内蒙古工业大学氨填料吸收塔课程设计
吸收氨过程填料塔的设计、吸收塔设计课程设计
吸收氨过程填料塔的设计、吸收塔设计课程设计引言:吸收过程填料塔是一种具有高效性能和广泛应用的设备,它经常用于清除气体中的污染物和有害物质。
通过填充物的撞击、摩擦和扩散等化学反应,将氨气转化为无害的物质。
这篇文章将讨论吸收氨的过程和填料塔的设计,以及涉及到的吸收塔设计问题,包括塔的净高度、塔的塔口大小、填料材料、气液流速度以及冷却水的输入流量等。
>I. 吸收氨的过程氨是一种有害的气体,通过吸收过程将其从空气中去除是一种有效的措施。
一般而言,吸收氨的过程分为两个步骤:物理吸收和化学吸收。
物理吸收指的是氨与吸收液之间的分子扩散和溶解作用,它们在吸收液中产生平衡的状态。
化学吸收指的是氨沉淀于吸收液中,通过触媒剂的作用,产生化学反应。
>II. 填料塔的设计1. 填料塔的净高度填料塔的净高度是影响气液流动和传热的重要因素。
为了保持良好的物质平衡和传热效果,塔的净高度应该从填料层顶部到液面顶部的高度。
根据经验公式,可得出净高度公式:H=(N+1)x Ht其中,H为塔的净高度,N为填料塔内填料层数,Ht为填料层高度。
需要注意的是填料的选择和层数的确定,必须根据气体的流速和具体的反应物质做出判断。
2. 填料塔的塔口大小塔口越小,气体流速越大,在某些情况下可能会对流量规律产生影响。
当流速高于临界速度时,会产生非均匀流的现象。
因此应该根据气体流量和分配的相应塔口大小来设计。
3. 填料材料为了达到尽可能高的吸收效率,在填料的选择上需要注意到表面积、孔隙度和材料的耐腐蚀性等特性。
通常来说,填料的表面积越大,吸收效率越高。
使用为环状和水滴状的填料,性能比起普通的球形填料更好。
4. 气液流速度根据比例关系,当气液流速度越大,交通流量也就越大。
但高液体流速也可能导致有机溢流。
因此在选择气液流速时应该根据填料材料的吸收效率以及塔的材质和结构,选择最合适的流速范围。
5. 冷却水输入流量为了保持填料塔的稳定性和高效性,需要提供充足的冷却水。
填料吸收塔的设计化工原理课程设计
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/h GG——气相空塔质量流速,kg/——液相空塔流速,kg/WL2、(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。
化工原理课程设计-水吸收氨填料吸收塔设计
化工原理课程设计-水吸收氨填料吸收塔设计一、背景介绍氨是一种重要的化学制品,用于制造各种类型的化学产品,也可用作氨加热系统的燃料,但它作为强氧化剂挥发到大气中,有害环境,因此必须采取对策进行处理,以保护我们的环境。
水吸收氨填料吸收塔是一种典型的操作过程,通过在塔内部放入一定量的吸收填料,使得氨气更有效地与液体相混合,从而降低氨的挥发率,防止它的溢出。
二、设计目的本设计的目的是设计一种能够有效降低氨气挥发率的水吸收氨填料吸收塔系统。
三、塔结构设计1.水吸收塔的形式:此水吸收塔采用真空反应塔的形式,包括加热装置、塔体及其重要部件。
2.水吸收塔的尺寸:该水吸收塔直径为3m,高度为12m,采用真空式反应塔设计。
3.吸收填料:此设计采用纤维吸收填料,其密度为180 kg/m3,吸附能力0.5%,并选择优质的、耐磨的材料,保证耐久性。
4.液相:选择介质为硝酸钠溶液,介质比重1.1,温度在25℃以下,以确保氨吸收剂的低温稳定性。
5.混合器:采用有效搅拌,减少氨气挥发,氨气完全溶于液体,增加氨气的反应机会,增加吸6.塔内设备:除了加热器,还设有安全阀等设备,以防出现意外。
四、设计步骤1.根据氨吸收水填料吸收塔的工艺特点,研究氨挥发的特性,确定反应条件,估算反应速率和塔的大小及包装密度。
2.确定吸收填料的类型,以保证其对氨气的特性挥发特性。
3.细化设计,考虑塔内混合器及其优势,同时留意水塔设计具体内容,计算安全阀等设备的大小,以及确定塔内设备的位置。
4.确认成本,包括:原材料、安装和实际操作。
五、最终结论本文研究了一套水吸收氨填料吸收塔,设计了其安全阀及其它设备,以及填料的特性,确定了反应条件,估算反应速率,详细设计了塔的形式,尺寸,位置等,通过认真的工作,可以提出设计方案,完成水吸收氨填料吸收塔的设计任务。
氨吸收填料塔设计 化工原理课程设计完全版
由该点的纵坐标得为计算方便,采用与液体喷淋密度无关的泛点填料因子平均值,查表(散装交,由该点的纵坐标得(Dg38)k G a=0.0367×(2900×1.178)0.72×4699.60.38=319.3kmol/(m3·h.Pa) k L a=0.027×4699.60.78=19.75 h -1选择塔径为700mm的数据。
4.除雾沫器选择折流板式除雾器,它是利用惯性原理设计的最简单的除雾装置。
除雾板由50mm ×50mm ×3mm 的角钢组成.板间横向距离为25mm ,如图所示。
除雾器的结构简单、有效,常和塔器构成一个整体,阻力小,不易堵塞,能除去50μm 以下的雾滴,压力降一般为50~I00Pa 。
5.管口结构一般管道为圆形,d 为内径,水流速0.5~1.5m/s,常压下气体流速则气体进口管直径 d 1=u V 4π=1836004.1329004×××=0.239m 气体出口管直径 d 2=0.239m查国家标准规格,圆整直径为273×6u=π23V 4d =s /m 06.153600261.0900242=×××π 吸收剂进口直径 d 3=u V 4π=.503600.29984.13699.644××××=0.0577m8.液体进口管液体的进口管直接通向喷淋装置,若喷淋装置进塔处为直管,其结构和有关尺寸见图和表,若喷淋器为其他结构,则管门结构需根据具体情况而定。
液体进口管选择尺寸76×4,见上表。
9.液体的出口装置液体出口装置的设计应便于塔内液体的排放,防止破碎的瓷环堵塞出口,并且要保证塔内有一定的液封高度,防止气体短路。
