化工原理课程设计---用水吸收二氧化硫常压填料塔

化工原理课程设计---用水吸收二氧化硫常压填料塔
化工原理课程设计---用水吸收二氧化硫常压填料塔

摘要

在化工生产中,气体吸收过程是利用气体混合物中,各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异,实现气液混合物的分离。在化学工业中,经常需将气体混合物中的各个组分加以分离,其目的是:

① 回收或捕获气体混合物中的有用物质,以制取产品;

② 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物,以免污染大气。吸收操作仅为分离方法之一,它利用混合物中各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异,实现气液混合物的分离。

一般说来,完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分。在化工生产过程中,原料气的净化,气体产品的精制,治理有害气体,保护环境等方面都要用到气体吸收过程。填料塔作为主要设备之一。二氧化硫填料吸收塔,以水为溶剂,经济合理,净化度高,污染小。此外,由于水和二氧化硫反应生成硫酸,具有很大的利用。

本次化工原理课程设计,我设计的题目是:炉气处理量为h m 34200炉气吸过程填料吸收塔设计。本次任务为用水吸收二氧化硫常压填料塔。具体设计条件如下:

1、混合物成分:空气和二氧化硫;

2、二氧化硫的含量:08.0(摩尔分率)

3、操作压强;常压操作

4、进塔炉气流量:h m 34200

5、二氧化硫气体回收率:%98

吸收过程视为等温吸收过程。

关键词:吸收、填料塔、二氧化硫、低浓度。

The Abstract

In the chemical production, gas absorption process is using the mixture of gases, the components in liquid or chemical reaction activity of solubility differences. In the chemical industry, gas absorption purpose is to:

(1) recovery or capture gas mixture of the useful materials in order to making products;

2) remove the harmful process gas composition, make gas purification, so as to further processing;in order to avoid the atmospheric pollution.

Generally speaking, the complete absorption process should include absorption and desorption two parts. In the chemical production process, the raw material of the gas purification, protect the environment, to use gas absorption process. As one of the main equipment packed tower. Sulfur dioxide packing absorption tower, water solvent, reasonable economy, purification degree is high, the pollution is small. In addition, because water and sulfur dioxide reacts sulfuric acid, have a lot of use.

The principles of chemical engineering course design,My design task is the sulfur dioxide absorption water atmospheric packed tower. The specific design conditions as follows:

1, mixture composition: air and sulfur dioxide;

2, sulfur dioxide levels in: (Moore points rate)

3, operating pressure; Atmospheric pressure operation

4, into the tower furnace gas flow:

5, sulfur dioxide gas recovery:

The absorption process as the isothermal absorption process.

Keywords: absorption, packed tower, sulfur dioxide, low concentration.

目录

摘要 .................................................................................................................................................. I 目录 ............................................................................................................................................... III 第一章设计方案的确定 . (1)

1.1流程方案 (1)

1.2设备方案 (1)

1.3流程布置 (1)

1.4吸收剂的选择 (1)

第二章填料的选择 (2)

2.1对填料的要求 (2)

2.2填料的种类和特性 (3)

2.3填料尺寸 (3)

2.4填料材质的选择 (4)

第三章工艺计算 (4)

3.1气液平衡的关系 (4)

3.2吸收剂用量及操作线的确定 (4)

3.2.1吸收剂用量的确定 (4)

3.2.2操作线的确定 (5)

3.3塔径计算 (6)

3.3.1采用Eckert通用关联图法计算泛点速率 (6)

3.3.2操作气速 (8)

3.3.3塔径计算 (9)

3.3.4喷淋密度U校核 (9)

3.3.5单位高度填料层压降的校核 (10)

3.4填料层高度计算 (11)

3.4.1传质系数的计算 (11)

3.4.2填料高度的计算 (15)

第四章填料塔内件的类型与设计 (17)

4.1 塔内件的类型 (17)

第五章辅助设备的选型 (19)

5.1管径的选择 (19)

5.2泵的选取: (20)

5.3风机的选型: (21)

5.4除沫装置: (21)

5.5人孔和手孔的选择: (22)

5.6液面计的选择: (22)

5.7测压装置和测使装置: (23)

第六章分布器简要计算 (23)

第七章填料塔附属高度计算 (24)

第八章关于填料塔设计的选材 (24)

结语 (26)

致谢 (27)

设计汇总 (28)

参考文献 (29)

第一章设计方案的确定

1.1流程方案

指完成设计任务书所达的任务采用怎样的工艺路线,包括需要哪些装置设备,物料在个设备间的走向,哪些地方需要有观测仪表、调节装置,有哪些取样点以及是否需要有备用支线等。

1.2设备方案

根据设备要求,确定选用什么形式的设备。若选用填料塔,塔内填料的型式、尺寸和材质如何选定。方案的确定需要加以论证,在技术上可行的基础上考虑经济性。1.3流程布置

吸收装置的流程布置是指气体和液体进出吸收塔的流向安排。主要有逆流操作、并流操作、吸收剂部分再循环操作、单塔或多塔串联操作,根据生产任务、工艺特点,结合各种流程的优缺点,逆流操作时传质平均推动力大,分离程度高,吸收剂利用率高,所以此次设计采用常规逆流操作的流程。

