤气中二氧化碳填料塔的工艺流程设计
NHD吸收水煤气中二氧化碳填料塔的工艺流程设计工艺流程设计是指根据一定的工艺要求和设备条件，将工艺原料经过一系列的处理和加工工序，最终达到提取所需产品的目的。
针对任务名称中提到的NHD吸收水煤气中二氧化碳填料塔的工艺流程设计，我将为您详细介绍以下内容。
一、工艺流程简介NHD吸收水煤气中二氧化碳的工艺流程主要包括以下几个步骤：进料、冷却、排放预处理、吸收、湿法脱碳、再生和产品分离。
二、进料水煤气（Synthetic Gas）是从煤气发生器中产生的气体。
在填料塔进料口进入塔内，经由分配装置将气流均匀分配到吸收塔的横截面上，确保气流在塔内的均匀流动。
三、冷却由于进料煤气温度较高，需要进行冷却处理，以避免后续工艺操作受到温度的影响。
通过冷却器将水煤气冷却至设计要求的温度。
四、排放预处理在二氧化碳吸收之前，需要对水煤气中的杂质进行预处理。
这些杂质包括硫化氢、硫化物等。
利用一系列的设备，如泡沫塔、过滤器等，去除水煤气中的杂质，以保证后续吸收塔的正常运行。
五、吸收将预处理后的水煤气引入填料塔底部，通过塔内填料层与溶液进行顺流或逆流接触，使二氧化碳从气相转移到液相中。
填料塔中的填料有助于增大气液接触面积，提高二氧化碳在溶液中的吸收效果。
六、湿法脱碳在吸收过程中，溶液中的二氧化碳浓度不断上升，达到一定浓度后需要对其进行处理。
湿法脱碳是通过将吸收溶液与空气或其他气体接触，使二氧化碳从溶液中析出，从而达到脱碳的目的。
七、再生经过湿法脱碳后，需要对吸收液进行再生，以实现反复使用。
通过加热吸收液，将二氧化碳从液相转移到气相，并利用再生装置将再生气体重新进入填料塔进行吸收。
八、产品分离从再生气体中可以提取得到纯净的二氧化碳。
通过一系列的分离设备，如冷凝器、分离罐等，将二氧化碳与其他气体分离，并最终得到纯净的二氧化碳产品。
以上便是NHD吸收水煤气中二氧化碳填料塔的工艺流程设计的简要介绍。
在具体实践中，还需要根据具体的工艺要求和设备条件进行进一步的优化和调整。
填料塔高效水煤气二氧化碳吸收工艺的设计与分析
填料塔高效水煤气二氧化碳吸收工艺的设计与分析一、引言随着工业化进程的加速和环境问题的日益凸显，减少二氧化碳（CO2）排放已成为全球关注的焦点。
填料塔是常用的二氧化碳吸收设备，通过将水煤气（烟气）中的二氧化碳与溶剂进行接触，实现二氧化碳的吸收。
本文旨在设计和分析填料塔高效水煤气二氧化碳吸收工艺，为减少二氧化碳排放提供技术支持。
二、填料塔工艺设计1. 填料选择填料塔的填料选择对吸收效果有着重要影响。
常用的填料包括球状填料、骨架填料和泡沫填料等。
为了提高吸收效率，应选择表面积大、孔隙率高、容易湿润的填料。
2. 溶剂选择溶剂的选择直接影响到吸收塔的吸收性能。
目前常用的溶剂包括乙醇胺、二乙醇胺、丙醇胺等。
应根据具体情况选择合适的溶剂，并考虑溶剂的蒸汽压、稳定性、毒性等因素。
3. 气液接触方式填料塔中气体和液体的接触方式通常有横流、逆流和交叉流等几种。
横流方式适用于小规模设备，逆流方式使得气液接触更充分，交叉流方式则结合了前两者的特点。
根据具体情况选择合适的气液接触方式。
4. 填料塔结构设计填料塔的结构设计需要考虑气液分布、液波和液体在塔内的流动状态。
合理的填料塔结构能够提高气液接触效果，提高吸收效率。
同时还需考虑塔的压力和温度等工艺参数，确保塔的运行安全。
三、填料塔工艺分析1. 吸收效率吸收效率是评价填料塔性能的重要指标，可通过二氧化碳的吸收率来评估。
吸收率的计算可以基于溶剂进出口浓度的差异来进行，也可以通过气相和液相中的二氧化碳浓度差异进行计算。
2. 质量传递塔内气液两相的质量传递是实现吸收的关键。
常用的质量传递模型包括关联模型、简化模型和分析解模型等。
在进行工艺分析时，应选择适当的传递模型，考虑因素包括填料种类、液体流动方式和反应动力学等。
3. 能耗分析填料塔的运行耗能是影响其经济性的重要因素。
能耗分析可以通过计算塔的泵功、热交换功率等来进行。
为了减少能耗，可考虑优化填料塔的结构、提高溶剂循环效率以及使用催化剂等方法。
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水吸收变换气中CO2的填料塔设计摘要填料时填料塔气液接触的原件，填料性能的优劣直接决定着填料塔的操作性能和传质效率。
填料塔的特点是：结构简单，压降小，填料种类多，具有良好的耐腐蚀性能，特别是在处理容易、产品产生泡沫的物料和真空操作时，有其独特的优越性。
本文设计的是水吸收换器中CO2的填料塔设计关键词：散装填料，填料塔，液体分布器，填料层目录前言 (1)第1章概述 (2)1.1填料塔的结构原理 (2)1.2填料塔的结构和功能 (3)1.3填料塔的操作范围 (4)第2章设计方案的确定 (5)2.1操作条件的确定 (5)2.1．1吸收剂的选择 (5)2.1.2装置流程的确定 (5)2.1.3填料的类型与选择 (5)2.1.4操作温度与压力的确定 (5)2.2基础物性数据 (5)2.2.1液相物性数据 (5)2.2.2气相物性数据 (5)2.3物料衡算 (6)2.4填料塔的工艺尺寸计算 (7)2.4.1塔径计算 (7)2.4.2填料层高度计算 (9)第3章填料层压降计算 (13)3.1液体分布装置 (14)3.1.1液体分布器的选型 (14)3.1.2分布点密度计算 (14)3.1.3布液计算 (15)3.2液体再分布装置 (15)3.3填料支撑装置 (15)3.4气体的入塔分布 (16)3.5吸收塔接管尺寸计算 (16)3.6附属设备 (16)第4章附表 (17)第5章评价 (19)结束语 (20)参考文献 (21)致谢 (22)前言毕业设计是教学中综合性和实践性较强的环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。