常见的液体出口结构如图所示。
10.接管长度填料塔上各股物料的进出门管留在设备外边的长度h,可参照下表确定。
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(氨气填料吸收塔设计)1000字氨气填料吸收塔是一种常见的化工工艺设备,用于从氨气等气体中去除二氧化碳等有害成分。
在这篇课程设计中,我们将重点讨论氨气填料吸收塔的设计原理和实现方法。
一、设计原理氨气填料吸收塔的设计原理基于物理吸收法,它通过填充物(如泡沫塑料、陶瓷、金属等)将气相物质传递到液相解吸剂中,以达到去除气体中有害成分的目的。
其中,填充物的种类、形状和大小会影响到吸收效率和压力损失。
塔顶设置进口气流分布器,塔底设置液体分布器,使操作稳定,保证吸收效果。
二、实现方法1. 确定设计参数氨气填料吸收塔的设计需要涉及到多项因素,包括:(1)吸收剂的化学性质:吸收剂的化学性质会影响到塔内化学反应的速率和吸收效率。
因此,需要选择合适的吸收剂,并对其进行物性参数测定。
(2)气体流量:气体流量会影响到塔内的混合程度和扩散速率。
因此,需要确定气体流量范围和变化规律。
(3)操作温度和压力:操作温度和压力会直接影响到化学反应的速率和吸收效率。
因此,需要选择合适的操作温度和压力,并对其进行测定。
(4)塔体高度和直径:塔体高度和直径会影响到填充物的分布、气液流动情况和压降。
因此,需要按照实际需要确定塔的高度和直径。
(5)填充物种类和数量:填充物的种类和数量对吸收效率和压力损失有较大影响。
因此,需要选择合适的填充物,并确定填充层数和填充物粒径。
2. 填充物选型填充物的种类是影响氨气填料吸收塔吸收效率和压力损失的一个关键因素。
选用填充物时需要考虑以下方面:(1)物理性能:填充物的物理性能直接影响其在吸收塔内的分布、气液流动情况和压降。
因此,需要选择合适的物理性能(如比表面积、孔隙率、容重等)的填充物。
(2)化学特性:填充物的化学特性对气液反应速率和吸收效率有较大影响。
因此,需要选择符合需要的化学特性的填充物。
(3)成本和耐久性:填充物的成本和耐久性也是选型时需要考虑的因素,以确保经济可行和长期稳定运行。
水吸收氨气填料吸收塔课程设计
水吸收氨气填料吸收塔课程设计
氨气吸收塔课程设计是一个专门用于净化氨气的工程,其主要原理是利用水溶液与气体的有效反应以及吸收剂的特性,来去除氨气中的有害气体,以达到净化气体的目的。
氨气吸收塔课程设计的具体内容如下:
一、课程介绍
(1)氨气吸收塔的基本原理
(2)氨气吸收塔的设计原则
(3)氨气吸收塔的结构和运行条件
二、工程实施
(1)氨气吸收塔的净化原理
(2)氨气吸收塔的设计要求
(3)氨气吸收塔填料的选择和使用
(4)氨气吸收塔的安装要求
(5)氨气吸收塔的运行要求
三、技术支持
(1)氨气吸收塔的控制要点及工艺操作
(2)氨气吸收塔的安全限制
(3)氨气吸收塔的监测要点
(4)氨气吸收塔的维护和维修
四、结论
根据上述内容,我们可以总结出,要成功利用水吸收氨气填料吸收塔进行净化氨气,必须要正确地理解其原理、严格按照设计要求选择填料及安装要求,对控制要点及有害气体的安全限制进行管理,并对操作过程进行实时的监测和维护,从而确保净化气体的质量。
化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)
化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)目录第1节前言31.1填料塔的主体结构与特点31.2填料塔的设计任务及步骤31.3填料塔设计条件及操作条件4第2节精馏塔主体设计方案的确定42.1装置流程的确定42.2吸收剂的选择52.3填料的类型与选择52.3.1填料种类的选择52.3.2填料规格的选择52.3.3填料材质的选择62.4基础物性数据62.4.1液相物性数据62.4.2气相物性数据72.4.3气液相平衡数据72.4.4物料横算8第3节填料塔工艺尺寸的计算93.1塔径的计算93.2填料层高度的计算及分段113.2.1传质单元数的计算113.2.2传质单元高度的计算113.2.3填料层的分段143.3填料层压降的计算14第4节填料塔内件的类型及设计154.1塔内件类型154.2塔内件的设计164.2.1液体分布器设计的基本要求:164.2.2液体分布器布液能力的计算16注:171.填料塔设计结果一览表 (17)2.填料塔设计数据一览 (18)3.参考文献 (19)4.后记及其他 (19)附件一:塔设备流程图20附件二:塔设备设计图20表索引表 21工业常用吸收剂 (5)表 22 常用填料的塔径与填料公称直径比值D/d的推荐值 (6)图索引图 11 填料塔结构图 (3)图 31 Eckert图 (15)第1节前言1.1填料塔的主体结构与特点结构图错误!文档中没有指定样式的文字。
1所示:图错误!文档中没有指定样式的文字。
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。
1.2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。
吸收塔吸收氨气的课程设计
吸收塔吸收氨气的课程设计吸收塔吸收氨气是一种常见的气体吸收工艺,广泛应用于石油化工、化学工程、环保等领域。
在课程设计中,我们将以吸收塔吸收氨气的设计为主题,探讨其工艺原理、设计步骤和影响因素等内容。
一、工艺原理吸收塔是一种将气体或蒸汽中的溶质吸收到液体中的设备。
氨气吸收塔是将氨气溶于液体中,通过气体与液体间的质量传递,实现氨气的分离和回收的过程。
吸收塔主要由塔体、填料、进料塔板、分布器、垂直区、塔顶、塔底等组成。
气体从塔底进入吸收塔,与自上而下流动的液体接触,在填料层间进行传质。
二、设计步骤1.确定氨气的物理化学性质:包括气体流量、气体浓度、压力、温度等参数。
