环境工程原理课程设计
环境工程的课程设计

环境工程的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解环境工程的基本概念,掌握环境污染的类型及成因;2. 学生能描述环境治理技术的原理及其在实际应用中的效果;3. 学生能了解我国环境保护的政策法规,认识到环境保护的重要性。
技能目标:1. 学生能运用所学知识分析环境问题,提出解决策略;2. 学生能通过小组合作,设计简单的环境治理方案,并进行评估;3. 学生能运用信息技术搜集环境工程相关的资料,提高信息处理能力。
情感态度价值观目标:1. 学生对环境保护产生浓厚的兴趣,树立环保意识;2. 学生能认识到环境问题与人类生活的密切关系,形成可持续发展观念;3. 学生通过参与环境保护活动,培养社会责任感和团队协作精神。
课程性质:本课程为环境科学启蒙课程,旨在帮助学生了解环境工程的基本知识,提高解决实际环境问题的能力。
学生特点:六年级学生具备一定的探究能力和合作意识,对现实生活中的环境问题充满好奇心。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,鼓励学生参与实践活动,提高环境素养。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 环境工程基本概念:环境污染与防治、环境质量评价、环境规划与管理。
教学安排:2课时,引导学生通过实例了解环境工程的基本概念。
2. 环境污染类型及成因:大气污染、水污染、土壤污染、噪声污染等。
教学安排:4课时,结合课本内容,分析各类环境污染的原因及危害。
3. 环境治理技术:物理治理、化学治理、生物治理等。
教学安排:4课时,介绍各类治理技术的原理和实际应用,举例说明。
4. 我国环境保护政策法规:环境保护法、大气污染防治法、水污染防治法等。
教学安排:2课时,让学生了解我国环保政策法规,提高法律意识。
5. 环境保护实践活动:设计简单环境治理方案、参观环保设施、开展环保宣传等。
教学安排:4课时,组织学生参与实践活动,将理论知识应用于实践。
教学内容按照课本章节进行组织,确保科学性和系统性。
课程思政-环境工程原理-教案

环境工程原理教案)教师姓名:单位:课程名称:环境工程原理《适用对象:环境工程原理教案1一、教学内容第一章绪论1 污染控制技术体系2 污染控制技术原理的基本类型3 环境工程原理的研究方法二、教学目的和要求1.知识目标(1)明确【环境工程原理】课程的地位、作用、学习方法和教学要求;(2)了解环境问题与环境学科的发展和环境污染与环境工程学;(3)掌握环境净化与污染控制技术;(4)掌握环境净化与污染控制技术原理。
2.能力目标包括专业能力、创新能力、情感态度价值观等方面的培养。
(1)了解【环境工程原理】的发展概况和研究内容;(2)学习【环境工程原理】专业课程为今后在资源循环相关领域的研究和开发打下良好的理论分析基础。
三、教学重点和难点1.教学重点(1)环境净化与污染控制技术;(2)环境净化与污染控制技术原理。
2.教学难点环境净化与污染控制技术原理四、教学方法以课堂讲授为主,结合生态破坏和环境污染问题引出学习【环境工程原理】的意义、目的和教学要求,简单介绍【环境工程原理】中的理论基础在本专业中所占据地位,增加学生的学习兴趣。
教学手段采用以PPT为主,板书为辅,介绍一些工程中利用环境工程原理的实例图片。
五、教学过程含课程导入、讲授、小结、作业等第一章绪论课程思政知识点(1):课程思政与中国共产党的初心、使命;讲述新中国成立以来环境工程学科在我国的发展与巨大成就。
【课程导入】产业革命以后,人类的生产力获得了飞速发展、技术水平迅速提高、人口迅速增长,人类活动的强度和范围逐渐增强和扩展,人类与环境的矛盾以及由此带来的环境问题也日趋突出。
【讲授】环境问题与环境学科的发展【讲授】环境污染与环境工程学【讲授】环境净化与污染控制技术概述【讲授】环境净化与污染控制技术原理【讲授】《环境工程原理》的主要研究内容和方法【讲授】《环境工程原理》课程的主要内容和目的课程思政知识点(2):介绍党与国家在环境保护和资源循环利用上的不懈努力【小结】(1)污染控制技术体系;(2)污染控制技术原理的基本类型;(3)环境工程原理的研究方法。
环境工程原理教案大纲(尧)

环境工程原理教案大纲(一)一、课程简介1.1 课程定位与目标本课程旨在帮助学生了解环境工程的基本原理、方法和技术,提高他们对环境问题的认识和解决能力。