1.4吸收剂的选择

吸收剂性能的优劣是决定吸收操作效果的关键之一,选择应考虑以下几方面: (1)溶解度要大,以提高吸收速率并减少吸收剂的用量;

(2)选择性要好,对溶质组分有良好的溶解能力,对其他组分不吸收或甚微; (3)挥发度要低,以减少吸收和再生过程中吸收剂的挥发损失;

(4)吸收剂在操作温度下粘度要低,且不易产生泡沫,以实现吸收塔内良好的气液接触状况;

(5)对设备腐蚀性小或基本无腐蚀性,尽可能无毒。 (6)价廉、易得、化学稳定性好,便于再生,不易燃烧等。

一般来说,任何一种吸收剂都难以满足以上所有要求,选用是要针对具体情况和主要因素,既考虑工艺要求又兼顾到经济合理性。

第二章 填料的选择

2.1对填料的要求

填料塔对填料的要求具体表现在以下几个方面:

(1)比表面积t α要大,比表面积t α是指单位堆积体积填料所具有的表面积

32

m m ;

(2)能提供大的流体流量,即所选用的结构填料要敞开,使于死角区域的空间小,有 效空隙率大; (3)液体的再分布性能要好;

(4)填料要有足够的机械强度,尤其是非金属填料;

(5)价格低廉。

2.2填料的种类和特性

工业填料按形状和结构分为颗粒填料和规整填料:

(一)颗粒填料一般为湿法乱堆或干法乱堆的散装填料。主要有以下类型:拉西环填料,鲍尔环填料,阶梯环填料等环形填料;弧鞍形填料,环矩鞍填料等鞍形填料等。

(二)规整填料以一定的几何形状,整齐堆砌,工业用多为波纹填料,其优点是结构紧凑、传质效率高、处理量大,但不易处理粘度大或有悬浮物的物料,且造价高。

综合考虑上述因素,此次设计过程我选择阶梯环填料。

2.3填料尺寸

填料尺寸直接影响塔底操作和设备投资。实践证明,塔径(D)与填料外径(d)之比值有一个下限值,若径比低于此下限值时,塔壁附近的填料空隙率大而不均匀,气流易短路及液体壁流等现象剧增。

各种填料的径比的下限:

拉西环30

8-)

20-(最小不低于10

鲍尔环15

10-(最小不低于8)

阶梯环15(最小不低于8)

对一定塔径,满足径比下限的填料可能有几种尺寸,应综合考虑填料性能及经济因素选定。

一般推荐:mm

25的填料;

≤时,选mm

D300

38

25-的填料。

≤时,选mm

mm900

mm

D

300≤

mm D 900≥时,选用mm 7050-的填料。

但一般大塔中常用mm 50的填料,但通量的提高不能补偿成本的降低。

2.4填料材质的选择

填料材质根据物系的腐蚀性,操作温度,材质的耐腐蚀性并综合考虑填料性能及经济因素来选择。

(1)陶瓷 具有耐腐性及耐热性,但质脆、易碎,价格便宜。 (2)金属 金属材质主要有碳钢,不锈钢,铝和铝合金等。

(3)塑料 主要包括聚丙烯、聚乙烯、 聚氯乙烯等,塑料耐腐蚀性、耐低热性好,但具有冷脆性,表面润湿性较差。

一般讲,操作温度较高但无显著腐蚀性时,选用金属填料;温度较低选用塑料填料;物系具有腐蚀性、操作温度高,宜采用陶瓷填料

考虑到本设计是利用清水吸收SO 2吸收液显弱酸性,有一定的腐蚀性,同时考虑到经济的合理性及吸收的效率,故选用聚乙烯阶梯环。

第三章 工艺计算

3.1气液平衡的关系

由某些气体水溶液的亨利系数表查得20°C 下SO 2在水中的亨利系数kPa E 31055.3?=

相平衡常数 036.35325

.10110

55.33

=?=

=P E m 溶解度系数 )/(0156.002

.181055.32

.99833

m kPa kmol EM H s

?=??=

=

ρ

3.2吸收剂用量及操作线的确定

3.2.1吸收剂用量的确定 (1)最小吸收剂用量

最小液气比:

2

1212*121min X

m Y Y Y X X Y Y V L --=--=???

?? 式(3.1) 08696.008

.0108

.01111=-=-=

y y Y ()()001739.098.0108696.01112=-=-=?Y Y

进塔惰性气体流量为V :

()()

()11946.15708.012515.273314.8325.10142001-?=-+??=-=

h kmol y RT P

V V s 对于纯溶剂吸收,进塔液相组成为02=X

335.34036.3598.012121212*

121min =?==-=--=--=???

??m m Y Y Y X m Y Y Y X X Y Y V L ? 1min 076.5423036.3598.0946.157-?=??=?=h kmol m V L ?

(2)吸收剂用量:

()min

0.21.1???

??-=??? ??V L V L 1min 614.8134076.54235.15.1-?=?==h kmol L L

()()001655.00614

.8134001739.008696.0946.1572211=+-=+-=

X L Y Y V X

3.2.2操作线的确定

对逆流操作吸收塔在任一截面n m -与塔顶间列物料衡算:

LX VY LX VY +=+22 式(3.2)

则:??? ???-+?=

22X V L Y X V L Y

503.51335.345.15.1min

=?=???