2.确定吸收液的物理化学性质:包括液体种类、浓度、密度、粘度、表面张力等。
3.确定填料种类和填料层数:填料的选择应综合考虑气液传质效率、气阻、液阻、强度等因素,并根据泡状区压降和液滴区液体浓度要求确定填料层数。
4.确定吸收塔的基本参数:包括直径、高度、有效填料高度、压降等。
5.计算传质效率:气液传质的计算是吸收塔设计的重要环节之一,常用的传质模型有亚当斯-卡门模型、NTU模型等。
6.设计分布器和收液器:分布器的设计应保证气液均匀分布,而收液器则用于分离母液和气体。
三、影响因素吸收塔吸收氨气的效果受到多种因素影响,主要包括以下几个方面:1.气体和液体的物理化学性质:气体和液体的性质直接影响到气液传质效果,如溶液浓度、气体流量、温度等。
2.填料的种类和性能:填料的选择应综合考虑传质、气液分布等方面的性能,一般常用的填料有环形塔填料、骨架型填料等。
3.操作条件:包括进料气体流量、液体流量、进料温度等,这些条件的调整可以对吸收效果产生显著影响。
4.设备结构和设计参数:塔的结构和设计参数对吸收效果也有一定的影响,如填料层数、塔底收液器的设计等。
四、应用领域吸收塔吸收氨气的工艺在石油化工、化学工程和环保等领域广泛应用,主要有以下几个方面:1.净化废气:吸收塔可用于废气处理中,将废气中的氨气吸收到液体中,达到净化废气和回收氨气的目的。
填料吸收塔课程设计
填料吸收塔课程设计填料吸收塔(PackedBedAbsorptionTower)是一种通过向填料塔内注入流体,利用其中的填料来吸收溶液的设备。
由于填料塔内部有填料,可以大大降低流体压力,保证流体流动情况,使其达到理想的效果。
这与传统的搅拌式设备有很大不同,其中使用的填料可以在一定温度和压力条件下进行吸收,不仅可以大大提高吸收效率,而且可以简化过程,降低清洁检查成本。
填料吸收塔课程设计主要涉及填料吸收塔的基本原理,填料流体流动原理,填料吸收效能的研究,以及吸收塔的设计与调试。
首先,填料吸收塔基本原理要求学生掌握填料吸收塔的基本原理,包括填料塔的工作原理,填料塔及其结构,以及填料塔内部填料的性能参数。
学生根据填料吸收塔的结构和性能特点,能够运用正确的工作原理概念,研究填料吸收塔的工作原理,了解其工作数据及其影响条件。
其次,填料流体流动原理要求学生掌握填料流体流动的基本原理,要熟悉填料气液两相流的影响因素,包括填料表面物理性质、流体性质、填料形状等。
同时,学生要了解填料塔内外部条件对填料流体流动的影响,并能够综合考虑各种影响因素,正确分析吸收效率并提出改进措施,以提高填料吸收塔的工作效率。
第三,填料吸收效能的研究要求学生掌握吸收效能研究方法,了解吸收塔中各项指标影响吸收塔的工作效率,能够从流体物理学角度准确计算吸收过程中各种参数,如流体压力、吸收效率、物质转换速度等参数,根据不同操作条件,能够正确计算吸收塔内外部条件下吸收效能。
最后,填料吸收塔设计与调试要求学生掌握填料吸收塔的设计与调试能力,能够按照设计要求,结合工程实际,正确选择和设计吸收塔原料,并能够在工程建设中进行调试,实现合格的吸收塔运行状态。
填料吸收塔课程设计可以帮助学生掌握填料吸收塔的基本原理和设计原理,提高学生的工程设计能力,从而更好地应用到实际的工程设计中。
同时,课程设计还可以提高学生的实验技能,强化学生在实际工程操作中的熟练度,同时促进学生对填料吸收塔的理解,提高其设计诊断的能力。
氨气填料吸收塔课程设计
氨气填料吸收塔课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解并掌握氨气填料吸收塔的基本原理和结构组成。
2. 学生能够掌握氨气填料吸收塔在化工生产中的应用及其重要性。
3. 学生能够了解并描述氨气填料吸收塔的工艺流程和相关参数。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析和解决氨气填料吸收塔在运行过程中可能遇到的问题。
2. 学生能够设计简单的氨气填料吸收塔实验方案,进行实验操作,并处理实验数据。
3. 学生能够运用相关软件或工具对氨气填料吸收塔进行模拟和优化。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对化学工程学科的兴趣,激发学习热情,增强对化工行业的认识。
2. 培养学生具备良好的团队合作精神,善于倾听他人意见,提高沟通与协作能力。
3. 培养学生关注环境保护和资源利用,认识到化工生产过程中节能减排的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在使学生在掌握氨气填料吸收塔相关知识的基础上,提高解决实际问题的能力,培养创新意识和实践操作技能。
通过本课程的学习,学生能够将理论知识与实际应用相结合,为未来从事化工领域工作打下坚实基础。
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。
二、教学内容1. 氨气填料吸收塔的基本原理:介绍氨气填料吸收塔的工作原理,包括吸收过程中的气液相传质机理、填料层的作用等。
- 教材章节:第三章“气体吸收塔的基本理论”2. 氨气填料吸收塔的结构与组成:讲解氨气填料吸收塔的各部分结构及其功能,如塔体、填料、喷嘴、液体分布器等。
- 教材章节:第四章“吸收塔的构造与设计”3. 氨气填料吸收塔的工艺流程:分析氨气填料吸收塔在实际生产中的应用,介绍工艺流程及操作要点。
- 教材章节:第五章“吸收塔的工艺流程与操作”4. 氨气填料吸收塔的模拟与优化:运用相关软件或工具对氨气填料吸收塔进行模拟,探讨优化方案,提高吸收效率。
- 教材章节:第七章“吸收塔的模拟与优化”5. 实践操作:设计氨气填料吸收塔实验,让学生动手操作,观察实验现象,处理实验数据,提高实践能力。
吸收氨过程填料塔的设计、吸收塔设计(完整版)
操作温度:20℃
操作压力:常压
2.