通过本课程的学习,学生应掌握环境工程的基本概念、原理和技术,能够运用所学知识分析和解决实际环境问题。
1.2 课程内容本课程内容包括环境工程的基本概念、环境污染及其控制技术、环境监测与评价、环境管理与可持续发展等。
二、教学方法2.1 授课方式采用课堂讲授、案例分析、小组讨论等教学方式,结合多媒体教学手段,生动形象地展示环境工程的基本原理和实际应用。
2.2 实践环节安排实地考察、实验操作等实践环节,让学生亲身体验环境工程技术的应用,提高实际操作能力。
2.3 互动与反馈鼓励学生在课堂上提问、发表观点,通过小组讨论、作业批改等环节,及时了解学生学习情况,调整教学内容和方法。
三、教学目标3.1 知识目标学生通过本课程的学习,掌握环境工程的基本概念、原理和技术,了解环境问题的产生、发展和解决途径。
3.2 能力目标培养学生运用环境工程知识分析和解决实际环境问题的能力,提高他们的创新能力和实践能力。
3.3 素质目标四、教学安排4.1 课时安排本课程共计32课时,包括16次课堂讲授、8次案例分析、8次小组讨论。
4.2 进度安排按照教材和教学大纲的要求,合理安排每次课的教学内容和实践环节。
五、课程评价5.1 评价方式采用课堂表现、作业完成情况、实践环节表现、期末考试等多种评价方式,全面评估学生的学习效果。
5.2 评价标准根据学生在各个方面的表现,制定合理的评价标准,确保评价结果的公平、公正。
5.3 反馈与改进根据课程评价结果,及时向学生反馈学习情况,指导他们改进学习方法和策略,提高教学质量。
环境工程原理教案大纲(六)六、教学内容与教材6.1 教材本课程选用《环境工程原理》教材,由中国环境科学出版社出版,作者为、。
6.2 教学内容本章主要介绍环境工程的基本概念、环境污染及其控制技术、环境监测与评价、环境管理与可持续发展等内容。
环境工程原理课程设计

环境工程原理课程设计课程设计题目:城市生活污水处理厂设计设计要求:1. 以某城市年均生活污水排放量为基础,设计符合国家相关标准的污水处理厂。
2. 按照设计原则,结合实际情况,布置污水处理流程及设施,包括初级处理、中级处理、高级处理等环节。
3. 重点设计生物处理工艺流程和设备,包括生物膜法、好氧池、厌氧池、沉淀池等,根据实际情况选用合适的生物处理方法。
4. 该污水处理厂需设计智能控制系统,可实现对污水流量、水质指标等的实时监测和自动控制。
5. 设计计算初始投资和运营费用,以及建设周期、管理维护方式等。
6. 涵盖文献资料综述、方案设计、设备选型、计算分析等内容,并撰写报告。
设计思路:1. 确定设计参数:根据城市生活污水排放量和水质指标,确定处理量、去除率等参数。
2. 设计初级处理:包括格栅除渣、沉砂池、沉淀池等处理环节,去除悬浮物、泥沙等。
3. 设计中级处理:采用好氧生物处理和厌氧生物处理等方法,进一步去除污水中的有机质和氮磷等营养物质。
4. 设计高级处理:包括沉淀池、生物膜反应器等工艺,去除污水中残留的有害物质和微生物等。
5. 设计智能控制系统:采用自动化控制技术,实现对污水处理流程和设施的智能化监测和控制。
6. 计算初始投资和运营费用:根据上述设计方案和设备选型,计算出初始投资和运营费用,并根据实际情况进行优化。
7. 撰写报告:在完成设计任务后,撰写完整的报告,包括文献资料综述、方案设计、设备选型、计算分析等内容。
参考文献:1. 《城市污水处理技术与工程》2. 《环境工程原理与应用》3. 《现代水处理原理与技术》4. 《生物膜技术在水处理中的应用》5. 《污水处理工程设计实例》。
环境工程原理 教案

环境工程原理教案教案标题:环境工程原理教案目标:1. 了解环境工程的基本概念和原理。
2. 掌握环境工程的相关技术和方法。
3. 培养学生对环境问题的意识和解决问题的能力。
教案大纲:1. 环境工程概述a. 环境工程的定义和发展历程b. 环境工程的重要性和应用领域2. 环境工程原理a. 水污染控制原理i. 水质标准和监测方法ii. 污水处理技术和工艺b. 大气污染控制原理i. 大气污染物的种类和来源ii. 大气污染控制技术和措施c. 固体废物处理原理i. 固体废物的分类和处理方法ii. 垃圾处理设施和管理d. 环境监测与评估原理i. 环境监测方法和技术ii. 环境评估的步骤和指标3. 环境工程案例分析a. 案例1:水污染控制i. 污水处理厂设计和运行ii. 水环境保护政策和管理b. 案例2:大气污染控制i. 燃煤电厂的大气污染控制ii. 大气污染治理项目的实施c. 案例3:固体废物处理i. 垃圾填埋场的建设和管理ii. 固体废物资源化利用项目4. 环境工程实践a. 实验1:水质监测和污水处理实验b. 实验2:大气污染物测量和控制实验c. 实验3:固体废物处理实验教案教学方法:1. 授课讲解:通过教师讲解环境工程的基本概念和原理,引导学生对环境工程的认识和理解。
