化工原理课程设计审批稿

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化工原理课程设计

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化工原理课程设计题目:姓名:班级:学号:指导老师:设计时间:序言化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程(《物理化学》,《化工制图》等)所学知识,完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学,是理论联系实际的桥梁,在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。

通过课程设计,要求更加熟悉工程设计的基本内容,掌握化工单元操作设计的主要程序及方法,锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力,问题分析能力,思考问题能力,计算能力等。

精馏是分离液体混合物(含可液化的气体混合物)最常用的一种单元操作,在化工,炼油,石油化工等工业中得到广泛应用。

精馏过程在能量剂驱动下(有时加质量剂),使气液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各组分的挥发度的不同,使易挥发组分由液相向气相转移,难挥发组分由气相向液相转移,实现原料混合液中各组分的分离。

根据生产上的不同要求,精馏操作可以是连续的或间歇的,有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。

本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计,即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯,采用连续操作方式,需设计一板式塔将其分离。

目录一、化工原理课程设计任书 (3)二、设计计算 (3)1.设计方案的确定 (3)2.精馏塔的物料衡算 (3)3.塔板数的确定 (4)4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (10)6.塔板主要工艺尺寸的计算 (11)7.筛板的流体力学验算 (13)8.塔板负荷性能图 (15)9.接管尺寸确定 (30)二、个人总结 (32)三、参考书目 (33)(一)化工原理课程设计任务书板式精馏塔设计任务书一、设计题目:设计分离苯―甲苯连续精馏筛板塔二、设计任务及操作条件1、设计任务:物料处理量: 7万吨/年进料组成: 37%苯,苯-甲苯常温混合溶液(质量分率,下同)分离要求:塔顶产品组成苯≥95%塔底产品组成苯≤6%2、操作条件平均操作压力: kPa平均操作温度:94℃回流比:自选单板压降: <= kPa工时:年开工时数7200小时化工原理课程设计三、设计方法和步骤:1、设计方案简介根据设计任务书所提供的条件和要求,通过对现有资料的分析对比,选定适宜的流程方案和设备类型,初步确定工艺流程。

化工原理课程设计完整版

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化工原理课程设计完整版一、教学目标本课程旨在让学生掌握化工原理的基本概念、理论和方法,了解化工生产的基本过程和设备,培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。

具体目标如下:1.知识目标:(1)理解化工原理的基本概念和原理;(2)熟悉化工生产的基本过程和设备;(3)掌握化工计算方法和技能。

2.技能目标:(1)能够运用化工原理解决实际问题;(2)具备化工过程设计和优化能力;(3)学会使用化工设备和仪器进行实验和调试。

3.情感态度价值观目标:(1)培养学生的团队合作意识和沟通能力;(2)增强学生对化工行业的认识和兴趣;(3)培养学生对科学研究的热爱和责任感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面:1.化工原理基本概念和原理:包括溶液、蒸馏、吸收、萃取、离子交换等基本操作原理和方法。

2.化工生产过程和设备:包括反应器、换热器、蒸发器、膜分离设备等的基本结构和原理。

3.化工计算方法:包括物料平衡、热量平衡、质量平衡等计算方法。

具体教学大纲安排如下:第1-2周:化工原理基本概念和原理;第3-4周:化工生产过程和设备;第5-6周:化工计算方法。

三、教学方法本课程采用多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1.讲授法:讲解基本概念、原理和方法,引导学生理解和掌握;2.案例分析法:分析实际案例,让学生学会运用化工原理解决实际问题;3.实验法:进行实验操作,培养学生的实践能力和实验技能;4.小组讨论法:分组讨论,培养学生的团队合作意识和沟通能力。

四、教学资源本课程的教学资源包括:1.教材:《化工原理》;2.参考书:相关化工原理的教材和学术著作;3.多媒体资料:教学PPT、视频、动画等;4.实验设备:反应器、换热器、蒸发器、膜分离设备等。

以上教学资源将用于支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面,以全面客观地评价学生的学习成果。