填料的选择包括填料类型、规格、材质等选择填料的类型有拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍填料、矩鞍填料、环矩鞍填料、球形填料,花环填料、金属丝网波纹填料等。对比得阶梯环综合性能较好(可增加填料间的空隙,有利于传质效率的提高)。
填料的规格通常指填料的公称直径,一般应满足填料塔直径上至少放置8块以上的填料,即D/d>8。尺寸越小,分离效率越高,但阻力增加,通量减小,填料费用也增加。
表4.3支承板结构尺寸(mm)
塔径
DN
支承板
外径
支承板
分块数
主支承
梁数
支承圈
宽度
支承圈
厚度
2200
2160750144.6填料塔的气体进口装置尽量使气体分散均匀且压力降要小,同时还能防止塔内下流的液体流入气体管路中。常用的办法是使进气管伸至塔的中心线位置,管端为向下的45o切口或向下的缺口。这样气体从切口或缺口处折转向上。由于这种进气管不能使气体分布均匀,所以只能用于直径在500mm以下的塔中。对于直径较大的塔,进气管的末端为向下的喇叭口,对于直径更大的塔,则应采取气体均布措施。这里选用管端为45o向下的缺口。
丝网规格选择高效性网,效率高,网较密。选用上装式丝网除沫器根据手册参数【3】
(1)通过除沫器的气速:
K一般取0.08~0.11,此处取0.11
(符合气速要求)
(2)除沫器直径:
(3)除沫器高度:
主要保证除沫器有足够的拦液表面和气液停留时间。
所以根据表4.1[2]可知上装式丝网除沫器,丝网厚度150mm,安装厚度410mm,有效直径2100mm。
填料塔的液泛气速主要取决于支承板与第一层填料之间的有效空隙率的大小。有效空率降低的原因,除与填料形式有关外,更取决于支承板的结构。
氨气填料吸收塔课程设计
氨气填料吸收塔课程设计氨气填料吸收塔课程设计设计任务书1.设计题目本次设计任务为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2000m3/h,其中含氨为8%(体积分数),混合气体的进料温度为25℃。
要求排放气体中含氨低于0.05%(体积分数)。
2.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1.8倍。
3.填料类型选择聚丙烯阶梯环填料。
4.设计内容1)确定设计方案并进行说明。
2)进行物料衡算。
3)计算吸收塔的工艺尺寸。
4)计算填料层压降。
5)简要设计液体分布器。
6)绘制液体分布器施工图。
7)计算吸收塔接管尺寸。
8)列出设计参数一览表。
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)对设计过程进行评述和有关问题的讨论。
目录前言1.水吸收氨气填料塔工艺设计方案简介1.1 任务及操作条件本设计任务为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2000m3/h,其中含氨为8%(体积分数),混合气体的进料温度为25℃。
要求排放气体中含氨低于0.05%(体积分数)。
2.工艺计算2.1 基础物性数据2.1.1 液相物性的数据2.1.2 气相物性的数据2.1.3 气液相平衡数据2.1.4 物料衡算2.2 填料塔的工艺尺寸的计算2.2.1 塔径的计算2.2.2 填料层高度计算2.2.3 填料层压降计算前言塔设备是炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门中使用量大应用面广的重要单元设备。
它广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中,一直是国内外学者普遍关注的重要课题。
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。
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。
内蒙古工业大学过控专业化工原理课程设计
目录一氨吸收填料塔的设计 (3)1.1概述 (3)1.2设计方案的确定 (3)1.2.1设备方案 (3)1.2.2 流程方案 (3)1.2.3 吸收剂的选择 (4)1.3填料的选择 (4)1.3.1填料选取的要求 (4)1.3.2 填料的选择。
(4)二工艺计算 (6)2.1概述 (6)2.2平衡关系的确定 (8)2.3吸收剂用量及操作线的确定 (10)(1)物料衡算 (11)(2)吸收剂用量的确定 (11)(3)操作线方程 (12)2.4物性参数 (14)2.5 塔径的计算 (18)2.6核算 (19)喷淋密度的核算 (19)2.7 填料层的高度 (20)2.7.1传质系数的计算 (22)2.7.2 填料层高度 (23)三结果评价 (23)学习心得 (27)谢辞 (28)参考文献 (29)前言根据混合气体中个组分在某溶液溶剂中的溶解度不同而将气体混合物分离的操作称为气体吸收,而吸收又是塔设备中的单元操作,属于气液传质过程。
本说明书介绍的是稀氨水吸收混合气中氨的原理,操作过程。
主要介绍了填料塔的设计、填料层的高度。
填料塔是气液呈连续接触的气液传质设备,它的结构和安装比板式塔简单。
塔的底部都有支撑板用来支撑填料,并允许气液通过。
支撑板上的填料有整齐和乱堆两种方式。
填料层的上方有液体分布装置,从而使液体均匀喷洒于填料层上。
在塔的设计中,填料的选择至关重要,它关系到塔的高度,整个操作的费用的高低、经济效益等。
在一个吸收的单元操作中应该充分考虑填料、塔高等方面的选择与计算,这才能使塔的效率最高,收益最大。
关键词:吸收、塔、填料清水吸收填料吸收塔的设计一氨吸收的设备选用及设计方案1.概述气体吸收是利用气体在液体中的溶解度差异来分离气态均相混合物的一种单元操作。
用于吸收的设备类型很多,如我们常见的填料塔、板式塔。
填料塔是气液成连续性接触的气液传质设备。
塔的底部有支撑板用来支撑填料,并允许气液通过。
支撑板上的填料有整砌和乱堆两种方式。
氨气填料吸收塔课程设计(六组).doc(1.1M)