??=V L V L 001604.0222==?-

Y X V

L

Y 所以 001739.0503.51+=X Y

3.3塔径计算

3.3.1采用Eckert 通用关联图法计算泛点速率f u

查《化工原理(上)》附录水的物理性质中20°C 下水的黏度

s mPa s Pa ?=??=11050.100-5水μ

塔底混合气体的平均摩尔质量:

kmol kg M y M i i /8048.312992.006.6408.01=?+?==∑

塔内气体的平均摩尔质量近似等于塔底混合气的平均摩尔质量:

∑===kmol kg M y M M i i /8048.311 故塔内气体平均密度为:

由:nRT PV = 式(3.3) RT M

m

PV = 式(a 3.3) 得:()

33001.12515.273314.88048

.31325.101-?=+??=?=

m kg RT M P ρ

气相质量流量为:

142.54603001.14200-?=?==h kg V w s V ρ 液相质量流量可近似按纯水的流量计算

即:1744.14658502.18614.8134-?=?=?=h kg M L w s L

则:969.02.9983001.142.5460744.1465855

.05

.0=?

?

? ??=???

? ??L

V V

L

w w ρρ

图1.3 埃克特通用关联图

在此设计中我选择的是mm d 50=的塑料阶梯环,查《化工原理》课程设计说明指导书表1.3阶梯环特性,可知:()321/81.121;80m m m t ==-αφ

可知:纵坐标

025.02

.02=???

? ??L L

V

f g u μρρφ? 因为液相为清水,由1==

L

ρρψ水

,故液体密度校正系数1=ψ 由纵坐标

025.02.02=???

? ??L L

V

f g u μρρφ? 得 025.0005.12.9983001.181.91802

.02=???? ?????f u

则泛点气速 1533.1-?=s m u f

表3.1 阶梯环特性(乱堆)

材质

外径 ()mm

高*厚 ()mm

比表面积 ()mm

空隙率

()3

3

m m 堆积个数 ()3

m 个

堆积密度 ??

? ?

?3

m

kg 干填料因

子()m 1

填料因子

()m 1

25

17.5x1.4 228 0.9 81500 978 313 240 38

19x1.0 132.5 0.91 27200 575 175.6 130 50

30x1.5 121.8 0.915 9980 768 159 80 金属

38 19x0.8 140 0.958 28900 159 159 161 50

25x1.0

114

0.949

12500

377

133

137

3.3.2操作气速

填料塔塔径的大小是根据生产能力与空塔气速来计算。

空塔气速有下面经验公式:

8.0~5.0=f

u u

式(4.3) 取 1920.0533.16.06.0-?=?==s m u u f

3.3.3塔径计算 由公式:u

V D s 4

π

=

式(5.3)

则 m u

V D s 271.13600

92.04

4200

4

=??=

=

π

π

由于m D 1>,所以,m D 371.1100.0271.1=+= 根据表2.3,经圆整后 m mm D 4.11400==

表2.3 压力容器的公称直径()mm

300 (350) 400 (450) 500 (550) 600 (650) 700 800 900 1000 (1100) 1200 (1300) 1400 (1500) 1600 (1700) 1800 (1900) 2000 (2100) 2200 (2300) 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800

3.3.4喷淋密度U 校核

最小喷淋密度:()σmin min w L U = 式(6.3)

由于 mm mm d 7550<=

则取 ()()

h m m L w ?=23min /08.0 , 32/8.121m m =σ 得 ()h m m U ?=?=23min /744.98.12108.0

操作条件下的喷淋密度:

2

2

4

4

D

M L D L U L

s

n πρπ

?=

=

式(7.3) ()h m m D M L D L U L s n ?=??=?==23222/44.954.142.99802.18614.813444ππρπ

既 min U U > 所以 d 合适

3.3.5单位高度填料层压降()Z P ?的校核

由以上可知横坐标为:

969.02.9983001.142.5460744.1465855

.05

.0=?

?

? ??=???

? ??L

V V

L

w w ρρ

查表9.3得189-=m p ?

纵坐标01.0005.12.9983001.181.918992.02

.022.02=???? ?????=???? ??L L V g u μρρφ? 查图1.3埃克特通用关联图 得m Pa Z

P /66.27581.91.28=?=?

在常压塔中,一般Z P ?在m Pa /490~145合理,m Pa Z

P m Pa /490/145

所以d 符合条件

表9.3 压降填料因子

填料尺寸()mm 16 25 38 50 76 填料类型 金属鲍尔环 金属矩鞍环 金属阶梯环 塑料鲍尔环

塑料阶梯环 瓷矩鞍 瓷拉西环

306 343 700 1050

138 232 176 215 576

114 93.4 118 114 116 140 450

98 71 82 *125 #110 89 160 288

36 62

注:*为米字型塑料鲍尔环;#为井字形塑料鲍尔环

3.4填料层高度计算

3.4.1传质系数的计算

(1)有效面积(润湿面积)w α

①查《化工原理》课程设计指导书表 3.2填料材质的临界表面张力聚乙烯

cm dyn c /33=σ

表2.3 填料材质的临界表面张力c σ值

材质

钢 陶瓷 聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 玻璃 涂石蜡的表面 ()cm dyn c /σ