通过设计，要求学生能综合利用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。
通过设计，要求学生了解化工设计的基本内容，掌握化工设计的程序和方法，培养学生分析和解决化工厂实际问题的能力。
同时，通过毕业设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风。
毕业设计是增强工程观念，培养提高学生独立工作能力的有益实践。
第1章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。
1.1填料塔的结构原理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。
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。
1.2填料塔的结构和功能填料塔由外壳、填料、填料支承、液体分布器、中间支承和再分布器、气体和液体进出口接管等部件组成，塔外壳多采用金属材料，也可用塑料制造。
填料是填料塔的核心，它提供了塔内气液两相的接触面，填料与塔的结构决定了塔的性能。
填料必须具备较大的比表面，有较高的空隙率、良好的润湿性、耐腐蚀、一定的机械强度、密度小、价格低廉等。
常用的填料有拉西环、鲍尔环、弧鞍形和矩鞍形填料，20世纪80年代后开发的新型填料如QH—1型扁环填料、八四内弧环、刺猬形填料、金属板状填料、规整板波纹填料、格栅填料等，为先进的填料塔设计提供了基础。
填料塔适用于快速和瞬间反应的吸收过程，多用于气体的净化。
该塔结构简单，易于用耐腐蚀材料制作，气液接触面积大，接触时间长，气量变化时塔的适应性强，塔阻力小，压力损失为300～700Pa，与板式塔相比处理风量小，空塔气速通常为0．5～1．2m/s，气速过大会形成液泛，喷淋密度6～8m3／(m2，h)以保证填料润湿，液气比控制在2～10L／m3。
填料塔不宜处理含尘量较大的烟气，设计时应克服塔内气液分布不均的问题。
填料塔的工作原理，示意图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。
1.3填料塔的操作范围当液体量一定时，若气体量很小，传质过程主要靠扩散进行，传质效果不好；气体量很大，将会导致液泛发生。
当气体量一定时，若液体量很小，会有部分填料得不到润湿，传质效果不好；若液体量很大，将会导致液泛发生。
最大气体量或最大液体量，可以根据泛点气速来估计；最小气体量和最小液体量必须根据经验来确定。
第2章 设计方案的确定2.1 操作条件的确定2.1．1吸收剂的选择因为用水作吸收剂，同时2CO 不作为产品，故采用纯溶剂。
2.1.2装置流程的确定用水吸收属2CO 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。
逆流操作:气相自塔底进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排出，此即逆流操作。
逆流操作的特点是，传质平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。
2.1.3填料的类型与选择用不吸收2CO 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装填料，在塑料散装填料中，塑料阶梯填料的综合性能较好，故此选用DN38聚丙烯塑料阶梯环填料。
2.1.4操作温度与压力的确定操作温度：30℃，操作压力：1.8MPa2.2基础物性数据2.2.1液相物性数据对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取水的物性数据查得，30℃时水的有关物性数据如下：密度为 ρ=995.7kg/m粘度为 μ=801.5×10-6s pa ⋅=2.8854kg/)(h m ⋅；表面张力为 б=72.6dyn/cm=940896kg/h 3CO 2在水中的扩散系数为D L =1.77×10-9m 2/s=6.372×10-6m 2/h2.2.2气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为M vm =∑y i M i ＜2-1＞其中 y 1=0.2884 y 2=0.0251 y 3=0.5878 y 4=0.0517 y 5=0.0470 M vm1 =44.01M vm2 =28.01 M vm3 =2.02 M vm4 =28.02 M vm5 =16.04则 M vm =∑y i M i=0.2884×44.01＋0.0251×28.01+0.5878×2.02+0.0517×28.02+0.0470×16.04 =16.7854 混合气体的平均密度ρvm = RT PMvm其中P=1800 Pa