1.平时表现:通过课堂参与、提问、小组讨论等形式的评估,考察学生的学习态度和理解能力。

化工原理课程设计讲稿

化工原理课程设计讲稿

的受液盘还要深一些。
平型受液盘塔板结构
化 工 原 理 课 程 设 计
凹形受液盘
化 工 原 理 课 程 设 计
(5)降液管底隙高度hb
化 工 原 理 课 程 设 计
降液管与受液盘之间的距离为降液管 底隙高度hb。对采用平型受液盘的塔,降液 管底隙高度对小塔不小于20~25mm,对大 塔不小于40mm,对采用凹型受液盘的塔,一 般底隙高度等于盘深。
传热学 化学工程手册
炼制系编
杨世铭编 化学工业出版社
冷换设备工艺计算手册 中国石化出版社
课程设计内容
化 工 原 理 课 程 设 计
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分
工艺设计
塔板设计 塔体的初步设计 塔的辅助设备选用
编制计算结果汇总表
绘制塔体总图及塔板总图
第一部分
右。
3、塔底压力的确定
化 工 原 理 课 程 设 计
假设精馏塔的实际塔板数,由经验值确定塔板压降, (常、加压塔的每板压降可取:3—6mmHg;减压塔的每 板压降可取:2—3mmHg)求出全塔压降。 塔底压力等于塔顶压力加上全塔压降。
四、塔顶、塔底及进料温度
化 工 原 理 课 程 设 计
根据选定的塔顶、塔底压力及塔顶、塔底产品
1、回流罐压力计算 用泡点方程计算回流罐的压力。 (1)理想物系时:
化 工 原 理 课 程 设 计
P Pi 0 xi
(2)非理想物系时: K i xi 1
2、塔顶压力的确定
p时,采用加压操作。 p x (1)计算值大于101.3kPa
0 i i
(2)计算值小于101.3kPa时,采用常压或减压操作。 如用常 压操作可能会有冷回流的问题。 (3)塔顶压力的确定。回流罐的压力加上管线阻力即为塔顶压 力。管线阻力可取0.1----0.2 atm,减压塔可取25 mmHg左

化工原理课程设计柴诚敬

化工原理课程设计柴诚敬

化工原理课程设计 柴诚敬一、课程目标知识目标:1. 理解并掌握化工原理的基本概念,如流体力学、热力学、传质与传热等;2. 学会运用化学工程的基本原理分析典型化工过程中的现象与问题;3. 掌握化工流程设计的基本方法和步骤,能结合实际案例进行流程分析与优化。

技能目标:1. 能够运用数学工具解决化工过程中的计算问题,如物料平衡、能量平衡等;2. 培养学生运用实验、图表、模拟等方法对化工过程进行研究和评价的能力;3. 培养学生团队协作、沟通表达及解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对化工原理学科的兴趣和热爱,激发学习积极性;2. 增强学生的环保意识,使其认识到化工过程对环境的影响及责任感;3. 培养学生严谨、求实的科学态度,提高其创新意识和实践能力。

本课程针对高年级学生,结合化工原理课程性质,注重理论与实践相结合,旨在培养学生运用基本原理解决实际问题的能力。

教学要求以学生为中心,注重启发式教学,激发学生的主动性和创造性。

课程目标分解为具体学习成果,以便于后续教学设计和评估。

通过本课程的学习,使学生能够全面掌握化工原理知识,为未来从事化工领域工作打下坚实基础。

二、教学内容本章节教学内容主要包括:1. 化工流体力学基础:流体静力学、流体动力学、流体阻力与流动形态等;参考教材第二章:流体力学基础。

2. 热力学原理及应用:热力学第一定律、第二定律,以及理想气体、实际气体的热力学性质;参考教材第三章:热力学原理及其在化工中的应用。

3. 传质与传热过程:质量传递、热量传递的基本原理,以及相应的传递速率计算;参考教材第四章:传质与传热。

4. 化工过程模拟与优化:介绍化工过程模拟的基本方法,如流程模拟、动态模拟等,以及优化策略;参考教材第五章:化工过程模拟与优化。

5. 典型化工单元操作:分析各类单元操作的基本原理及设备选型,如反应器、塔器、换热器等;参考教材第六章:典型化工单元操作。

教学大纲安排如下:第一周:化工流体力学基础;第二周:热力学原理及应用;第三周:传质与传热过程;第四周:化工过程模拟与优化;第五周:典型化工单元操作。

化工原理课程设计范文

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化工原理课程设计范文一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握化工原理的基本概念、原理和计算方法,能够运用化工原理解决实际工程问题。

