化工原理课程设计-水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收塔

《化工原理》课程设计
课题: 设计水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收塔设计者：
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指导老师：
目录
第一章设计任务∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3
1.1设计题目∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3
1.2设计任务及操作条件∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3
1.3设计内容∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3
第二章设计方案∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4
2.1设计流程的选择及流程图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4
第三章填料塔的工艺设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4
3.1气液平衡关系∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4
3.2吸收剂用量∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5
3.3计算热效应∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5
3.4定塔径∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙6
3.5喷淋密度的校核∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙6
3.6体积传质系数的计算∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙7
3.7填料层高度的计算∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙8
3.8附属设备的选择∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙9第四章设计结果概要∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙15第五章设计评价 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 17
第一章设计任务
1.1、设计题目
设计水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收塔
1.2、设计任务及操作条件
（一）气体混合物
3.温度：30°C
4.压力：1800KN∕m2
≤0.63%
(二)气体出口要求（V%）：CO
2
(三)吸收剂：水
1.3、设计内容
设计说明书一份，其内容包括：
1.目录
2.题目及数据
3.流程图
4.流程和方案的选择说明与论证
5.吸收塔的主要尺寸的计算，注明计算依据的公式、数据的来源
6.附属设备的选型或计算
7.设计评价
8.设计结果
9.参考文献
第二章设计方案
2.1、吸收流程的选择及流程图
本设计混合原料气溶质浓度不高，同时过程分离要求不高，选用一种吸收剂（水）一步流程即可完成吸收任务。

由于逆流操作传质推动力大，这样可减少设备尺寸，并且能提高吸收率和吸收剂使用效率，故选择逆流吸收。

由于本任
务吸收后的CO
2要用以合成尿素，则需对吸收后的溶液解吸以得到CO
2
,同时溶剂
也可循环使用。

水吸收CO 2工艺流程图(图1) 1- 吸收塔；2-富液泵；3-贫液泵；4-解吸塔
第三章 填料塔的工艺设计
3.1、气液平衡关系
由于此操作在高压下进行,高压环境对理想气体定律有偏差,故需对压力进行校核:
由《化工原理设计导论》查得CO 2的临界温度Tc=304K ，临界压力Pc=7.38MPa 则其对比温度Tr= T
(Tc+8) = 303.15
304+8 =0.9716 对比压力Pr= P
(Pc+8) =18
73.8+8 =0.2200
查《化工原理设计导论》图2-4得在此温度压力下: 逸度系数γ=0.92
则逸度f=p γ=1800×0.92=1656KPa
查《化工原理》下册得CO2气体在30℃时溶于水的亨利系数E=188000KPa 相平衡常数m= E
f =
1880001656
=113.5266
则可得在此条件下气液平衡关系为： Y= mX
1+(1−m)X =113.5266X
1−112.5266X
3.2、吸收剂用量
进塔CO 2摩尔分数：y 1=10.9%=0.109
进塔CO 2摩尔比：Y 1= y 1
1−y 1
= 0.109
1−0.109 =0.1223
出塔CO 2摩尔分数：y 2=0.63%=0.0063
出塔CO 2摩尔比：Y 2=y 21−y 2
= 0.0063
1−0.0063 =0.0063
混合气体体积流量：q v =4700N m 3/h
混合气体中惰性气体流量:V=4700
22.4×（1-0.109）=186.9509Kmol ∕h 出塔液相浓度最大值: X 1*=X 1max = Y1m−(1−m )Y1 = 0.1223
113.5266−(1−113.5266) =0.0010 对于纯水吸收过程：X 2=0
则最小液气比：（L V ）min = Y1−Y2X 1
∗−X2 =
0.1223−0.0063
0.0010
=116.0000
由L V = (1.1~2)（L
V ）min ：
取L 11=1.3L min =1.3×116.0000×186.9509=28192.1957Kmol ∕h
L 21=1.5L min =1.5×116.0000×186.9509=32529.4566Kmol ∕h
L 31=1.8L min =1.8×116.0000×186.9509=39035.3479Kmol ∕h 则由物料衡算公式V(Y 1-Y 2)=L(X 1-X 2)： X 11= V(Y1−Y2)
L
= 186.9509×(0.1223−0.0063)
28192.1957
=0.00077 X 21= V(Y1−Y2)
L =186.9509×（0.1223−0.0063）
32529.4566 =0.00067 X 31=
V(Y1−Y2)
L =
186.9509×（0.1223−0.0063）
39035.3479
=0.00056
以下计算以第一组数据(L 11,X 11)为例 3.3、计算热效应
水吸收CO2的量：G A =V(Y 1-Y 2)=186.9509×（0.1223-0.0063）=21.6863Kmol ∕h 查《化工原理设计导论》图4-5得CO2的溶解热q=97Kcal ∕Kg 查《化工原理》上册附录5，得水的Cp=4.174KJ ∕（Kg ·K ） 则由L ×18×Cp ×Δt=GA ×44×q ×4.18
得：Δt 1= 21.6863×44×97×4.18
28192.1957×18×4.174=0.1827℃ 同理可求得Δt 2=0.1583℃，
Δt 3=0.1319℃。

