最终版化工课程方案(水吸收氨填料吸收塔方案).docx
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精品学习资源水吸取氨课程设计目 录第一节前言 51.1 填料塔的主体结构与特点 51.2 填料塔的设计任务及步骤 51.3 填料塔设计条件及操作条件 5其次节填料塔主体设计方案的确定 62.1 装置流程的确定 62.2 吸取剂的挑选 62.3 填料的类型与挑选 62.3.1 填料种类的挑选 62.3.2 填料规格的挑选 62.3.3 填料材质的挑选 72.4 基础物性数据 72.4.1 液相物性数据 72.4.2 气相物性数据 72.4.3 气液相平稳数据 82.4.4 物料横算 8第三节填料塔工艺尺寸的运算 93.1 塔径的运算 93.2 填料层高度的运算及分段 103.2.1 传质单元数的运算 103.2.3 填料层的分段 123.3 填料层压降的运算 12第四节填料塔内件的类型及设计 13欢迎下载精品学习资源4.1 塔内件类型 134.2 塔内件的设计 134.2.1 液体分布器设计的基本要求： 134.2.2 液体分布器布液才能的运算 13注： 141 填料塔设计结果一览表 142 填料塔设计数据一览 143 参考文献 164 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欢迎下载精品学习资源化工学院关于专业课程设计的有关要求 <草案）专业课程设计是同学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学问，培育同学工程设计才能的重要教案环节，也是同学综合运用相关课程学问，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；为了加强我院本科同学专业课程设计这一重要实践教案环节的规范化治理，保证专业课程设计工作有序进行及教案质量，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 M、右边距 2 厘 M、上边距 3 厘 M、下边距 2.5 厘 M；行距 20 磅；页码居中字体、字号要求 <包括装订次序）： 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；工艺设计运算<内容较多，应依据设计运算篇幅适当划分为如干小节，使之条理清楚）；帮助设备的运算及选型；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 <设计的评判及学习体会）；5、参考文献 <宋体、 5 号字）欢迎下载精品学习资源6、附录：设计图纸 <工艺流程图与主体设备装配图） 三、考核方式及成果评定专业课程设计的考核与成果评定由指导老师进行；考核内容：考勤、运算草稿或笔记、说明书和图纸的质量，独立完成设计情形；化工学院二〇一〇年十二月一日欢迎下载精品学习资源第一节前言填料塔的主体结构与特点结构：1.1图 1-1 填料塔结构图填料塔不但结构简洁，且流体通过填料层的压降较小，易于用耐腐蚀材料制造， 所以她特殊适用于处理量肖，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， 流过填料的间隙，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：用水吸取空气中混有的氨气；设计步骤： <1）依据设计任务和工艺要求，确定设计方案；<2）针对物系及分别要求，挑选相宜填料；<3）确定塔径、填料层高度等工艺尺寸 <考虑喷淋密度）；<4）运算塔高、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）欢迎下载精品学习资源3. 混合气体流量 6000m3/h4. 操作温度 293K5. 混合气体压力 101.3KPa6. 回收率 99 %7. 采纳清水为吸取剂8. 填料类型：采纳聚丙烯鲍尔环填料其次节 精馏塔主体设计方案的确定2.1 装置流程的确定本次设计采纳逆流操作：气相自塔低进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排出，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，分别效率高，吸取剂利用率高；工业生产中多采纳逆流操作；2.2 吸取剂的挑选由于用水做吸取剂，故采纳纯溶剂；2-1 工业常用吸取剂溶质 溶剂 溶质 溶剂氨 水、硫酸 丙酮蒸汽 水氯化氢 水 二氧化碳 水、碱液二氧化硫 水 硫化氢 碱液、有机溶剂苯蒸汽 煤油、洗油 一氧化碳 铜氨液2.3 填料的类型与挑选填料的种类许多，依据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类；2.3.1 填料种类的挑选本次采纳散装填料；散装填料依据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等；鲍尔环是目前应用较广的填料之一，本次选用鲍尔环；2.3.2 填料规格的挑选欢迎下载精品学习资源工业塔常用的散装填料主要有 Dn16\Dn25\Dn38\ Dn76 等几种规格；同类填料，尺寸越小，分别效率越高，但阻力增加，通量减小，填料费用也增加许多；而大尺寸的填料应用于小直径塔中，又会产生液体分布不良及严峻的壁流，使塔的分别效率降低；因此，对塔径与填料尺寸的比值要有一规定；常用填料的塔径与填料公称直径比值 D/d 的举荐值列于；表 3-1填料种类D/d 的举荐值拉西环D/d 20~30鞍环D/d 15鲍尔环D/d 10~15阶梯环D/d>8环矩鞍D/d>82.3.3 填料材质的挑选工业上，填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类聚丙烯填料在低温 <低于 0 度）时具有冷脆性，在低于 0 度的条件下使用要谨慎，可选耐低温性能良好的聚氯乙烯填料；综合以上：挑选塑料鲍尔环散装填料 Dn502.4 基础物性数据2.4.1 液相物性数据对低浓度吸取过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据；由手册查得20 ℃水的有关物性数据如下：1.2.3. 表面张力为 : 4.5.6.2.4.2 气相物性数据1. 混合气体的平均摩尔质量为欢迎下载精品学习资源〔2-1>2. 混合气体的平均密度由 〔2-2>R=8.3143. 混合气体黏度可近似取为空气黏度；查手册得 20 时，空气的黏度注： 1 1Pa..s=1kg/m.s2.4.3 气液相平稳数据由手册查得，常压下， 20 时， NH 在水中的亨利系数为 E=76.3kpa在水中的溶解度 : H=0.725kmol/m相平稳常数： 〔 2-3>溶解度系数 : 〔2-4>2.4.4 物料横算1. 进塔气相摩尔比为〔2-5>2. 出他气相摩尔比为〔2-6>3. 进塔惰性气体流量 : 〔2-7> 由于该吸取过程为低浓度吸取，平稳关系为直线，最小液气比按下式运算；即：〔2-8>由于是纯溶剂吸取过程，进塔液相组成所以欢迎下载精品学习资源挑选操作液气比为 <2-9 ）L=1.2676356 ×234.599=297.3860441kmol/h由于 V〔Y1-Y2 >=L〔X1-X 2> X 1第三节 填料塔工艺尺寸的运算填料塔工艺尺寸的运算包括塔径的运算、填料能高度的运算及分段3.1 塔径的运算1. 空塔气速的确定——泛点气速法对于散装填料，其泛点率的体会值 u/u =0.5~0.85贝恩