2. 案例分析:通过分析实际环境工程案例,让学生了解环境工程的应用和解决问题的方法。
3. 实验实践:通过实验实践,让学生亲自操作和探索环境工程的技术和方法。
4. 讨论和互动:鼓励学生参与讨论和互动,提高学生对环境工程的理解和思考能力。
教案评估方法:1. 小组讨论:组织学生进行小组讨论,让学生就案例分析和实验实践进行交流和分享。
2. 课堂练习:布置课堂练习,检验学生对环境工程原理的掌握情况。
3. 实验报告:要求学生完成实验报告,评估学生对环境工程实践的理解和应用能力。
教案参考资源:1. 《环境工程原理》教材2. 相关学术论文和研究报告3. 环境工程案例和实验指导书教案拓展建议:1. 鼓励学生参与环境保护活动,如参观污水处理厂、垃圾处理中心等。
环境工程原理课程设计任务书

《环境工程原理》课程设计任务书课程设计题目:填料吸收塔一、课程设计的意义与目的课程设计是《环境工程原理》课程的一个总结性教学环节,是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。
在整个教学计划中,它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。
课程设计不同于平时的作业,在设计中需要学生自己做出决策,即自己确定方案,选择流程,查取资料,进行过程和设备计算,并要对自己的选择做出论证和核算,经过反复的分析比较,择优选定最理想的方案和合理的设计。
所以,课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。
通过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养:1. 查阅资料,选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力;2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想,在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力;3. 迅速准确的进行工程计算的能力;4. 用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
二、设计资料(一)、设计题目:清水吸收氨过程填料吸收塔设计(二)、设计条件:1、气体混合物成分:空气和氨;2、氨的含量:(1)5.6%,(2)5.1%,(3)4.5%(体积);3、混合气体流量:(1)2000m3/h(2)3000m3/h、(3)4000m3/h;4、操作温度:293K;5、混合气体压力:101.3KPa;6、回收率:(1)99%,(2)99.5%,(3)99.9%。
7、所用填料:乱堆塑料鲍尔环,规格自定。
(三)、设计内容:1、确定吸收流程;2、物料衡算,确定塔顶、塔底的气液流量和组成;3、选择填料、计算塔径、填料层高度、填料的分层、塔高的确定。
4、流体力学特性的校核:液气速度的求取,喷淋密度的校核,填料层压降△P的计算。
5、附属装置的选择与确定:液体喷淋装置、液体再分布器、气体进出口及液体进出口装置、栅板。
环境工程原理教案

环境工程原理教案教案标题:环境工程原理教案教学目标:1. 了解环境工程的基本原理和概念。
2. 掌握环境工程中常用的处理技术和方法。
3. 培养学生对环境问题的认识和解决能力。
4. 培养学生的团队合作和创新能力。
教学重点:1. 环境工程的基本原理和概念。
2. 环境工程中的处理技术和方法。
教学难点:1. 环境工程中的处理技术和方法的深入理解和应用。
2. 学生对环境问题的认识和解决能力的培养。
教学准备:1. 教学课件和多媒体设备。
2. 相关的教学资源和实例。
3. 实验室和实践环境。
教学过程:1. 导入环境工程的概念和意义(5分钟):- 引导学生思考环境工程的定义和作用。
- 介绍环境工程对于环境保护和可持续发展的重要性。
2. 环境工程原理的讲解(15分钟):- 介绍环境工程中常用的原理和理论,如质量守恒、能量守恒、动量守恒等。
- 解释这些原理在环境工程中的应用。
3. 环境工程处理技术和方法的介绍(20分钟):- 介绍环境工程中常用的处理技术和方法,如废水处理、废气处理、固体废弃物处理等。