75

61

33

33

40

73

20

②查《化工原理》上册(夏清 陈常贵)(天津大学出版社) 附录(331页)中水的物理性质中20°C 水的表面张力m mN L /6.72=σ 知 dyn N 51011?=,h kg cm dyn /12960/1= 得 h kg L /940896129606.72=?=σ

③查《化工原理》课程设计说明指导书表3-3 阶梯环特性,可知32/8.121m m t =α 水的黏度:s Pa 005.1?=m 水μ

④查《化工原理》下册(夏清 陈常贵)(95页)表2-4一些元素的原子体积与简单气体

的分子体积中查得mol cm v mol cm v B A /9.29,/8.44==,0v 为常数,对于扩散物质在水、甲醇或苯中的稀溶液,0v 可取8、14.9及22.8,mol cm /3。 在此次设计中,选取mol cm v /830= 2

4

D

w U L L π

=

式(8.3)

则 )/(16.952724.14

744

.1465854

22

2

h m kg D w U L L ?=?=

=

π

π

)/(618.3360010005.123h m kg L ?=??=-μ

???

?

???

????

? ?????

? ?????

?

?????

? ??--=-2

.02

05

.0221

.075

.045.1exp 1t L L L L t L L L L L C t w

U g U U ασρραμασσαα 式(9.3) []647

.01602.0257.1712.1554.045.1exp 1041

.1=-=????--=-e

(1)液相传质系数L k

由 ???

? ??-?=-31

03115107.7v v T

D B L L μ 式(10.3)

则 20°C 下2SO 在水中的扩散系数

s m v v T D B L L /10472.188.4410005.115.298107.7107.72931

313153103115----?=???? ??-????=???? ??-?=μ h m s m D L /10299.5/360010472.12629--?=??=

根据31

2

1

3

2

0095.0???

? ?????

? ???

??

?

??=-L L L L L L w L L g D U k ρμρμμα 式(11.3) 得 3

1

8

2

163

2

2.99810

07.1618.310299.52.998618.3618.3805.7816.952720095.0???

? ?

?????

?

??????? ????=--L k h m /2758.1= (3)气相传质系数G k

由 ??

? ??+????

??+?=-31

3

15

.023

5111036.4B A B A V v v P M M T D 式(12.3)

得 ?

?

? ??+??

?? ??+??=-31

3

15

.023

5

9.298.44325.10129106.641

15.2981036.4V D

s m /1012.125-?=

既 h m s m D V /04032.0/36001012.1225=??=- )/(95.35484.14

42

.54604

22

2

h m kg D w U V V ?=?=

=

π

π

根据 ??? ?????

? ?????

? ??=RT D D U k V t V V V V t V G

αρμμα31

7

.0237.0 式(13.3) 由于空气中2so 含量很低,所以气体粘度近似为空气粘度,查《化工原理》上册(夏清

陈常贵)(天津大学出版社) 附录6(330页)中:

20°C 下空气的黏度为)/(10516.61036001.181.1826h m kg s Pa ??=??=?--μ 所以 )/(10516.62h m kg V ??=-μ

??? ?

??????? ?

?????

? ????=--15.293314.804032.08.12104032.03001.110

516.610516.68.12195.3548237.031

2

7

.02G k

0368.0=

由 1.1ψααw G G k k = ,4.0ψααw L L k k = 查表3.3常见填料的形状系数,得45.1=ψ

表3.3常见填料的形状系数

填料类型 球形 棒形 拉西环 弧鞍 开孔环 ψ值

0.72

0.75

1

1.19

1.45

则 )/(364.445.1805.780368.031.11.1kPa h m kmol k k w G G ??=??==ψαα )/(65.11645.1805.782758.134.04.0kPa h m kmol k k w L L ??=??==ψαα 由于

5.06.0>=f

u u

,所以需要校正。 根据 a k u u a k G f G ???????????? ??-+=4

.1'

5.05.91 式(14.3)

得 []

)/(0145.6364.4)5.06.0(5.9134.1'

kPa h m kmol a k G

??=?-+= 根据 a k u u a k L f L ???????????? ??-+=2

.2'

5.06.21 式(15.3)

得 ()[

])/(564.11865.1165.06.06.213

2

.2'

kPa h m kmol a k L

??=?-+=

根据 a

Hk a k a K L G G ''111+=

式(16.3)

则 ()

kPa h m kmol a

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

=

+=

3''/414.1564

.1180516.01

06.6411

1

11

3.4.2填料高度的计算

塔高:OG OG H N Z = 式(17.3)

传质单元高度OG H : Ω

=

Ω=

aP K V

a K V H G Y OG 式(18.3) 则 m H OG 717.04.14

325.101414.1946

.1572

=??