由于Δt 1，Δt 2，Δt 3均小于1℃。

所以温度变化不大，
故此过程可视为等温吸收过程。

3.4、确定塔径
a.确定混合气体的密度
混合气体平均摩尔质量：
查《化工原理》上册附录4得各组分的临界压力P c 与临界温度T c ：（如表二所示）
混合气体的平均摩尔质量：
M =0.109×44+0.653×2+0.21×28+0.005×16+0.022×28+0.1×
32=12.7100Kg/Kmol
混合气体假临界压
P cm =0.109×7.38+0.653×1.30+0.21×3.39+0.005×4.62+0.022×3.50+0.001
×5.04=2.4470MPa 混合气体假临界温度：
T cm =0.109×304+0.653×33.3+0.21×126+0.005×191+0.022×133+0.001×
155=85.3769K 则对比温度T r = T T cm
=303.15
85.3769 =3.5507
对比压力Pr= P Pcm = 1.8
2.4470 =0.7356
由《化工原理设计导论》图2-1得压缩系数Z=1 混合气体密度ρV = PM ZRT = 1800×12.7100
1×8.314×303.15 =9.0772Kg/m 3
b.确定填料：
选择塑料鲍尔环填料，规格：外径×高×厚(mm)=38×38×1 干填料因子
a ε
3
=220 m -1
比表面积a=155m 2/m 3
关联系数A=0.0942 c.计算泛点空塔气速u f :
由《化工原理》上册附录查得吸收剂水在30°C 的液体粘度： μL =0.8007mPa ·s
混合气体质量流速：G V =M ·V=12.7100×4700/22.4=2666.8304 Kg/h
吸收剂质量流速：G L11= M ·L=18×28192.1957=507459.5226Kg/h 。

同理可求得G L21=585530.2188 Kg/h ，G L31=702636.2622Kg/h
由Bain-Hougen 关联式：lg [u f
2g ·a
ε3·ρv
ρL ·μL 0.2
]=A-1.75(G L G V
)0.25·(ρV ρL )0.125
代入数据： lg [u f
29.81·220·
9.0817995.7
·0.8007
0.2
]=0.0942-1.75(7521962.42666.8304)
0.25
·(9.0772995.7)
0.125
求得：u f1 =0.0785m/s ，同理可求得u f2=0.0675m/s, u f3=0.0552m/s d.取U=0.8u f ， 则u 1=0.8u f =0.8×0.0785=0.0628m/s,同理可得， u 2=0.0540m/s, u 3=0.0442m/s
该操作条件下气体体积流量： Vs =
4700x (30+273.15)x101.325
273.15x1800x3600=0.0816m 3/s
则D 1=√
4V s πu 1
=√4×0.0816
3.14×0.0628 =1.2866m
圆整后（《化工原理设计导论》p123）:D 1=1.3m,同理可得，D 2=1.4m ，D 3=1.6m 3.5、喷淋密度的校核
对于直径小于76mm 的环形填料，其最低润湿率L W =0.08m 3(m ·h)⁄ 则最小喷淋密度U min =L W ·a=0.08×155=12.4m 3(m 2·h)⁄ U 1=
G L11
ρL ×
π×D124
=4×507459.5226
995.7×3.14×1.3
2 =384.1639m 3(m 2
·h)⁄＞U min ，同理可得， U 2=382.2039m 3(m 2·h)⁄＞U min ，U 3=351.1498m 3(m 2·h)⁄＞U min 故符合要求。