- 分析这些技术和方法的原理、特点和应用范围。
4. 环境工程案例分析(20分钟):- 提供一些实际的环境工程案例,引导学生分析和解决问题。
- 鼓励学生讨论和提出创新的解决方案。
5. 学生实践和实验(30分钟):- 安排学生进行一些实践和实验活动,例如废水处理实验、空气质量监测等。
- 指导学生收集数据、分析结果并进行总结。
6. 总结和评价(10分钟):- 总结本节课的重点内容和学习收获。
- 对学生的表现进行评价和反馈。
教学延伸:1. 鼓励学生参与环境保护和可持续发展的实践活动,如参观环保企业、参与社区环境改善等。
2. 组织学生进行小组项目研究,深入探讨特定环境问题,并提出解决方案。
3. 鼓励学生参与相关的科研和竞赛活动,提升专业能力和创新能力。
教学评估:1. 课堂参与和讨论表现评价。
2. 实践和实验报告评价。
3. 小组项目研究报告评价。
环境工程原理课程设计报告

环境工程原理课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 理解环境工程基本原理,掌握环境污染治理的基本方法和技术;2. 了解环境工程在保护和改善环境质量方面的重要作用,认识我国环境工程领域的发展现状及趋势;3. 掌握环境质量评价、环境规划与管理的基本理论和方法。
技能目标:1. 能够运用环境工程原理分析和解决实际问题,具备初步的环境工程设计与实践能力;2. 能够运用所学知识,对环境工程案例进行综合评价,并提出合理的改进措施;3. 能够通过小组合作,进行环境工程项目的设计与实施,提高沟通协作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对环境问题的关注和责任感,激发他们为改善环境质量贡献力量的意愿;2. 树立正确的环境保护观念,使学生认识到环境保护与可持续发展的重要性;3. 培养学生的创新精神和实践能力,提高他们面对环境问题时的自信心。
本课程针对高中年级学生,结合环境工程原理课程特点,注重理论与实践相结合,培养学生的环保意识和实践能力。
在教学过程中,教师需关注学生的个体差异,激发学生的学习兴趣,引导他们通过小组合作、实践探究等途径,达到课程目标。
课程目标的设定旨在使学生在掌握环境工程基本知识的同时,能够运用所学技能解决实际问题,提高他们的环境保护意识和责任感。
后续教学设计和评估将围绕这些具体的学习成果展开。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 环境工程原理基础:介绍环境工程的基本概念、原理和方法,涉及水污染治理、大气污染治理、固废处理与处置等方面的内容。
参考教材相关章节,组织学生了解环境污染的类型、成因及危害。
2. 环境污染治理技术:详细讲解水处理技术、大气污染控制技术、固废处理技术等,并结合实际案例进行分析。
教学内容涵盖教材中相关章节,旨在使学生掌握环境污染治理的基本技术及其应用。
3. 环境质量评价与规划:介绍环境质量评价、环境规划与管理的基本理论、方法和技术。
依据教材相关章节,组织学生进行环境质量评价实践,提高他们的环境管理能力。
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目录一、吸收技术概况 (3)二、设计任务及步骤 (3)2.1设计任务 (3)三、填料塔操作条件 (3)四、设计方案的确定 (4)4.1吸收流程的选择 (4)4.2吸收剂的选择 (4)4.3填料的选择 (4)4.4吸收工艺流程图(附图)及工艺过程说明 (5)五、吸收塔的物料衡算 (5)5.1基础物性数据 (5)a.液相物性数据 (5)b.气相物性数据 (5)c.气液两相平衡时的数据 (6)5.2物料衡算 (6)5.3填料塔的工艺尺寸计算 (7)a.塔径的计算 (7)b.泛点率校核和填料规格 (9)c.液体喷淋密度校核 (9)5.4填料层高度计算 (10)a.传质单元数的计算 (10)b.传质单元高度的计算 (10)c.填料层高度的计算 (12)5.5填料塔附属高度的计算 (12)5.6液体分布器的简要设计 (13)a.液体分布器的选型 (13)b.分布点密度及布液孔数的计算 (13)5.7其它附属塔件的选择 (15)a. 填料支撑板 (15)b.填料压紧装置 (15)c.气体进出口装置与排液装置 (15)d.吸收塔主要接管的尺寸计算 (15)e.离心泵的选择 (16)5.8流体力学参数计算 (17)a.填料层压力降的计算 (17)六、工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 (18)6.1基础物性数据和物料衡算结果汇总 (18)6.2填料塔工艺尺寸计算结果表 (19)6.3流体力学参数计算结果汇总 (20)6.4附属设备计算结果汇总 (21)D聚丙烯塑料阶梯环填料主要性能参数汇总 (21)6.5所用38N6.6主要符号说明 (21)参考文献 (23)设计方案讨论及结束语 (25)一、吸收技术概况当气体混合物与适当的液体接触,气体中的一个或者几个组分溶解与液体中,而不能溶解的组分仍留在气体中,使气体得以分离。