具体包括以下三个方面:1.知识目标:(1)理解化工原理的基本概念和原理;(2)掌握化工过程中的质量守恒、能量守恒和动量守恒定律;(3)熟悉化工单元操作的基本流程和计算方法。

2.技能目标:(1)能够运用化工原理解决实际工程问题;(2)具备较强的化工过程分析和设计能力;(3)熟练使用相关化工设计和分析软件。

3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对化工行业的兴趣和热情;(2)树立学生的主人翁意识,提高学生的人文素养;(3)培养学生团队合作精神,增强学生的社会责任感。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.化工原理的基本概念和原理;2.化工过程中的质量守恒、能量守恒和动量守恒定律;3.化工单元操作的基本流程和计算方法;4.化工设计和分析软件的使用。

具体安排如下:1.第1-2课时:介绍化工原理的基本概念和原理,讲解质量守恒、能量守恒和动量守恒定律;2.第3-4课时:讲解化工单元操作的基本流程和计算方法;3.第5-6课时:介绍化工设计和分析软件的使用,进行实际工程案例分析。

三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用多种教学方法相结合的方式进行:1.讲授法:讲解化工原理的基本概念、原理和计算方法;2.案例分析法:分析实际工程案例,让学生更好地理解化工原理的应用;3.实验法:安排实验课程,让学生亲自动手操作,提高学生的实践能力;4.小组讨论法:分组讨论问题,培养学生的团队合作精神和沟通能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本节课将准备以下教学资源:1.教材:化工原理教材,用于学生学习和参考;2.参考书:提供相关化工原理的参考书籍,丰富学生的知识体系;3.多媒体资料:制作PPT、视频等多媒体资料,直观地展示化工原理的相关概念和原理;4.实验设备:准备实验所需的设备,为学生提供实践操作的机会。

天津大学《化工原理》课程设计报告

天津大学《化工原理》课程设计报告

《化工原理》课程设计报告真空蒸发制盐系统卤水分效预热器设计学院天津大学化工学院专业化学工程与工艺班级2014学号3014207018姓名孙国铭指导教师马红钦化工流体传热课程设计任务书专业化学工程与工艺班级化工1班姓名孙国铭学号(编号)3014207018(一)设计题目:真空蒸发制盐系统卤水分效预热器设计(二)设计任务及条件1、蒸发系统流程及有关条件见附图。

2、系统生产能力:60 万吨/年。

3、有效生产时间:300天/年。

4、设计内容:Ⅱ效预热器(组)第12345678 台预热器的设计。

5、卤水分效预热器采用单管程固定管板式列管换热器,试根据附图中卤水预热的温度要求对预热器(组)进行设计。

6、卤水为易结垢工质,卤水流速不得低于0.5m/s。

7、换热管直径选为Φ38×3mm。

(三)设计项目1、由物料衡算确定卤水流量。

2、假设K计算传热面积。

3、确定预热器的台数及工艺结构尺寸。

4、核算总传热系数。

5、核算压降。

6、确定预热器附件。

7、设计评述。

(四)设计要求1、根据设计任务要求编制详细设计说明书。

2、按机械制图标准和规范,绘制预热器的工艺条件图(2#),注意工艺尺寸和结构的清晰表达。

设计说明书的编制按下列条目编制并装订:(统一采用A4纸,左装订)(1)标题页,参阅文献1附录一。

(2)设计任务书。

(3)目录。

(4)说明书正文设计简介:设计背景,目的,意义。

由物料衡算确定卤水流量。

假设K计算传热面积。

确定预热器的台数及工艺结构尺寸。

核算总传热系数。

核算压降。

确定预热器附件。

设计结果概要或设计一览表。

设计评述。

(5)主要符号说明。

(6)参考文献。

(7)预热器设计条件图。

主要参考文献1. 贾绍义,柴诚敬. 化工原理课程设计. 天津: 天津大学出版社, 20022. 柴诚敬,张国亮. 化工流体流动和传热. 北京: 化学工业出版社, 20073. 黄璐,王保国. 化工设计. 北京: 化学工业出版社, 20014. 机械制图自学内容:参考文献1,第一章、第三章及附录一、三;参考文献2,第五~七章;参考文献3,第1、3、4、5、11部分。