枣庄学院化工原理课程设计报告水吸收氨气填料吸收塔的设计院别化学化工与材料科学学院专业化学工程与工艺设计者六组(张丽吕学良)指导老师戎欠欠完成日期2011年6月 6日目录1 综述 (2)1.1吸收塔简介 (2)1.2填料吸收塔 (2)2设计部分 (3)2.1设计任务书 (3)2.1.1设计题目 (3)2.1.2操作条件 (3)2.1.3填料类型 (3)2.1.4工作日 (3)2.1.5厂址 (3)2.1.6设计内容 (3)2.2方案的确定 (4)2.3填料的类型与选择 (4)2.3.1填料的类型 (4)2.3.2填料的选择 (5)2.4工艺计算 (6)2.4.1基础物性数据 (6)2.4.2填料塔的工艺尺寸的计算 (8)2.4.3流体力学有关参数的计算 (14)2.5填料塔内件的类型与设计及其相关计算 (15)2.5.1填料支撑装置 (15)2.5.2液体分布装置及分布器简要设计 (15)2.5.3液体再分布装置 (16)2.5.4填料压紧装置 (16)2.5.5除沫装置 (17)2.5.6吸收塔主要接管尺寸计算 (17)2.5.7 离心泵的计算与选择 (18)2.5.8 塔附属高的确定 (19)2.5.9人孔 (19)3 工艺流程图 (20)4设计结果汇总 (20)5课程设计总结 (21)主要符号说明 (22)参考文献 (24)填料吸收塔 (24)1 综述1.1吸收塔简介目前,使用的气体吸收设备大致可分为塔器和其他设备。
塔器类主要包括喷淋塔(俗称空塔)、填料塔、板式塔、湍球塔、鼓泡塔等,其他设备也很多,如列管式湿壁吸收器、文丘里喷射吸收器、喷洒式吸收器等。
吸收过程的宏观动力学特点是指在有化学反应的吸收中,吸收速率是由扩散控制还是动力学(化学反应)控制,还是两个因素共同控制。
在有害气体治理中,处理的是一些低浓度气体,气量大,一般都是选择极快反应或快速反应,过程主要受扩散过程控制,因而选用气相为连续相、液相为分散相的形式较多,这种形式相界面大,气相湍动程度高,有利于吸收。
内蒙古工业大学氨填料吸收塔课程设计
前言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。
而塔填料塔内件及工艺流程又是填料塔技术发展的关键。
从塔填料、塔内件以及工艺流程,特别是塔填料三方面对填料塔技术。
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。
在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门,塔设备是一种重要的单元操作设备。
其作用实现气—液相或液—液相之间的充分接触,从而达到相际间进行传质及传热的过程。
它广泛用于蒸馏、吸收、萃取、等单元操作,随着石油、化工的迅速发展,塔设备的合理造型设计将越来越受到关注和重视。
塔设备有板式塔和填料塔两种形式,下面我们就填料塔展开叙述。
填料塔的基本特点是结构简单,压力降小,传质效率高,便于采用耐腐蚀材料制造等,对于热敏性及容易发泡的物料,更显出其优越性。
过去,填料塔多推荐用于0.6至0.7m以下的塔径。
近年来,随着高效新型填料和其他高性能塔内件的开发,以及人们对填料流体力学、放大效应及传质机理的深入研究,使填料塔技术得到了迅速发展。
气体吸收过程是化工生产中常用的气体混合物的分离操作,其基本原理是利用气体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。
板式塔和填料塔都可用于吸收过程,此次设计用填料塔作为吸收的主设备目录摘 要 (1)第一章 氨吸收填料吸收塔的设计 (2)1.1 概述 (2)1.2 设备的选用 (2)1.3 流程方案的确定 (3)1.3.1 流程方案 (3)1.3.2流程选择及流程说明 (3)1.3.3流程布置 (5)1.3.4 吸收剂的选择 (5)1.4 填料的选择 (6)1.4.1塔填料选择 (6)1.4.2填料选取的要求 (6)1.4.3 填料的选取 (6)第二章 工艺计算 (8)2.1 概述 (8)2.2 气液平衡关系 (8)2.3 平衡关系的确定 (10)2.4 吸收剂用量及操作线的确定 (12)2.4.1物料衡算 (12)2.4.2 吸收剂用量的确定 (12)2.4.3 操作线方程的确定 (14)2.5 塔径的计算 (16)2.5.1 空塔气速的确定 (16)2.5.2塔径 (21)2.6 校核 (23)2.6.1单位高度填料层压降⎪⎭⎫ ⎝⎛∆Z p 的校核 ............................. 23 2.6.2喷淋密度的校核 .. (25)2.6.2泛点率的核算 (26)2.7 填料层高度 (26)2.7.2 填料层高度 (30)第三章设备 (33)3.1填料的确定 (33)3.2填料吸收塔附属装置的选型 (33)3.2.1 液体分布器 (33)3.2.2 填料支承板 (34)3.2.3 填料压板和床层限制板 (34)3.2.4 气体的进口装置与排液装置 (34)3.2.5 塔高的确定 (35)3.3 辅助设备的选型 (35)3.3.1 管径的计算 (35)3.3.1 泵的选型 (37)3.3.2 风机的选型 (39)第四章结果评价 (41)结束语 (43)参考文献 (44)摘要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。
化工原理课程设计氨气填料吸收塔设计
对于腐蚀性物料,需要采取相应的防腐措施,如涂层保护、材料选择等,以延长塔体的使用寿命。
材料选择
根据物料的腐蚀性、操作温度、压力等条件,选择合适的塔体材料,如碳钢、不锈钢等。
05
CHAPTER
填料选择与性能评价
依据
根据处理量、压降要求、操作条件(如温度、压力)以及经济因素进行选择。
建议
换热器
根据热量平衡计算,选择合适的换热器类型和规格,并进行详细的计算和校核。
填料塔
根据设计参数选择合适的填料塔类型和规格,并进行详细的计算和校核。
04
CHAPTER
塔体结构设计与优化
适用于中小处理量、要求压力降小、易发泡或具有腐蚀性的物料。
填料塔
适用于大处理量、操作弹性大、效率高的场合。
板式塔
适用于气体处理量大、不易发泡的物料。