3.6、体积传质系数的计算
由于传质阻力主要集中在液相，即此过程为液膜控制过程，则有K L ≈k L 故此处计算液相传质系数k L 即可. 采用恩田式计算：
液相扩散系数（《化工原理设计导论》式2−36）： D L =
1.173×10−13(ϕM)0.5T
μL V m
0.6
=
1.173×10−13×(
2.6×18)0.5×30
3.15
0.8007×0.0340.6
=2.3106×10−9m 2/s
液相流率： W L1=
4G L11πD 1
2=
4×507459.5226
π×1.32
=382511.9833 Kg/(m 2·h)，同理可得，
W L2=380560.3918 Kg/(m 2·h)， W L3=349639.8598 Kg/(m 2·h)
由《化工原理》附录知：水在30℃时，水的表面张力σL =72.6×10−3N/m =940896kg/h 2
填料材质的临界表面张力：3
2
2
33103600427680c kg
h σ-=⨯⨯=
填料总比表面积：2
3
155t m
a a m ==
水的黏度：μL =5
80.0710Pa s μ-=⨯⋅=2.8825Kg/(m ∙h) 重力加速度：2
2
9.813600127137600m
g h =⨯=
水的密度：ρL =3
995.7
kg
m ρ=
填料湿润表面积（参考书目③ 式6-40）： a w1=a{ 1−
exp {−1.45(σC σL )0.75(W L1aμL ）0.1（W L1a ρL 2g ）−0.05（W L12ρL
σa )0.2
} }
=155×{ 1−exp {−1.45×
(427680
940896)0.75
×(382511.9833155×2.8825)
0.1
×
(382511.9833×155995.72×127137600)
−0.05
×(382511.98332
995.7×940896×155)
0.2
} }
=127.2645m 2m 3⁄
同理可得，a w2=127.1668m 2m 3⁄，a w3=125.5274m 2m 3⁄ 由此可得液相传质系数（参考书目③ 式6-46） k L1
=0.2
1
1
2
343
0.0095ΨL L L L w L L L L W g k a D μμμρρ-⎛⎫⎛⎫
⎛⎫= ⎪ ⎪
⎪⎝⎭
⎝⎭
⎝⎭=0.0095×(382511.9833
1272645X2.8825)
23
×( 2.8825
995.7×8.3182×10−6
)−12
×(2.8825×127137600995.7
)13
×1.360.4
=4.2437m/h
同理可得，k L2=4.2315m/h, k L3=4.0338m/h 即：K L1≈k L1, K L2≈k L2, K L3≈k L3,又C M =ρL M L
=
995.718
=55.3167Kmol/m 3
总传质系数：K x1=K L1C M =3.7526×
995.718
=234.7475kmol (m 2·h)⁄,同理可得，
K x2=234.0726kmol (m 2·h)⁄， K x3=223.1365 kmol (m 2·h)⁄
3.7、填料层高度的计算
塔的截面积214
D πΩ=得： Ω1=14πD 2=1
4π×1.32=1.3267m 2,同理，有
Ω2=1.5386m 2， Ω3=2.0096m 2 传质单元高度：H OL1=
L K x a w Ω
=28192.1957
234.7475×127.2645×1.3267=0.7113m ，同理可
得， H OL2=0.7103m ，H OL3=0.6935m 传质单元数N OL 的计算：（对数平均推动力法）
由气液平衡方程Y= 113.5266x
1−112.5266x ,并带入Y 2：
0.0063= 113.5266X 2
∗1−112.5266X 2
∗ ⇒ X 2∗
=0.0000551
ΔX 1=X 1∗
−X 1=0.0010-0.00077=0.00023
ΔX 2=X 2∗
−X 2=0.0000551-0=0.0000551
ΔX m1=
ΔX 1−ΔX 2
In(ΔX
1ΔX 2
)=
0.00023−0.0000551
In(
0.00023
0.0000551
)
=0.0001224，同理可得，ΔX m2=0.0001536，
ΔX m3=0.0001853 则N OL1=
X 1−X 2ΔX m1
=
0.00077−00.000114
=6.2908，同理可得，N OL2=4.3620，N OL3=3.0221
故：填料层高度Z 1=H OL1·N OL1=0.7113×6.2908=4.4746m ，同理可得，
Z 2=3.0982m ， Z 3=2.0958m
以同样方法计算另外两组数据,求得后列总结为下表:
经综合考虑以上三种液气比所需的设备费和操作费，最终选择第一组。

3.8计算填料层阻力：
由此可以确定填料层高度h=1.2×Z 1=1.2×4.4746m=5.4m
气体质量流速：G V =2666.8304kg/h=2666.8304
1.326650=2010.1989kg (m 2·h)
⁄ 吸收剂的质量流量：L=507459.5226 kg/h=
507459.52261.326650
=382511.9833kg (m 2·h)⁄
液体密度：ρL =995.7kg/m 3 气体密度：ρv =9.0772 kg/m 3 61.2110T α-=⨯ 20.96710β-=⨯ 由公式2(
)10
L
L V
T V
G P h βραρ∆=⨯得：2(
)10
L
L V
T V
G P h βραρ∆=⨯
=1.21X 10−6×5.4×
(
2010.198929.0772
)×
10
0.967×10−2×382511.9833
995.7
=15085.8604pa
3.9、附属设备的选择 a.液体喷淋装置：
a.1设计思路：
在填料塔内液体的分布对对操作起着非常重要的作用，即使选择了合适的填 料，如果液体分布不良，必然减小填料的有效润湿表面，减小气液两相的有 效接触面积，直接影响塔的分离效率。