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。
本设计针对填料吸收进行相关计算,设备主体为塔状填料吸收器,塔装有填料支承与压紧装置、液体与气体分布器、液体再分布器以及气体除沫器等。
液体经塔顶喷淋装置均匀分布于填料上,依靠重力作用沿填料表面自上而下流动,并与在压强差推动下穿过填料空隙的气体相互接触,发生传热和传质。
在吸收器,填料在整个塔堆成一个整体。
有时也将填料装成几层,每层的下边都设有单独的支撑板。
当填料分层堆放时,层与层之间常装有液体再分布装置。
二、设计任务及步骤2.1设计任务用水吸收空气中混有的二氧化硫。
2.2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)塔件选择。
三、填料塔操作条件1.操作压力为常压,操作温度:293K。
2.填料类型:选用聚丙烯阶梯环填料。
3.工作日:每年320天,每天24小时连续运行。
4.厂址:某地四、设计方案的确定4.1吸收流程的选择工业上使用的吸收流程多种多样,由于逆流操作具有传质推动力大,传质速率快,分离效率高(具有多个理论级的分离能力),吸收剂利用率高等显着优点,所以在本设计中选用逆流操作。
逆流操作4.2吸收剂的选择对于吸收操作,选择适宜的吸收剂,具有十分重要的意义。
其对吸收操作过程的经济性有着十分重要的影响。
在考虑到吸收剂对溶质的溶解度、不易挥发、再生性能好,同时吸收剂应该具有良好的物理、化学性能和经济性等问题后,决定在本设计采用水作为吸收剂。
4.3填料的选择塔填料是填料塔中的气液相间传质组件,是填料塔的核心部分。
其种类繁多,性能上各有差异。
由于本次过程处理量不大,所用的塔直径不会太大,适合采用填料塔,所以采用散装38ND聚丙烯塑料阶梯环填料。
阶梯环(Stairs wreath)填料如图片所示,填料呈阶梯环结构,环壁上开有长方形小孔,环有两层交错45°的十字形叶片,环的高度为直径的一半,环的一端成喇叭口形状的翻边。
这样的结构使得阶梯环填料的性能在鲍尔环的基础上又有提高,其生产能力可提高约10%,压降则可降低25%,且由于填料间呈多点接触,床层均匀,较好地避免了沟流现象。
阶梯环一般由塑料和金属制成。
本设计所选材料主要性能参数如下:比表面积at =132.532/mm孔隙率 ε=0.91 形状修正系数 ϕ=1.45 填料因子 F φ=170m 1- A=0.204临界力 33C =σcm dyn /4.4吸收工艺流程图(附图)及工艺过程说明吸收SO 2的流程包括吸收和解吸两大部分。
混合气体冷却至20℃ 下进入吸收塔底部,水从塔顶淋下,塔装有填料以扩大气液接触面积。
在气体与液体接触的过程中,气体中的SO 2 溶解于水,使离开吸收塔顶的气体二氧化硫含量降低至允许值,而溶有较多二氧化硫的液体由吸收塔底排出。
为了回收二氧化硫并再次利用水,需要将水和二氧化硫分离开,称为溶剂的再生。
解吸是溶剂再生的一种方法,含二氧化硫的水溶液经过加热后送入解吸塔,与上升的过热蒸汽接触,二氧化硫从液相中解吸至气相。
二氧化硫被解吸后,水溶剂得到再生,经过冷却后再重新作为吸收剂送入吸收塔循环使用。