喷淋塔
塔径计算
根据处理量、空塔气速等参数,选择合适的塔径,保证气体在塔内的均匀分布和流动。
塔高计算
根据填料层高度、液体分布器高度、塔底空间高度等参数,确定塔的总高度。
液体分布器设计
选择合适的液体分布器类型,保证液体在填料层上的均匀分布,提高传质效率。
强度校核
对塔体进行强度校核,包括塔体壁厚、支撑结构等,确保塔体在操作过程中具有足够的强度和稳定性。
培养解决实际工程问题的能力,提高创新意识和实践能力。
01
02
03
04
在合成氨生产过程中,需要将含有氨气的混合气体进行分离和提纯,填料吸收塔可用于此过程中的氨气吸收。
合成氨工业
尿素生产过程中会产生大量含有氨气的废气,通过填料吸收塔可实现废气的有效处理和资源回收。
尿素生产
石油化工行业中的某些生产过程也会产生含氨废气,利用填料吸收塔可确保废气达标排放。
氨吸收填料塔的课程设计
氨吸收填料塔的课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握氨吸收填料塔的基本结构和工作原理;2. 了解氨吸收填料塔在化工生产中的应用及重要性;3. 掌握氨吸收填料塔的物料平衡和热量平衡计算方法;4. 学会分析氨吸收填料塔的操作参数对吸收效果的影响。
技能目标:1. 培养学生运用化学知识解决实际问题的能力;2. 培养学生进行实验操作、数据收集和处理的能力;3. 提高学生分析、解决化工过程中填料塔相关问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对化学学科的兴趣,激发他们探索科学奥秘的热情;2. 培养学生关注环保,认识到化学技术在环境保护中的重要作用;3. 培养学生的团队合作精神,提高他们沟通、交流的能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在通过理论教学和实验操作相结合的方式,使学生在掌握氨吸收填料塔相关知识的基础上,能够将其应用于实际问题的分析和解决。
通过本课程的学习,学生将具备以下具体学习成果:1. 能够描述氨吸收填料塔的结构、工作原理及应用场景;2. 能够正确进行氨吸收填料塔的物料平衡和热量平衡计算;3. 能够分析操作参数对氨吸收填料塔吸收效果的影响,并提出优化方案;4. 能够熟练操作实验设备,收集和处理实验数据,撰写实验报告;5. 能够积极参与团队合作,有效沟通,共同解决问题。
二、教学内容根据课程目标,教学内容主要包括以下几部分:1. 氨吸收填料塔的基本概念及分类- 氨吸收填料塔的定义及作用- 填料塔的分类及特点2. 氨吸收填料塔的结构与工作原理- 填料塔的结构组成- 氨吸收填料塔的工作原理- 填料塔在化工生产中的应用3. 氨吸收填料塔的物料平衡和热量平衡- 物料平衡计算方法- 热量平衡计算方法- 实际操作中的影响因素4. 操作参数对氨吸收填料塔吸收效果的影响- 气液两相流动特性- 填料塔操作参数的优化- 操作参数对吸收效果的影响分析5. 氨吸收填料塔的实验操作与数据处理- 实验设备的使用方法- 实验数据的收集与处理- 实验报告的撰写教学大纲安排如下:第一周:氨吸收填料塔的基本概念及分类第二周:氨吸收填料塔的结构与工作原理第三周:氨吸收填料塔的物料平衡和热量平衡第四周:操作参数对氨吸收填料塔吸收效果的影响第五周:氨吸收填料塔实验操作与数据处理三、教学方法针对本章节内容,采用以下多样化的教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1. 讲授法:- 对于氨吸收填料塔的基本概念、结构、工作原理等理论性较强的内容,采用讲授法进行教学,使学生系统、全面地掌握相关知识;- 讲授过程中注重与实际应用相结合,通过举例说明,增强学生的理解和记忆。
氨气填料吸收塔设计化工原理课程设计
化工原理课程设计任务书目录一前言………………………………………………………………………………………3二设计任务…………………………………………………………………………………4三设计条件…………………………………………………………………………………4四设计方案…………………………………………………………………………………52.流程图及流程说明 (5)3.塔填料的选择 (7)五工艺计算…………………………………………………………………………………111.物料衡算,确信塔顶、塔底的气液流量和组成……………………………………112.塔径的计算……………………………………………………………………………123. 填料层高度计算………………………………………………………………………144. 填料层压降计算………………………………………………………………………165. 液体散布装置…………………………………………………………………………176. 液体再散布装置………………………………………………………………………197. 填料支撑装置…………………………………………………………………………208. 流体进出口装置………………………………………………………………………2122六设计一览表………………………………………………………………………………23七对本设计的评述…………………………………………………………………………23八参考文献…………………………………………………………………………………24九要紧符号说明……………………………………………………………………………24十致谢………………………………………………………………………………………25一前言在石油化工、食物医药及环境爱惜等领域,塔设备属于利用量大应用面广的重要单元设备。
塔设备普遍用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中。
因此塔设备的研究一直是国内外学者普遍关注的重要课题。
填料塔吸收氨课程设计
填料塔吸收氨课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握填料塔吸收氨的基本原理和计算方法。