为了减少由于液体不良分布引起的放 大反应，充分发挥填料的效率，必须在填料塔中安装液体分布装置，把液体 均匀地分布于填料层顶部液体初始分布的质量不仅影响填料的传质效率，而 且还会对填料的操作弹性产生影响。

所以塔顶喷淋装置的设计既要要求结构 简单，又要将液体均匀地喷洒在填料上，操作时本上不宜赌赛不产生过细的 雾滴。

且由于操作塔径为1.3m ，故采用盘式液体分布器。

a.2设计计算：
a.2.1液体进出口管径：
液体进出管接口：
：L d =
,L =18×28192.1957995.7=509.6510m 3
/h
由于是泵输送，所以取u L =2.5m s ⁄
则：d L =√4L πu L
=√4×509.6510
3.14×2.5×3600=0.2686m
按照热轧无缝钢管标准（GB8163-87），液体进出管接口尺寸∅299mm ×
15mm , 无缝钢管∅299mm ×15mm 的内径：d =299−15×2=269mm , 校验液体进出管接口速度：
液体在管中的实际流速：u L =4L πd L
2 = 4×509.6510
3600x3.14x0.2692=2.4923 m s ⁄,
故选用∅299mm ×15mm 钢管
a.2.2分布板直径：
分布板直径D 1=0.8×1.3m=1040mm
a.2.3分布板开孔数：
且液体流量：L=0.1416m 3/s
流量系数0.6ϕ= 盘上小孔直径00.008d m = 板上液体高度1 1.366
H D m == 则孔数：n=0.785
√2gHφd 0
2 =
0.785×0.6×0.0082x √2x1.3x9.81x 1
6
=2279
其结构图如图2和图3所示：
盘式液体分布器筛孔式（图2）
喷头俯视图（图3）
b.填料支撑板：
填料支撑装置的作用是支撑塔内的填料和塔上的持液量，同时又能保证气液两相顺利通过。

支撑板应有足够的机械强度和耐腐蚀能力。

栅板式支撑装置是有竖立的扁钢条焊接而成。

扁钢条的间距应为填料外径的0.6~0.7倍。

为防止填料从栅
板条间空隙漏下，在装填料时，先在栅板上铺上一层孔眼小于填料直径的粗金属丝网。

其结构如图4所示：
栅板式支撑装置（图4）
C．气体入口装置：
填料塔的气体进口既要防止液体倒灌，更要有利于气体的均匀分布。

本设计采用进气管伸到塔中心位置，管端切成45度向下斜口或切成向下切口，使气流折转向上。

其结构图如图5所示：
气体入口装置（图5）
d=
气体进出管接口直径：
v
=293.6286m/s
且V S=4700×303.15×101.325
273.15×1800
因为操作压力为P=1800KN/m2，属高压操作，则u v取20m/s,
得：d v=√4×293.6286
3.14×3600×20
=0.0721m
液体进出管接口：
L
d=
且，L=18×28192.1957
995.7
=509.6510m3/h
取u L=2.5m/s 得：d L=√4L
πu L =√4×509.6510
3.14×2.5×3600
=0.2686m
由《化工原理》上册附录知：按照热轧无缝钢管标准（GB8163-87），气体进出管接口尺寸选φ83mm×5mm；液体进出管接口尺寸φ299mm×15mm
校验气体进出管接口速度：气体进出管接口尺寸选∅83mm×5mm，
选择验算：∅83mm×5mm无缝钢管的内径：d=83-5×2=73mm
气体在管中的实际流速：u v=4V S
πd v2=4×293.6286
3.14x0.0732x3600
=19.4976m s⁄
校验液体进出管接口速度：
液体在管中的实际流速：u L=4L
πd L2=4×509.6510
3600x3.14x0.2692
=2.4923m s⁄,
d.封头：
封头为压力容器的主要受压元件，此处采用椭圆形封头，其由半个椭球和具有一定高度的圆筒形壳体组成，此圆筒形壳体高度一般称为直边高度设置直边高度的目的是为了避免在封头和圆筒形壳体相交的这一结构不连续处出现焊缝，从而避免焊缝边缘应力问题。