M vm =16.7854 R=8.314 T=(273+30)=303k则 ρvm = 9937.11)30273(314.87854.161800=+⨯⨯=RT PM vmkg/m 3＜2-2＞ 混合气体粘度近似取空气粘度，查化工原理手册30℃空气粘度为μV =18.6×10-6s pa ⋅=0.06696kg/)(h m ⋅查手册得CO2在空气中的扩散系数为D V =0.134cm 2/s=0.048m 2/h由手册查得30℃时CO 2在水中的亨利系数为E=1.88×105kPa相平衡常数为 m=44.10418001088.15=⨯=P E＜2-3＞ 溶解度系数为 H=)/(0002939.002.181088.17.99535kPa m kmol EM sL ⋅=⨯⨯=ρ＜2-4＞ 2.3物料衡算进塔气相摩尔比为Y 1=4053.02884.012884.0111=-=-y y＜2-5＞ 出塔气相摩尔比为Y 2=)1(1A Y ϕ-=0.4053×[1-(10084.28184.28⨯- ％)]=0.0932＜2-6＞ 进塔惰性气相流量为 V=h kmol /21.37)2884.01(302732734.221300=-⨯+⨯＜2-7＞该吸收过程为低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比按下式计算，即（2121min /X m Y Y Y ）V L（--= ＜2-8＞ 对于纯溶剂吸收过程，进塔液组成为X 2=042.80044.104/4053.00932.04053.0/2121min =--=--=⎪⎭⎫⎝⎛X m Y Y Y V L ＜2-9＞取操作液气比为： L/V=1.4L/V=1.4×33.29=46.61 L=112.588×37.21=4189.4kmol/h 因为： V(Y 1-Y 2)=L(X 1-X 2) 所以： X 1=0028.04.4189)0932.04053.0(21.37)(221=-⨯=+-X L Y Y V ＜2-10＞ 2.4填料塔的工艺尺寸计算 2.4.1塔径计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速气相质量流量为 W V =1300×11.9937=15591.81kg/h 液相质量流量可近似按纯水的流量计算 即W L =4189.4×18.02=75492.988kg/hEckert 通用关联图横坐标为5.0⎪⎪⎭⎫⎝⎛LVV L w w ρρ ＜2-11＞ 其中w L=1300kg/h w V=5492.9787kg/h ρv =11.9937 kg/m 3 ρL = 995则531.07.9959937.119937.1181.15591988.54925.05.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛LV VLw w ρρ查埃克特通用关联图得032.02.02=L LV F F g u μρρψφ ＜2-12＞查表（散装填料泛点填料因子平均值）得：表2—1 散装填料泛点填料因子平均值填料类型填料因子，m /1N D 16N D 25N D 38N D 50N D 76金属鲍尔环 410 - 117 160 - 金属环矩鞍 - 170 150 135 120 金属阶梯环 - - 160 140 - 塑料鲍尔环 550 280 184 140 92 塑料阶梯环 - 260 170 127 - 瓷矩鞍 1100 550 200 226 - 瓷拉西环1300832600410-1170-=m F φs m g u LV F LF /03319937.111707.99518.9032.0032.02.02.0=⨯⨯⨯⨯==μψρφρ ＜2-13＞取u=0.7u F =0.7×0.33=0.23m/s 由 m u V D s 414.123.014.33600/130044=⨯⨯==π ＜2-14＞ 圆整塔径，取D=1.6m 泛点率校核u=s m /18.06.1785.03600/13002=⨯10033.018.0⨯=F u u ﹪=54.55％(在允许范围内) ＜2-15＞ 填料规格校核：811.42381600>==d D 液体喷淋密度校核： 取最小润湿速率为（L W ）min =0.08m 3/)(h m ⋅ 查塑料阶梯环特性数据表得：表2—2 塑料阶梯环特性数据表公称直径N Dmm外径×高×厚 mm h d ,δ⨯⨯ 比表面积a 32/m m空隙率ξ％个数n3-m堆积密度P ρ3/m kg干填料因子Φ1-m25 25×12.5×1.4 228 90 81500 97.8 312 38 38×19×1 132.5 91 27200 57.5 175 50 50×25×1.5 114.2 92.7 10740 54.8 143 7676×38×39092.9342068.4112型号为DN25的阶梯环的比表面积 a t =132.5m 2/m 3U min =(L W )min a t =0.08×132.5=10.6m 3/)(2h m ⋅ ＜2-16＞ 式中 -m i n U 最小喷淋密度，)/(23h m m ⋅； ()-m i n W L 最小润湿速率，)/(3h m m ⋅； -t a 填料的总比表面积，32/m m 。