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）

6、附录：设计图纸（工艺流程图与主体设备装配图）

三、考核方式及成绩评定

专业课程设计的考核与成绩评定由指导教师进行。

考核内容：考勤、计算草稿或笔记、说明书和图纸的质量，独立完成设计情况。

化工学院

二〇一〇年十二月一日

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

3. 混合气体流量6000m3/h

4. 操作温度293K

5. 混合气体压力101.3KPa

6. 回收率99 %

7. 采用清水为吸收剂

8. 填料类型：采用聚丙烯鲍尔环填料

第二节精馏塔主体设计方案的确定

2.1装置流程的确定

本次设计采用逆流操作：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，分离效率高，吸收剂利用率高。工业生产中多采用逆流操作。

2.2 吸收剂的选择

因为用水做吸收剂，故采用纯溶剂。

2-1 工业常用吸收剂

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填料的类型与选择

填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类。

2.3.1 填料种类的选择

本次采用散装填料。散装填料根据结构特点不同，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 填料规格的选择