在制造难以程度上，由于椭圆形封头的深度较浅，冲压成形较易，是目前国内广泛应用的中低压容器的封头形式。

如图
6
封头结构图（图6）
由《化工原理课程设计导论》JB1154-73查表知：
当塔径D=1.3m时，h=40mmmm，H=325mm
泵的选择：由φ299mm ×15mm, u L =2.4923m
s
,μL =0.8007×10−3P a ∙s 算得雷诺
数: Re =
d L u L ρL μL
=
0.269×2.4923×995.7
0.8007×10−3
=833703
查《化工原理（上册）》P65表2.3得新的无缝钢管的绝对粗糙度mm 2.0=ε。

εd L
=0.2
269=0.00074
查《化工原理（上册）》P64图2.13得0.017λ=
且取塔高Z=4.5+1.5+0.325×2=6.65m 取15l m = 取局部阻力系数
0.170.752 1.67ξ=+⨯= q v =L×183600ρL
=
28192.1957×18995.7×3600
=0.1416m 3/s
H L =∆p ρg +∆z +Kq v 2，其中⎥⎥⎥⎥⎦⎤
⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=∑2221222216161621d d l d d g K πζλππ，由于管壁相当于管径很小，所以d 2 ≈d 1=0.269m 因此得
2
2
28V
L q d
g d l
Z g P H πζ
λρ⎪⎭⎫
⎝⎛++∆+∆=
=
(1800−101.325)×1000
995.7×9.81
+ 6.65 +
8×（0.017×
15
0.269
+1.67）9.81×3.142×0.2692
×0.14162
=180.6153m
H 额=H L ×1.1=180.6153×1.1=198.6768m
所以选择ZA200-400A 型离心泵：扬程203 mH 2O ，流量850m 3h ⁄
第四章 设计结果概要
4.1主要符号说明（如表4）：
4.2主要数据汇总（如表5）：
参考文献：
①张洪沅.《化工原理设计导论》.成都科技大学出版社.1991.4
②朱家骅，叶世超，夏素兰等.《化工原理》.科学出版社.2005.6
③匡国柱，史启才.《化工单元过程及设备课程设计》.化学工业出版
社.2002.1
④王国胜.《化工原理课程设计》.大连理工大学出版社.2005.2
⑤陈英南，刘玉兰.《常用化工单元设备的设计》.华东理工大学出版
社.2005.4
⑥压力容器使用技术丛书编写委员会.《压力容器设计知识》.化学工业出版
社.2005.10
⑦化学工程手册编写委会组织.《化学工程手册》第6篇.化学工业出版
社.1989
第五章：设计评价
通过参与此次课程设计，首先，自我体会到了如何将课本的知识运用到生产生活实际中；其次，由于刚开始时对课程设计的了解不深，致使自身没能很好的通过查阅资料了解到相关的一些信息，从而使得这次课程设计用时过长，并且没能及时地与老师进行沟通，使得在前期的数据处理上与真实值出现较大的出入，而在另一方面也表现出自身对填料塔的吸收过程相关知识要点没能很好的掌握。

本设计中的数据来源，物性参数，合适取值范围的确定都是查阅相关质料来确定的，其准确性相对较高。

填料及与塔相关的附属设备都是选用的常用装置，塔高与塔径都在合理取值范围之内，其综合经济效益也较理想。

本次化工原理课程设计历时两周，是学习化工原理以来第一次独立的工业设计。

在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性和经济合理性。

这学期的化工原理学习中，我对于吸收塔的认识是很有限的，我们所遇到的吸收塔的计算也仅限于书上的例题和为了考试做的一些资料，它们都是简化
的或者局部的计算，而这次的课程设计让我接触到完完整整的吸收计算和一些辅助设备的计算。

让我感觉到，光是平时学习的内容对于在工程方面的应用是远远不够的，这需要我们平时自觉的培养自己的自学能力，设计中我学会了离开老师进行自主学习，参看多本指导书，完善自己的设计。

通过本次课程设计的训练，让我对自己的专业有了更加感性和理性的认识，这对我们的继续学习是一个很好的指导方向，我们了解了工程设计的基本内容，掌握了化工设计的主要程序和方法，增强了分析和解决工程实际问题的能力。

同时，通过课程设计，还使我们树立确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风，加强工程设计能力的训练和培养严谨求实的科学作风更尤为重要。

最后，此次的课程设计过程中，由于刚开始对课程设计了解不深，在设计中也遇到很多问题,这里要感谢曹老师对我们的教导与帮助，感谢同学们的相互帮助，通过本次设计，我对吸收塔有了更深一层次的认识，体会到了如何把课本所学运用到设计中，并且初步了解到了工业设计过程，是一次很不错的锻炼过程。

让我在课程设计时认识到团队的力量，同时也得到了很多快乐。