?=

π

传质单元数OG N : m

OG Y Y Y N ?-=

2

1 式(19.3) 由全塔物料衡算:())(2121X X L Y Y V -=- 式(20.3)

得 ()001655.0211=-=

Y Y L

V

X 02898.0001655.0036.3508696.011*111=?-=-=-=?mX Y Y Y Y

因为吸收剂为清水,所以02=X

001739.02222==-=?Y mX Y Y

则 00968.0001739

.002898.0ln 001739

.002898.0ln 2121=-=???-?=

?Y Y Y Y Y m 所以 804.82

1=?-=

m

OG Y Y Y N 则 m H N Z OG OG 312.6717.0804.8=?==

根据设计经验,填料层的设计高度一般为()Z Z 5.1~2.1'=

所以取Z Z 3.1'=,则mm Z Z 82103.1'≈=

表4.3散装填料分段高度推荐值表

填料类型 D h / ()m H m ax

拉西环 5.2

4≤

矩鞍 8~5 6≤ 鲍尔环 10~5 6≤ 阶梯环 15~8

6≤

环矩鞍

15~5 6≤

由上表知,对于阶梯环填料,15~8/=D h ,6max ≤H

取 8/=D h ,则 mm h 1120014008=?=

因为 mm mm 11208120<,故需分为两段,每段高105.4米

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

化工原理课程设计任务书 zong (修复的)共32页

2012年 06月 工业背景及工艺流程 乙醛是无色、有刺激性气味的液体,密度比水小,沸点20.8℃,易挥

发、易燃烧且能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶,因其分子中具有羰基,反应能力很强,容易发生氧化,缩合,环化,聚合及许多类型加成反应。乙醛也是一种重要的烃类衍生物在合成工业有机化工产品上也是一种重要的中间体。其本身几乎没有直接的用途,完全取决于市场对它的下游产品的需求及下游产品对生产路线的选择,主要用于醋酸、醋酐、醋酸乙烯等重要的基本有机化工产品,也用于制备丁醇、异丁醇、季戊四醇等产品。这些产品广泛应用于纺织、医药、塑料、化纤、染料、香料和食品等工业。 国内乙醛生产方法有乙烯氧化法、乙醇氧化法和乙炔氧化法三种技术路线。工业上生产乙醛的原料最初采用乙炔,以后又先后发展了乙醇和乙烯路线。乙炔水化法成本高,因其催化剂——汞盐的污染难以处理等致命缺点,现以基本被淘汰。乙醇氧化或脱氢法制乙醛虽有技术成熟,不需要特殊设备,投资省,上马快等优点,但成本高于乙烯直接氧化法。乙烯直接氧化法制乙醛。由于其原料乙烯来源丰富而价廉,加之反应条件温和,选择性好,收率高,工艺流程简单及“三废”处理容易等突出优点,深受世界各国重视,发展非常迅速,现以成为许多国家生产乙醛的主要方法。 精馏方案的确定: 精馏塔流程的确定; 塔型的选择; 操作压力的选定; 进料状态选定; 加热方式等

所选方案必须: (1)满足工艺要求; (2)操作平稳、易于调节; (3)经济合理; (4)生产安全。 包括:流程的确定;塔型的选择;操作压力的选定;进料状态选定;加热方式等 操作压力选择 ●精馏可在常压、加压或减压下进行。 ●沸点低、常压下为气态的物料必须选用加压精馏;热敏性、高沸点 物料常用减压精馏。 进料状态的选择 ●一般将料液预热到泡点或接近泡点后送入塔内。这样可使: ● (1)塔的操作比较容易控制; ● (2)精馏段和提馏段的上升蒸汽量相近,塔径相似,设计制造比 较方便。 加热方式: ●(1)间接蒸汽加热 ●(2)直接蒸汽加热 ●适用场合:待分离物系为某轻组分和水的混合物。 ●优点:可省去再沸器;并可利用压力较低的蒸汽进行加热。操作 费用和设备费用均可降低。

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

化工原理课程设计 吸收塔汇总

《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:王涛 学号:1043082002 指导老师:曹丽淑

目录 第一章设计任务????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.1设计题目????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.2设计任务及操作条件???????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.3设计内容???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 第二章设计方案???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 2.1设计流程的选择及流程图??????????????????????????????????????????????????????????????????????4 第三章填料塔的工艺设计??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3.1气液平衡关系????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3.2吸收剂用量???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.3计算热效应???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.4定塔径??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.5喷淋密度的校核?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.6体积传质系数的计算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.7填料层高度的计算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.8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

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。

化工原理课程设计简易步骤

《化工原理》课程设计说明书 设计题目 学生姓名 指导老师 学院 专业班级 完成时间

目录 1.设计任务书……………………………………………() 2.设计方案的确定与工艺流程的说明…………………() 3.精馏塔的物料衡算……………………………………() 4.塔板数的确定………………………………………() 5.精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算………() 6.精馏段的汽液负荷计算………………………………() 7.精馏段塔体主要工艺尺寸的计算…………………() 8.精馏段塔板主要工艺尺寸的计算…………………………() 9.精馏段塔高的计算…………………………………() 10.精馏段塔板的流体力学验算…………………………() 11.精馏段塔板的汽液负荷性能图………………………() 12.精馏段计算结果汇总………………………………() 13.设计评述……………………………………………() 14.参考文献………………………………………………() 15.附件……………………………………………………() 附件1:附图1精馏工艺流程图………………………() 附件2:附图2降液管参数图……………………………()附件3:附图3塔板布孔图………………………………()