化工原理课程设计评述

化工原理课程设计评述

化工原理课程设计评述化工原理课程设计评述:一、教学目标本课程的教学目标旨在帮助学生掌握化工原理的基本理论和技术,培养其扎实的化学基础知识和一定的应用能力,为将来从事化工行业的工作打下基础。

具体目标如下:1. 掌握化工原理的基本概念和基本原理,包括化学反应、物化反应、物理反应、反应动力学等。

2. 熟悉化工过程的设计方法和技术,包括工艺流程设计、反应器设计、设备选型等。

3. 掌握化工产品的生产方法和工艺技术,包括合成法、分离法、蒸馏法等。

4. 具备运用化工原理解决实际问题的能力,能够编制化工工艺流程图和设计计算书等。

5. 提高综合分析和解决问题的能力,能够运用所学知识分析和解决化学工程问题。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括化工原理的基本概念、化工过程的设计、化工产品的生产等。

具体内容包括:1. 化工原理的基本概念和基本原理,包括化学反应、物化反应、物理反应、反应动力学等。

2. 化工过程的设计方法和技术,包括工艺流程设计、反应器设计、设备选型等。

3. 化工产品的生产方法和工艺技术,包括合成法、分离法、蒸馏法等。

4. 化学工程问题的综合分析和解决,包括工程热力学、反应动力学、热力学循环等。

5. 实际化工工艺的操作和管理,包括操作控制、安全管理等。

三、教学方法本课程的教学方法主要包括讲授、实验、案例分析和模拟演练等。

具体教学方法如下:1. 讲授:教师通过PPT、案例分析等方式进行授课,讲解理论知识和实际案例。

2. 实验:学生通过实验操作,加深对理论知识的理解和掌握。

3. 案例分析:教师通过案例分析,引导学生思考并解决实际问题。

4. 模拟演练:学生通过模拟演练,锻炼实际应用能力。

四、教学评价本课程的教学评价主要包括课程学习效果的评价和课程教学质量的评价。

具体评价方法如下:1. 课程学习效果的评价:通过课程学习记录表、课堂笔记、作业和实验报告等方式进行评价。

2. 课程教学质量的评价:通过课程教学质量评估表、课程教学质量报告等方式进行评价。

化工原理课程设计报告书

化工原理课程设计报告书

化工原理课程设计指导老师:伟良学生:曾喜凤王梓学号: 11 15年级: 2012级专业:化学工程与工艺队伍名称: Only one 设计题目:甲苯-乙苯的精馏工艺2014 年 12 月 04 日目录化工原理课程设计任务书............................................................. ................- 1 -前言 ............................................................ ...................................................- 2 -第一章流程确定和说明 ............................................................ ..................- 3 -1.1. 进料状况............................................................. ......................................- 3 -1.2. 塔顶冷凝方式............................................................. .............................- 3 -1.3. 加热方式............................................................. ......................................- 3 -1.4. 再沸器型式............................................................. .................................- 3 -第二章精馏塔的设计计算............................................................. ...............- 5 -一操作条件与基础数据 ............................................................ ..................- 5 -2.1.1. 操作压力 ............................................................ ................................ - 5 -2.1.2. 气液平衡关系及平衡数据 ............................................................... - 5 -2.1.3. 相对挥发度的计算 ............................................................ ............... - 7 -2.1.4. 最小回流比及操作回流比的确定 .................................................. - 8 -二精馏塔的工艺计算............................................................. ........................- 8 -2.2.1. 热量衡算 ............................................................ ................................ - 8 -2.2.2. 理论塔板数的计算............................................................. .............. - 13 -2.2.3. 全塔效率的估算............................................................. ...................- 14 - 2.2.4. 实际塔板数 ............................................................ ..........................- 16 -三.精馏塔主要尺寸的设计计算............................................................. ..... - 16 -2.3.1. 塔和塔板设计的主要依据和条件 .................................................- 16 -2.3.2. 塔体工艺尺寸的计算 ............................................................ ..........- 22 -2.3.3 筛板塔工艺尺寸计算与选取............................................................- 23 -2.3.4 筛板的流体力学验算 ............................................................ ...........- 27 -四.塔板负荷性能图 ............................................................ ........................ - 29 -2.4.1 液相下限线 ............................................................ ...........................- 29 -2.4.2 液相上限线 ............................................................ ...........................- 30 -2.4.3 漏液线 ............................................................ ....................................- 30 -2.4.4 液沫夹带线 ............................................................ ...........................- 31 -2.4.5 液泛线 ............................................................ ....................................- 32 -2.4.6 操作弹性 ............................................................ ................................- 34 -第三章辅助设备及主要附件的选型设计 ...............................................- 36 -3.1 冷凝器的选择............................................................. ............................- 36 -3.1.1 确定流体进入的空间............................................................. ............- 36 -3.1.2 就算平均值的传热温差............................................................. ........- 36 -3.1.3 选k值估算传热面积............................................................. ..............- 36 -3.1.4 初选换热器的规格............................................................. ................- 36 -3.2 再沸器的选择............................................................. ........................... - 403.3 预热器的选择............................................................. ........................... - 433.4 塔顶蒸汽出口管 ............................................................ .......................- 44-3.4.1 进料管径 ............................................................ ................................- 44-3.4.2 回流管管径 ............................................................ ...........................- 44 -3.4.3 塔顶出料管管径 ............................................................ ...................- 44-3.4.4 塔顶蒸汽接管直径 ............................................................ ...............- 45-3.4.4 塔底出料管直径 ............................................................ ...............- 453.5 储罐的设计............................................................. ................................- 46-3.6 泵的选型计算............................................................. ............................- 49 -3.7 手孔、裙座等附件设计............................................................. .............- 53-3.8 精馏塔实际高度计算与设计 ..............................................................- 54 -第四章设计结果的自我总结与评价........................................................ -55 - 4.1 设计结果的自我总结与评价 ............................................................. - 554.2 精馏塔主要工艺尺寸与主要设计参数汇总表 (56)附录............................................................. ................................................... - 57-一、符号说明............................................................. ..................................... - 57-二、参考文献............................................................. ..................................... - 58化工原理课程设计任务书(2012级)一、设计题目生产过程中欲建立一座乙苯回收塔,分离甲苯与乙苯形成的混合物,其组成为甲苯30%、乙苯70%(摩尔分率),拟采用板式精馏塔,以对其进行精馏分离,塔顶得到含甲苯≧99.6%(摩尔分率)的甲苯。

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化工原理课程设计 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】一、设计任务书1、设计题目:填料吸收塔的设计2、设计任务:试设计一填料吸收塔,用于脱除合成氨尾气中的氨气,要求塔顶排放气体中含氨低于200ppm,采用清水进行吸收3、工艺参数与操作条件(1)工艺参数表1—1(2)操作条件①常压吸收:P=②混合气体进塔温度:30℃③吸收水进塔温度:20℃。

4、设计项目:(1)流程的确定及其塔型选择;(2)吸收剂用量的确定;(3)填料的类型及规格的选定;(4)吸收塔的结构尺寸计算及其流体力学验算,包括:塔径、填料层高度及塔高的计算;喷淋密度的校核、压力降的计算等;(5)吸收塔附属装置选型:喷淋器、支承板、液体再分布器等;(6)附属设备选型:泵、风机附:1、NH3~H2O系统填料塔吸收系数经验公式:k G a=cG m WLnk L a=bWLP式中ka——气膜体积吸收系数,kmol/——液膜何种吸收系数,l/hGG——气相空塔质量流速,kg/——液相空塔流速,kg/WL表1—2,查手册(李功样《常用化工单元设备设计》华南理工大学出版社得)2、(氨气—水)二成分气液平衡数据表1—3二、工艺流程示意图(带控制点)三、流程方案的确定及其填料选择的论证1、塔型的选择:塔设备是能够实现蒸馏的吸收两种分离操作的气液传质设备,广泛地应用于化工、石油化工、石油等工业中,其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。