知识目标包括了解填料塔的结构、工作原理和吸收氨的化学反应;技能目标包括能够运用填料塔吸收氨的计算公式进行简单计算;情感态度价值观目标包括培养学生的环保意识,使学生认识到填料塔在环保领域的重要性。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括填料塔的结构和原理、填料塔吸收氨的化学反应、填料塔吸收氨的计算方法。
具体包括以下几个部分:1.填料塔的结构和原理:介绍填料塔的组成部分,如塔体、填料、喷淋系统等,以及其工作原理。
2.填料塔吸收氨的化学反应:讲解氨气在填料塔中的吸收过程,包括气液接触、化学反应等。
3.填料塔吸收氨的计算方法:教授填料塔的计算公式,如塔径、填料层高度、喷淋密度等,并演示如何进行计算。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法等。
1.讲授法:用于讲解填料塔的结构、原理、吸收氨的化学反应等基本知识。
2.讨论法:学生讨论填料塔吸收氨的实际案例,提高学生的分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法:分析具体案例,使学生更好地理解填料塔吸收氨的计算方法和实际应用。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,如《化工原理》等。
2.参考书:提供相关的参考书籍,以便学生课后深入研究。
3.多媒体资料:制作精美的PPT,演示填料塔的工作原理和计算方法。
4.实验设备:准备填料塔模型和实验器材,让学生亲自动手操作,加深对填料塔吸收氨的理解。
五、教学评估本节课的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现主要评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等;作业分为课后作业和课堂练习,主要评估学生对知识的掌握和运用能力;考试为书面考试,题型包括选择题、填空题、计算题和简答题,全面考察学生对填料塔吸收氨的理解和应用能力。
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前言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。
而塔填料塔内件及工艺流程又是填料塔技术发展的关键。
从塔填料、塔内件以及工艺流程,特别是塔填料三方面对填料塔技术。
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。
在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门,塔设备是一种重要的单元操作设备。
其作用实现气—液相或液—液相之间的充分接触,从而达到相际间进行传质及传热的过程。
它广泛用于蒸馏、吸收、萃取、等单元操作,随着石油、化工的迅速发展,塔设备的合理造型设计将越来越受到关注和重视。
塔设备有板式塔和填料塔两种形式,下面我们就填料塔展开叙述。
填料塔的基本特点是结构简单,压力降小,传质效率高,便于采用耐腐蚀材料制造等,对于热敏性及容易发泡的物料,更显出其优越性。
过去,填料塔多推荐用于0.6至0.7m以下的塔径。
近年来,随着高效新型填料和其他高性能塔内件的开发,以及人们对填料流体力学、放大效应及传质机理的深入研究,使填料塔技术得到了迅速发展。
气体吸收过程是化工生产中常用的气体混合物的分离操作,其基本原理是利用气体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。
板式塔和填料塔都可用于吸收过程,此次设计用填料塔作为吸收的主设备目录摘 要 (1)第一章 氨吸收填料吸收塔的设计 (2)1.1 概述 (2)1.2 设备的选用 (2)1.3 流程方案的确定 (3)1.3.1 流程方案 (3)1.3.2流程选择及流程说明 (3)1.3.3流程布置 (5)1.3.4 吸收剂的选择 (5)1.4 填料的选择 (6)1.4.1塔填料选择 (6)1.4.2填料选取的要求 (6)1.4.3 填料的选取 (6)第二章 工艺计算 (8)2.1 概述 (8)2.2 气液平衡关系 (8)2.3 平衡关系的确定 (10)2.4 吸收剂用量及操作线的确定 (12)2.4.1物料衡算 (12)2.4.2 吸收剂用量的确定 (12)2.4.3 操作线方程的确定 (14)2.5 塔径的计算 (16)2.5.1 空塔气速的确定 (16)2.5.2塔径 (21)2.6 校核 (23)2.6.1单位高度填料层压降⎪⎭⎫ ⎝⎛∆Z p 的校核 ............................. 23 2.6.2喷淋密度的校核 .. (25)2.6.2泛点率的核算 (26)2.7 填料层高度 (26)2.7.2 填料层高度 (30)第三章设备 (33)3.1填料的确定 (33)3.2填料吸收塔附属装置的选型 (33)3.2.1 液体分布器 (33)3.2.2 填料支承板 (34)3.2.3 填料压板和床层限制板 (34)3.2.4 气体的进口装置与排液装置 (34)3.2.5 塔高的确定 (35)3.3 辅助设备的选型 (35)3.3.1 管径的计算 (35)3.3.1 泵的选型 (37)3.3.2 风机的选型 (39)第四章结果评价 (41)结束语 (43)参考文献 (44)摘要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。
此设计是在各种版本教材和资料的基础上、在吸收原理的支持下,由本人编辑设计而成的,其中的各种物性数据全部来自于其他各种版本、各类于吸收有关的图书、教材之上,它们仍保持着客观物质的特性。
在选材和计算理论上,也有着与其它吸收设计相同的基本原理。
首先,在此设计中讲述了吸收技术的概况、发展以及应用,当今吸收技术的发展状况;再讲述怎样根据所给的已知条件来确定吸收方案,如吸收剂的选择、吸收流程的选择、解吸方法选择、设备类型选择、操作参数的选择等内容;在计算环节,先要集众家之所有---查出所有相关的物性数据,由此计算出相应的理论结果,确定出理论上吸收的工程图。