板式塔设计简易步骤 一、 设计方案的确定及工艺流程的说明 对塔型板型、工艺流程、加料状态、塔顶蒸汽冷凝方式、塔釜加热方式等进行说明,并 绘制工艺流程图。(图可附在后面) 二、 精馏塔物料衡算:见教材P270 计算出F 、D 、W ,单位:kmol/h 三、 塔板数的确定 1. 汽液相平衡数据: 查资料或计算确定相平衡数据,并绘制t-x-y 图。 2. 确定回流比: 先求出最小回流比:P 266。再确定适宜回流比:P 268。 3. 确定理论板数 逐板法或梯级图解法(塔顶采用全凝器)计算理论板层数,并确定加料板位置:P 257-258。(逐板法需先计算相对挥发度) 确定精馏段理论板数N 1、提馏段理论板数N 2 4. 确定实际板数: 估算塔板效率:P 285。(①需知全塔平均温度,可由 t-x-y 图确定塔顶、塔底温度,或通过试差确定塔顶、塔底温度,再取算术平均值。②需知相对挥发度,可由安托因方程求平均温度下的饱和蒸汽压,再按理想溶液计算。) 由塔板效率计算精馏段、提馏段的实际板层数N 1’,N 2’:P 284式6-67。 四、 精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 1. 操作压力m p :取2 F D m p p p += 2. 精馏段平均温度m t :查t-x-y 图确定塔顶、进料板温度,再取平均值。或由泡点方程试差法确定塔顶、进料板温度。 3. 平均摩尔质量M Vm 、M Lm :由P 8式0-27分别计算塔顶、进料板处的摩尔质量,再分别 取两处的算术平均值。汽相的摩尔分率查t-x-y 图。 4. 平均密度Vm ρ、Lm ρ: Lm ρ:用P 13式1-7分别计算塔顶、进料板处液相密度,再 取算术平均值。m Vm m Vm T R M p ??= ρ 5. 液体表面张力m σ:由B B A A m x x σσσ+=分别计算塔顶mD σ与进料板mF σ,再取 平均值。 6. 液体粘度m μ:与表面张力的计算类似。 五、 精馏段汽液负荷(Vs 、Ls )计算 V=(R+1)D L=RD

清水吸收二氧化硫化工原理课程设计毕业设计(论文)

摘要 在化工生产中,气体吸收过程是利用气体混合物中,各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异,在气液两相接触是发生传质,实现气液混合物的分离。在化学工业中,经常需将气体混合物中的各个组分加以分离,其目的是: ①回收或捕获气体混合物中的有用物质,以制取产品; ②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物,以免污染大气。根据不同性质上的差异,可以开发出不同的分离方法。吸收操作仅为其中之一,它利用混合物中各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异,在气液两相接触时发生传质,实现气液混合物的分离。 一般说来,完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分。在化工生产过程中,原料气的净化,气体产品的精制,治理有害气体,保护环境等方面都要用到气体吸收过程。填料塔作为主要设备之一,越来越受到青睐。二氧化硫填料吸收塔,以水为溶剂,经济合理,净化度高,污染小。此外,由于水和二氧化硫反应生成硫酸,具有很大的利用。 本次化工原理课程设计,我设计的题目是:炉气处理量为m3 4200炉气吸过程填料吸收塔设计。本次任务为用水吸收二氧化硫常压填料塔。具体设计条件如下: 1、混合物成分:空气和二氧化硫; 2、二氧化硫的含量:0.05(摩尔分率) 3、操作压强;常压操作 4、进塔炉气流量:h 4200 m3 5、二氧化硫气体回收率:95% 吸收过程视为等温吸收过程。

目录 摘要 .................................................................................................................................................. I 第一章 设计方案的确定 (1) 1.1流程方案 (1) 1.2设备方案 (1) 1.3流程布置 (1) 1.4吸收剂的选择 (1) 第二章 填料的选择 (2) 2.1对填料的要求 (2) 2.2填料的种类和特性 (2) 2.3填料尺寸 (3) 2.4填料材质的选择 (3) 第三章 工艺计算 (4) 3.1气液平衡的关系 (4) 3.2吸收剂用量及操作线的确定 (4) 3.2.1吸收剂用量的确定 (4) 3.2.2操作线的确定 (5) 3.3塔径计算 (5) 3.3.1采用Eckert 通用关联图法计算泛点速率f u : (5) 3.3.2操作气速 (7) 3.3.3塔径计算 (7) 3.3.4喷淋密度U 校核 (7) 3.3.5单位高度填料层压降(Z P )的校核 (8) 3.4填料层高度计算 (9) 3.4.1传质系数的计算 (9) 3.4.2填料高度的计算 (12) 第四章 填料塔内件的类型与设计 (13) 4.1 塔内件的类型 (13) 第五章 辅助设备的选型 (16) 5.1管径的选择 (16) 5.2泵的选取: (17) 5.3风机的选型: (17) 第六章 填料塔附属高度计算 (17) 第七章 分布器简要计算 (18) 第八章 关于填料塔设计的选材 (18) 参考文献 (19) 附录 (20) 附图 (21) 致谢 (22)