在工业生产中,一般当处理量较大时采用板式塔,而当处理量小时多采用填料塔。

填料塔不仅结构简单,而且阻力小,便于用耐腐蚀材料制造,对于直径较小的塔,处理有腐蚀性的物料或要求压降较小的真空蒸馏系统,填料塔都具有明显的优越性。

根据本设计任务,是用水吸收法除去合成氨生产尾气的氨气,氨气溶于水生成了具有腐蚀性的氨水;本设计中选取直径为600mm,该值较小,且Φ800mm以下的填料塔对比板式塔,其造价便宜。

基于上述优点,因此本设计中选取填料塔。

2、填料塔的结构填料塔的主要构件为:填料、液体分布器、填料支承板、液体再分器、气体和液体进出口管等。

3、操作方式的选择对于单塔,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、吸收剂的选择(1)水对由 NH3、H2、N2、CH4+Ar组成的混合气中的NH3的溶解度很大,而对除NH3外的其它组成基本上不吸收或吸收甚微;(2)在操作温度下水的蒸气压小、粘度较低、不易发泡,可以减速少溶剂的损失,操作高效稳定。

(3)水具有良好的化学稳定性和热稳定性,不易燃、不易爆,安全可靠;(4)水无腐蚀性、无毒性、无环境污染;(5)水价廉易得,十分经济。

因此选用水作为吸收剂。

5、填料的选择鲍尔环的构造是在拉西环的壁上开两排长方形窗口,被切开的环壁形成叶片,一边与壁相连,另一端向环内弯曲,并在中心处与其他叶片相搭。

鲍尔环的构造提高了环内空间和环内表面的有效利用率,使气体阻力降低,液体分布有所改善,提高了传质效果;其结构简单,制造容易,价格低廉,因此本设计采用塑料鲍尔环。

四、工艺及填料塔计算1、物料衡算(1)近似取塔平均操作压强为,进塔混合气中各组分的量为混合气量:2020×122。

4=90.18kmol/h混合气中氨气量:90.18×8%=7.21kmol/h=7.21×17=122.64kg/h操作条件下总气量:2020×273+30273=2241.98m3/h氨气的体积流量:2241.98 m3/h×8%=179.35 m3/h其余数据同理可得出,结果见表4—1:表4—1(2)混合气进出塔的摩尔组成为:y1= y2=,y1为混合气进塔的摩尔组成;y2为混合气出塔的摩尔组成。

(3) 混合气进出塔的摩尔比组成Y 1=y 1/(1-y 1)=%,即进塔时的摩尔比;Y 2=y 2/(1-y 2)=%,即出塔时的摩尔比。

(4) 出塔混合气量可求得氨气回收率η=G(Y 1-Y 2)/(GY 1)=1-Y 2/Y 2=% 则可得NH 3出塔时的体积流量:×%)=0.4125m 3/h 混合气中氨气量:×%)=h=×17=0.2821kg/h而其余气体即视为惰性气体,溶解度很小,可忽略不计,即和进塔时的气量一样,结果见表4—2:2、 热量衡算与气液平衡曲线表4—3 各液相浓度下的吸收液温度及相平衡数据注:(1) NH 3平衡分压P/(kPa )由p NH3(mmHg)×可得; (2) y= p NH3/p 0,Y *=y/(1-y)可得,P 0=为标准大气压; (3) 吸收剂为清水,X 2=0。

查相关资料得知,氨气溶于水的亨利系数E 可用右式计算:E=P/x 由上式计算相应的E 值,且m=E/P ,分别将相应的E 值及相平衡常数m 的计算值列于表4-3的第6、7列。

由Y *=y/(1-y)=P/(P 0-P)关系求取对应m 及X 的Y *,结果列于表4-3第9列。

① 根据X- Y *数据,用Excel 作表拟合绘制平衡曲线OE 如图2-1,拟合曲线方程为:Y=4×106X 4-69575X 3+27895X 2+由图2-1可查得,当Y 1=时,X 1*=。