五、吸收塔的物料衡算5.1基础物性数据a.液相物性数据对于低浓度的吸收过程,溶液的物性数据可以近似取纯水的物性数据,20℃时水的有关物性数据如下:密度 3998.2/L Kg m ρ=粘度 0.001004 3.6/()L Pa s kg m h μ=⋅=⋅ 表面力272.67/941803/L dyn cm kg h σ==SO 2在水中的扩散系数52621.4710/ 5.2910/L D cm s m h --=⨯=⨯ b.气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为: G M0.045640.9552927.983/M kg kmol =⨯+⨯= 混合气体的平均密度为: G G PMRTρ= 3101.327.983 1.164/8.314293PM kg m RT ρ⨯===⨯其中,38.314/()R m kg Pa kmol k =⋅⋅⋅混合气体的粘度可近似取为空气的粘度,查手册的20 C °空气的粘度为:51.81100.065/()G Pa s kg m h μ-=⨯⋅=⋅2SO 在空气中的扩散系数为:4220.10810/0.039/G D m s m h -=⨯=c.气液两相平衡时的数据常压下20℃2SO 在水中的亨利系数为:a KP E 31055.3⨯=相平衡常数为:04.35325.1011055.33=⨯==p E m 溶解度系数为:33998.20.0156/()3.551018.02LsH Kmol KPa m E M ρ===⋅⋅⨯⨯ 5.2物料衡算进塔气相摩尔比为:1110.0450.047110.045y Y y ===-- 出塔气相摩尔比为:2110.0470.0470.950.00235Y Y Y ϕ=-⋅=-⨯= 对于纯溶剂吸收过程,进塔液相组成为:02=X 进塔惰性气相流量为:3100273(10.045)141.848/22.427320nG q Kmol h =⨯-=+ 该吸收过程属于低浓度吸收,平衡曲线可近似为直线,最小液气比可按下式计算,即:1212*1212min 0.0470.0023533.288/0.047/35.040nL nG q Y Y Y Y q X X Y m X ⎛⎫---==== ⎪---⎝⎭ 实际操作液气比:min1.5 1.533.28849.932nLnL nG nG q q q q ⎛⎫=⨯=⨯= ⎪⎝⎭ 进塔吸收剂流量:49.9327082.754/nL nG q q Kmol h =⨯= 由1212()()nG nL q Y Y q X X -=-得41122()8.94210nGnLq X Y Y X q -=-+=⨯5.3填料塔的工艺尺寸计算a.塔径的计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速埃克特通用关联图:(查自:《化工原理课程设计(化工传递与单元操作课程设计)》)气相质量流量为:G W =3100 1.1643608.4/kg h ⨯= 液相质量流量可近似按纯水的流量计算,即:L W =7082.75418127489.572/kg h ⨯=Eckert 通用关联图的横坐标为:0.50.5127489.572 1.164 1.2063608.4998.2G L G L W W ρρ⎛⎫⎛⎫=⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭查Eckert 通用关联图得:20.20.021G F F L L u g ρϕμρΦ⋅=0.018 式中:F u :泛点气速 m/s g :重力加速度 9.8m/s 2G ρ,L ρ:气相,液相密度 3/kg m L μ:液体粘度 KPa s ⋅ 1F -m :试验填料因子,φ;水密度与液体密度之比:ϕ(此处为1) 本次设计选用的是塑料阶梯环类型填料。
查表其填料因子1170-=m F φ 泛点气速:0.943/F u m s ===对于散装填料,泛点率的经验值为0.5~0.85Fuu = 此处取0.70.70.9430.6601/F u u m s ==⨯=m uG D S169.14===π 1.289m =∴圆整塔径取 1.3D m =。
b.泛点率校核和填料规格 泛点率校核:243100/36000.649/3.14 1.3u m s ⨯==⨯%92.64%1009458.0614.0=⨯=F u u 0.649100%68.82%0.943⨯= (在允许围) 填料规格校核: 阶梯环的径比要求:dD>8 有858.31381200>==d D 130034.2118>即符合要求 c.液体喷淋密度校核取最小润湿速率为:()()h m m L w ⋅=/08.03min查资料手册得聚丙烯阶梯环比表面积23132.5/t a m m =()32min min 0.08132.510.6/()W t U L a m m h ==⨯=⋅min 2127489.572/998.296.2470.785 1.3U U ==>⨯ 故满足最小喷淋密度的要求.经以上各项校核可知,填料塔直径选用D=1300mm 合理。