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) 第一节前言 (3) 1.1 填料塔的有关介绍 (4) 1.2 塔内填料的有关介绍............................. 错误!未定义书签。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 (7) 2.4 液相物性数据 (6) 2.5 气相物性数据 (8) 2.6 气液相平衡数据 (7) 2.7 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 (10) 3.2.2 传质单元高度的计算 (10) 3.2.3 填料层的分段 (11) 第四节填料层压降的计算 (12) 第五节填料塔内件的类型及设计 (13) 第六节填料塔液体分布器的简要设计 (13) 参考文献 (15) 对本设计的评述及心得 (15) 附表: 附表1填料塔设计结果一览表 (15) 附表2 填料塔设计数据一览 (15) 附件一:塔设备流程图 (17)

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0.02%(体积分数)。采用清水进行吸收,吸收剂的用量为最小用量的1.5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=0.725kmol/(m3?kPa)。

化工原理课程设计任务书

(封面) XXXXXXX学院 化工原理课程设计任务书 题目: 院(系): 专业班级: 学生姓名: 指导老师: 时间:年月日

目录 1、工艺生产流程线 (4) 2、流程及方案的说明和论证 (4) 3、换热器的设计计算及说明 (5) 4、计算校核 (6) 5、设计结果概要表 (9) 6、设计评价及讨论 (11) 参考文献 (11) 附图:主体设备结构图和花版设计图

化工原理课程设计任务书 一、设计题目:列管式换热器设计。 二、设计任务:将自选物料用河水冷却至生产工艺所要求的温度。 /d; 三、设计条件:1.处理能力:G=29*300 t 物料 2. 冷却器用河水为冷却介质,考虑广州地区可取进口水温度为 20~30℃; 3.允许压降:不大于105 Pa; 4.传热面积安全系数5~15%; 5.每年按330天计,每天24小时连续运行。 四、设计要求:1.对确定的工艺流程进行简要论述; 2.物料衡算、热量衡算; 3.确定列管式换热器的主要结构尺寸; 4.计算阻力; 5.选择适宜的列管式换热器并进行核算; 6.用Autocad绘制列管式冷却器的结构图(3号图纸)、花板布 置图(4号图纸)。 7.编写设计说明书(包括:①封面;②目录;③设计题目(任务 书);④流程示意图;⑤流程及方案的说明和论证;⑥设计计 算及说明(包括校核);⑦主体设备结构图;⑧设计结果概要 表;⑨对设计的评价及问题讨论;⑩参考文献。) 备注:参考文献格式: 期刊格式为:作者姓名.出版年.论文题目.刊物名称.卷号(期号):起止页码 专著格式为:作者姓名.出版年.专著书名.出版社名.起止页码 例:潘继红等.管壳式换热器的分析和计算.北京:科学出版社,1996,70~90 陈之瑞,张志耘.桦木科植物叶表皮的研究.植物分类学报,1991,29(2):127~135 1.工艺生产流程: 物料通过奶泵被送入冷却器后,经管盖进行多次往返方向的流动。冷却后由出料管流出,不合格的物料由回流阀送回冷却器重新冷却,直至符合要求。经过处理的河水由冷却器的进口管流入,由出口管流出,其与牛奶进行逆流交换热量。 牛奶灭菌后温度高达110~115℃,然后进行第一阶段的冷却,冷却到均质温度55~75℃,而后进行均质。无菌均质后,牛奶经过第二阶段的冷却,最终由冷却水冷却至所需的出口温度。本实验所设计的就是第一阶段冷却的列管式换热器。

化工原理实验—吸收

填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定 一、实验目的 1.了解填料吸收塔的结构和流程; 2.了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响; 3.掌握吸收总传质系数K y a 的测定方法 4. 学会使用GC 二、实验原理 吸收操作是分离气体混合物的方法之一,在实际操作过程中往往同时具有净化与回收双重目的。因而,气体出口浓度y 2是度量该吸收塔性能的重要指标,但影响y 2的因素很多,因为吸收传质速率N A 由吸收速率方程式决定。 (一). 吸收速率方程式: 吸收传质速率由吸收速率方程决定 : m y A y aV K N ?=填 或 m y A y A K N ?= 式中: Ky 气相总传系数,mol/m 3.s ; A 填料的有效接触面积,m 2; Δy m 塔顶、塔底气相平均推动力, V 填 填料层堆积体积,m 3; K y a 气相总容积吸收传质系数,mol/m 2.s 。

从前所述可知,N A 的大小既与设备因素有关,又有操作因素有关。 (二).影响因素: 1.设备因素: V 填与填料层高度H 、填料特性及放置方式有关。然而,一旦填料塔制成,V 填就为一定值。 2.操作因素: a .气相总容积吸收传质系数K y a 根据双膜理论,在一定的气温下,吸收总容积吸收传质系数K y a 可表示成: a k m a k a K x y y +=11 又有文献可知:a y G A a k ?=和b x L B a k ?=,综合可得b a y L G C a K ?=,显然K y a 与气体流量及液体流量均有密切关系。比较a 、b 大小,可讨论气膜控制或液膜控制。 b .气相平均推动力Δy m 将操作线方程为:22)(y x x G L y +-= 的吸收操作线和平衡线方程为:y =mx 的平衡线在方格纸上作图,从图5-1中可得知: 2 12 1ln y y y y y m ???-?= ?