关键词:水填料塔吸收氨气低浓度第一章氨吸收填料吸收塔的设计1.1 概述在炼油、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。
1.2 设备的选用塔体喷淋装置填料塔填料液体再分布器填料支撑装置等在本次课程设计中,要求用稀氨水吸收氨气,由于填料塔具有结构简单、压力降小、传质效率高、便于采用耐腐蚀材料制造,以及生产能力大、吸收效果好、操作弹性大等优点,所以选用填料塔吸收氨气。
塔的底部有用来支撑填料的栅板,并允许气液通过,支撑板上的填料有乱堆方式。
填料层的上方有液体分布装置,从而使液体均匀喷洒于填料的表面上,使整个塔截面的填料表面润湿。
但因填料层中的液体有向塔壁流动的趋势,即“趋壁效应”,因此填料层较高时往往将其分为几段,每一段填料层上方设有再分布器,将沿塔壁流动的液体导向填料层内。
近些年来,由于性能优良的新型填料不断开发,改善了填料层内气液两相的分布与接触情况。
在某些场合甚至正逐步取代传统板式塔。
1.3 流程方案的确定1.3.1 流程方案用稀氨水作为吸收剂,水来自水槽,由于是逆流操作,需要泵将水抽到塔顶;由于氨水具有轻度腐蚀性,故需要防腐泵,气体则需选用风机。
泵一个型号需配置两台,供替换使用,风机需一台。
详细流程参见流程图。
实际操作中的流量计和压力表等也需要考虑出现问题以后不影响正常工作。
1.3.2流程选择及流程说明吸收装置的流程主要有以下几种:(1)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。
工业生产中多用逆流操作。
(2)并流操作气、液两相均从塔顶流向,此即并流操作。
并流操作的特点是,系统不受液流限制,可提高操作气速,以提高生产能力。
并流操作通常用于以下情况:当吸收过程的平衡曲线较平坦时,流向对推动力影响不大;易溶气体的吸收或处理的气体不需吸收很完全;吸收剂用量特别大,逆流操作易引起液泛。
(3)吸收剂部分再循环操作在逆流操作系统中,用泵将吸收塔排除液体的一部分冷却后与补充的新鲜吸收剂一同送回塔内,即为部分再循环操作。
通常用于以下操作:当吸收剂用量较小,为提高塔的液体喷淋密度;对于非等温吸收过程,为控制塔内的温升,需取出一部分热量。
该流程特别适宜于相平衡常数m值很小的情况,通过吸收液的部分再循环,提高吸收剂的使用效率。
应当指出,吸收剂部分再循环操作较逆流操作的平均推动力要低,且需设置循环泵,操作费用增加。
(4)多塔串联操作若设计的填料层高度过大,或由于所处理物料等原因需经常清理填料,为便于维修,可把填料层分装在几个串联的塔内,每个吸收塔通过的吸收剂和气体量都相等,即为多塔串联操作。
此种操作因塔内需留较大空间,输液、喷淋、支撑板等辅助装置增加,使设备投资加大。
(5)串联-并联混合操作若吸收过程处理的液量很大,如果用通常的流程,则液体在塔内的喷淋密度过大,操作气速势必很小(否则易引起塔的液泛),塔的生产能力很低。
实际生产中可采用气相作串联、液相作并联的混合流程;若吸收过程处理的液量不大而气相流量很大时,可采用液相作串联、气相作并联的混合流程。
列出几种常见的吸收过程如图2.1。
(a)并流(b)逆流图2.1 吸收流程用水吸收NH3属高溶解度的吸收过程,为提高传质效率和分离效率,所以,本设计选用逆流吸收流程。
该填料塔中,氨气和空气混合气体,经由填料塔的下侧进入填料塔中,与从填料塔顶流下的水逆流接触,在填料的作用下进行吸收。
经吸收后的混合气体由塔顶排除,吸收了氨气的水由填料塔的下端流出。
1.3.3流程布置由于逆流操作时平均推动力大,吸收剂利用率高,完成一定分离任务所需传质面积小,所以选定流程为逆流。
对于无相变传热,当冷、热流体的进、出口温度一定时,逆流操作的平均推动力大于并流,因而传递同样的热流量,所需传热面积较小。
就增加传热推动力而言,逆流操作总是优于并流。
此时吸收剂用量未知,我们可以按照逆流进行物料衡算得出吸收剂用量后,以此作为一个评判标准,判断是否该用逆流。
1.3.4 吸收剂的选择吸收过程是依靠气体溶质在吸收剂中的溶解来实现的,因此,吸收剂性能的优劣,是决定吸收操作效果的关键之一,选择吸收剂时应着重考虑以下几方面。
(1)溶解度吸收剂对溶质组分的溶解度要大,以提高吸收速率并减少吸收剂的用量。
(2)选择性吸收剂对溶质组分要有良好的吸收能力,而对混合气体中其他组分不吸收或吸收甚微,否则不能直接实现有效分离。
(3)挥发度要低操作温度下吸收剂的蒸气压要低,以减少吸收和再生过程中吸收剂的挥发损失。
(4)黏度吸收剂在操作温度下的黏度越低,其在塔内的流动性越好,有助于传质速率和传热速率的提高。
(5)其他所选用的吸收剂应尽可能满足无毒性、无腐蚀性,不易燃易爆、不发泡、冰点低、价廉易得以及化学性质稳定等要求。
吸收剂对溶质的组分要有良好地吸收能力,而对混合气体中的其他组分不吸收,且挥发度要低。
所以本设计选择用清水作吸收剂,氨气为吸收质。
水廉价易得,物理化学性能稳定,选择性好,符合吸收过程对吸收剂的基本要求。
且氨气不作为产品,故采用纯溶剂。
本次课设的题目中,已给出吸收剂为稀氨水。
1.4 填料的选择1.4.1塔填料选择塔填料(简称为填料)是填料塔的核心构件,它提供了气、液两相相接触传质与传热的表面,其性能优劣是决定填料塔操作性能的主要因素。
填料的比表面积越大,气液分布也就越均匀,传质效率也越高,它与塔内件一起决定了填料塔的性质。
因此,填料的选择是填料塔设计的重要环节。
塔填料的选择包括确定填料的种类、规格及材料。
填料的种类主要从传质效率、通量、填料层的压降来考虑,填料规格的选择常要符合填料的塔径与填料公称直径比值D/d。
1.4.2填料选取的要求在本次课设中,选用两种填料进行计算,最终根据计算结果择优。
填料塔对填料的要求表现在以下几方面:1.比表面积a要大;t2.能提供大的流体通量;3.液体的再分布性能要好;4.要有足够的机械强度;5.价格低廉。
1.4.3 填料的选取首先选择散装填料,这是由于规整填料在装卸、清理时相对困难,且同种类型的规整填料,其表面积越大,传质效率越高,但阻力增加,通量减少,填料费用造价也明显增高。