5.4填料层高度计算a.传质单元数的计算.00010.004.35*11=⨯==mX Y 48.942100.0313-⨯= 0*22==mX Y解吸因数为:35.04141.8480.70187082.754nG nL mq S q ⨯=== 气相总传质单元数为:361.6]7018.0000263.000526.0)7018.01ln[(7018.011]**)1ln[(112221=+--⨯--=+----=S Y Y Y Y S S N OG ===()10.0470ln 10.70180.7018 6.36210.70180.002350-⎡⎤-+=⎢⎥--⎣⎦b.传质单元高度的计算气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算})()()()(45.1exp{12.0205.0221.075.0t L L L L t L L t L L C t w a U g a U a U a a δρρμδδ--=0.10.20.750.05221exp 1.45C L t L LL t L L L L t U a U U a g a σσμρρσ-⎧⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪--⎨⎬ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎪⎪⎩⎭查表(常见材质的临界表面力值), 得233/427680/C dyn cm kg h σ== 液体质量通量为)./(54.786312.1785.009.888854222h m kg D W U LL =⨯==π22127489.57296098.875/()0.785 1.3kg m h =⋅⨯ 0.050.20.750.122842768096098.87596098.875132.596098.8751exp 1.45941803132.5 3.6998.2 1.2710998.2941803132.50.637W t a a -⎧⎫⎛⎫⎛⎫⨯⎪⎪⎛⎫⎛⎫=--⨯⨯⨯⨯⎨⎬ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⨯⨯⨯⨯⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎪⎪⎩⎭=气体质量通量为)./(43.28262.1785.0278.12500422h m kg D W U GG =⨯⨯==π2231001.272967.625/()0.785 1.3kg h ⨯=⋅⨯ 气膜吸收系数由下式计算)()()(237.0317.0RTD a D a U k Gt G G G G t G G ρμμ=0.71/322967.6250.065132.50.0390.237132.50.065 1.1640.0398.3142930.0338/()Kmol m h KPa ⨯⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯⨯⨯ ⎪ ⎪ ⎪⨯⨯⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭=⋅⋅液膜吸收系数由下式计算 315.032)()()(0095.0LL L L L L w L L g D a U k ρμρμμ-=1/32/31/28596098.875 3.6 3.6 1.27100.00950.637132.5 3.6998.2 1.4710998.22.169/m h--⎛⎫⨯⨯⎛⎫⎛⎫=⨯⨯⨯ ⎪ ⎪ ⎪⨯⨯⨯⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭=由1.1ϕw G G a k a k =,因为本设计填料类型为开孔环,故查表得,45.1=ϕ则../(862.345.196.800317.031.11.1kpa h m kmol a k a k w G G =⨯⨯==ϕ1.130.03380.637132.5 1.45 4.293/()Kmol m h KPa ⨯⨯⨯=⋅⋅ /(99.10945.196.80171.14.04.0h l a k a k w L L =⨯⨯==ϕ 0.42.1690.637132.5 1.45212.404/l h ⨯⨯⨯=因为%50%92.64>=Fu u68.82%50%>,故需要按下式校正。