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)

化工原理课程设计换热器设计

化工原理 课 程 设 计 设计任务:换热器 班级:13级化学工程与工艺(3)班 姓名:魏苗苗 学号:90 目录 化工原理课程设计任务书 (2) 设计概述 (3) 试算并初选换热器规格 (6) 1. 流体流动途径的确定 (6)

2. 物性参数及其选型 (6) 3. 计算热负荷及冷却水流量 (7) 4. 计算两流体的平均温度差 (7) 5. 初选换热器的规格 (7) 工艺计算 (10) 1. 核算总传热系数 (10) 2. 核算压强降 (13) 设计结果一览表 (16) 经验公式 (16) 设备及工艺流程图 (17) 设计评述 (17)

参考文献 (18) 化工原理课程设计任务书 一、设计题目: 设计一台换热器 二、操作条件:1、苯:入口温度80℃,出口温度40℃。 2、冷却介质:循环水,入口温度℃。 3、允许压强降:不大于50kPa。 4、每年按300天计,每天24小时连续运行。 三、设备型式:管壳式换热器 四、处理能力:109000吨/年苯 五、设计要求: 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。

4、设备简图。(要求按比例画出主要结构及尺寸) 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 六、附表: 1.设计概述 热量传递的概念与意义 热量传递的概念 热量传Array递是指由于 温度差引起 的能量转移, 简称传热。由 热力学第二 定律可知,在 自然界中凡 是有温差存 在时,热就必 然从高温处 传递到低温 处,因此传热

是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。 化学工业与热传递的关系 化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作,多需要进行加热和冷却,例如:化学反应通常要在一定的温度进行,为了达到并保持一定温度,就需要向反应器输入或输出热量;又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中,都要向这些设备输入或输出热量。此外,化工设备的保温,生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题,由此可见;传热过程普遍的存在于化工生产中,且具有极其重要的作用。总之,无论是在能源,宇航,化工,动力,冶金,机械,建筑等工业部门,还是在农业,环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。 应予指出,热力学和传热学既有区别又有联系。热力学不研究引起传热的机理和传热的快慢,它仅研究物质的平衡状态,确定系统由一个平衡状态变成另一个平衡状态所需的总能量;而传热学研究能量的传递速率,因此可以认为传热学是热力学的扩展。 传热的基本方式 根据载热介质的不同,热传递有三种基本方式: 热传导(又称导热)物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导。热传导的条件是系统两部分之间存在温度差。

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

最终版_化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)

水吸收氨课程设计 目录 第一节前言 (5) 1.1 填料塔的主体结构与特点 (5) 1.2 填料塔的设计任务及步骤 (5) 1.3 填料塔设计条件及操作条件 (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 (6) 2.3.1 填料种类的选择 (6) 2.3.2 填料规格的选择 (6) 2.3.3 填料材质的选择 (7) 2.4 基础物性数据 (7) 2.4.1 液相物性数据 (7) 2.4.2 气相物性数据 (7) 2.4.3 气液相平衡数据 (8) 2.4.4 物料横算 (8) 第三节填料塔工艺尺寸的计算 (9) 3.1 塔径的计算 (9) 3.2 填料层高度的计算及分段 (10) 3.2.1 传质单元数的计算 (10) 3.2.3 填料层的分段 (12) 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 (13)

4.1 塔内件类型 (13) 4.2 塔内件的设计 (13) 4.2.1 液体分布器设计的基本要求: (13) 4.2.2 液体分布器布液能力的计算 (13) 注:14 1填料塔设计结果一览表 (14) 2 填料塔设计数据一览 (14) 3 参考文献 (16) 4 后记及其他 (16) 附件一:塔设备流程图 (17) 附件二:塔设备设计图 (17)

化工学院关于专业课程设计的有关要求(草案)专业课程设计是学生学完专业基础课及专业课之后,进一步学习工程设计的基础知识,培养学生工程设计能力的重要教学环节,也是学生综合运用相关课程知识,联系生产实际,完成以单元操作为主的一次工程设计的实践。为了加强我院本科学生专业课程设计这一重要实践教学环节的规范化管理,保证专业课程设计工作有序进行及教学质量,特制定专业课程设计的有关要求并请遵照执行。 一、选题要求 选题应以单元操作的典型设备为对象,进行单元操作过程中相关的设备与工艺设计,尽量从科研和生产实际中选题。为了保证专业课程设计的质量和工作量,选题要求1人1题。 二、设计说明书文本要求 (一)、字数要求:2000字以上 (二)、打印要求:用A4纸打印;左边距3厘米、右边距2厘米、上边距3厘米、下边距2.5厘米;行距20磅;页码居中 字体、字号要求(包括装订顺序): 1、封面 由学院统一制定格式 2、设计任务书 3、目录(宋体、4号),其余(宋体、小4号) 4、正文(宋体、小4号字)、一级标题(宋体、3号字、加粗)、二级标题(宋体、4号字、加粗) 正文内容主要包括:概述与设计方案简介;设计条件及主要物性参数表;工艺设计计算(内容较多,应根据设计计算篇幅适当划分为若干小节,使之条理清晰);辅助设备的计算及选型;设计结果汇总表(物料衡算表,设备操作条件及结构尺寸一览表);设计评述(设计的评价及学习体会)。 5、参考文献(宋体、5号字)

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