最小吸收剂用量L min =G(Y 1-Y 2)/( X 1*-X 2)=82.97×0.08696−0.00020.042944−0=167.62kmol/h取安全系数,则有安全用水量L=×L min =×=301.72 kmol/h =5430.96kg/h② 根据X-t 数据,用Excel 作图得图2-2,X-t 图如下:图2-2 X-t 图③根据x-P数据,用Excel作图得图2-3,x-P图如下:图2-3 x-P④根据X-H数据,用Excel作图得图2-4,X-H图如下:图2-4 X-H3、塔吸收液浓度X1物料衡算式:G(Y1-Y2)=L(X1-X2)所以 X1=G(Y1-Y2)/L+X2=82。

97×(0。

08696−0。

0002)301。

72=0.023864、操作线方程逆流吸收塔的操作线方程式为:Y=LG X+(Y2−LGX2)将已知参数代入得Y=3.6365X+0.0002将以上操作线绘于图2-1中,为BT直线。

5、塔径的计算因塔底气液负荷大,故按塔底条件计算:塔底混合气体温度30℃,X1=,由图2-3 X-t图查得塔底吸收30.70℃,设计压力取为塔的操作压力。

塔径的计算公式为:D=√4V Sπu,u=(~)u f图5-1通用关联图,出自手册(李功样《常用化工单元设备设计》华南理工大学出版社)图5-1通用关联图(1)采用埃克特通用关联图计算泛点气速u f1)有关数据计算塔底混合气体质量流量W G=909.01kg/h吸收液的质量流量W L=+ =5553.32kg/h进塔混合气体密度混合气体的分子量m=0.08×17+0.6×2+0.2×28+0.12×16=10.08ρG=10.0822.4×273273+30=0.4054kg/m3由手册(李功样《常用化工单元设备设计》华南理工大学出版社)可查得吸收液(水)的密度为995.7kg/m3;吸收液粘度为μL=。

经比较,选D=38mm的塑料鲍尔环(米)。

查表可得,其填料因子фF=184m-1,比表面积a t=155m2/m3。

2)关联图的横坐标值W L W G (ρGρL)12=5553.32909.01×(0.4054995.7)12=0.12333)由关联图查得纵坐标值为u F2фFΦρGgρL μL=u F2×184×1×0.40549.81×995.7×0.78900.2=0.007283×u F2=0.133故泛点气速u F=4.273m/s(2)操作气速u==(3)塔径D=√4V Sπu =√4W G3600πuρG=√4×909.013600×3.14×2.5638×0.4054=0.556m=566mm则取塔径为0.6m即为D=600mm,那么D/d=600/50=12>10,满足鲍尔环的要求。

(4)核算气速V S=909.010.4054=22422.55m3/hu=22422.553600×0.785×0.62=2.2040m/s uu F=2.20404.273≈0.52(符合要求)(5)核算喷淋密度d<75mm的环形填料最小润湿率为0.08m3/,最小喷淋密度:U min=0.08×155=12.4m3/(m2.h)由于U=5553.32995.7×0.785×0.6=19.74m3/(m2.h)> 12.4m3/(m2.h)故满足要求。

6、填料层高度的计算由图1可见,平衡曲线的弯曲程度不大,本设计采用传质单元数法分两段计算吸收塔的填料层高度:Z=H OG×N OG=VYa∫dY∗Y1Y2(1)传质单元高度H OG的计算由表1-2查得相关参数数据,c=、m=、n=、b=、P=,由经验公式可得k Y a=P.k G a=P.cG m W L n=1×0.0367×(909.01×43.14×0.62)0.72×(5430.96×43.14×0.62)0.38=522.155kmol/m2h k X a=c̅.k L a=c̅.b.W L P=301.72+7.21−0.01665553.325/995.7×0.027×(5430.96×43.14×0.62)0.78=55.39×59.25=3281.59kmol/m2h ∴平衡线的斜率为−k X ak Y a=−6.285惰性量V= kmol/h,D=0.6mΩ=π×0.62=0.2827m2∴H OG=Vk YaΩ=82.97522.155×0.2827=0.5620m(2)传质单元数N OG的计算在图2-1把Y轴上0~0.08696分成50等分,编号如表6-1。

表6-1等分后按每个点作平行于X 轴的直线与操作线相交,由该交点作平行于Y 轴的直线与平衡曲线相交,再由该交点作X 轴的平等线交Y 轴于Y I 点,得到的数据填到表6-1的第3列。

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