化工原理课程设计(氨气填料吸收塔设计)
化工原理课程设计水吸收氨气填料塔设计
《化工原理》课程设计——水吸收氨气填料塔设计学院专业班级姓名学号指导教师2012年12月11 日设计任务书水吸收氨气填料塔设计(一)设计题目试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____3200____m3/h,其中含氨为____8%____(体积分数),混合气体的进料温度为25℃。
要求:①塔顶排放气体中含氨低于____0.04%____(体积分数);(二)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倍数自己确定(三)填料类型聚丙烯阶梯环吸收填料塔(四)设计内容(1)设计方案的确定和说明(2)吸收塔的物料衡算;(3)吸收塔的工艺尺寸计算;(4)填料层压降的计算;(5)液体分布器简要设计;(6)绘制液体分布器施工图(7)吸收塔接管尺寸计算;(8)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)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
目录前言 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。
第一节填料塔主体设计方案的确定.................................................. 错误!未定义书签。
1.1装置流程的确定 .................................................................................. 错误!未定义书签。
1.2 吸收剂的选择.................................................................................. 错误!未定义书签。
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。
化工原理填料吸收塔课程设计
化工原理填料吸收塔课程设计引言:填料吸收塔是化工工艺中常用的一种设备,用于将气体中的有害物质通过吸收剂吸附或反应的方式去除。
本次课程设计旨在通过对填料吸收塔的设计和工艺参数的优化,实现高效的气体净化效果。
一、填料吸收塔的基本原理及结构填料吸收塔是利用填料表面积大、内部通道多、与气体充分接触的特点,通过物理吸附或化学吸收的方式将气体中的有害成分去除。
其基本结构包括进气口、出气口、填料层和液体循环系统等。
二、填料的选择及特性填料是填料吸收塔中起到关键作用的部分,其选择应根据气体的性质和处理效果的要求来确定。
常用的填料包括球状填料、骨架填料和网状填料等,它们具有不同的表面积、孔隙率和液体分布性能,对吸收效果和塔内气液分布起到重要影响。
三、填料吸收塔的设计步骤及要点1. 确定气体的物理和化学性质,包括流量、温度、压力、组成等;2. 选择合适的填料类型和尺寸,考虑填料的表面积、孔隙率和液体分布性能;3. 确定填料层数和塔径高比,以及液体循环系统的设计参数;4. 进行塔内气液分布的模拟和优化,保证填料与气体充分接触;5. 进行设备的结构设计和材料选择,考虑耐腐蚀性和操作安全性;6. 进行设备的动态模拟和优化,确定最佳操作条件和效果。
四、填料吸收塔的性能评价及优化填料吸收塔的性能评价主要包括吸收效率、压降和能耗等指标。
通过调整填料层数、液体循环系统和操作条件等参数,可以实现吸收效率的提高和能耗的降低。
同时,还应考虑填料的寿命和维护等方面的因素,以保证设备的稳定运行和经济性。
五、填料吸收塔的应用及发展趋势填料吸收塔广泛应用于化工、环保和能源等行业,用于废气处理、脱硫和脱硝等工艺。
随着环保要求的提高和技术的进步,填料吸收塔的设计和优化将更加注重能耗和运行成本的降低,同时也将更加重视对废气中微量有害物质的去除效果。
结论:填料吸收塔作为一种重要的气体净化设备,在化工工艺中发挥着重要作用。
通过合理的设计和优化,可以实现高效的气体净化效果和能耗降低。
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。
氨气填料塔课程设计
氨气填料塔课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解氨气填料塔的基本原理,掌握其结构特点和操作方法。
2. 学生能够掌握氨气填料塔在化工生产中的应用,了解其在不同行业中的作用。
3. 学生能够运用相关理论知识,解释氨气填料塔的传质、传热过程。
技能目标:1. 学生能够运用实验操作技能,完成氨气填料塔的搭建和实验操作。
2. 学生能够运用数据分析方法,对氨气填料塔的实验数据进行处理和解读。
3. 学生能够运用团队合作能力,共同完成氨气填料塔的设计和实验任务。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对化学工程学科的兴趣,激发他们探索科学原理的热情。
2. 培养学生严谨的科学态度,使他们认识到实验操作规范的重要性。
3. 培养学生的环保意识,让他们了解氨气填料塔在环保方面的应用和意义。
课程性质:本课程为化学工程学科的专业课程,以理论教学与实践操作相结合的方式进行。
学生特点:学生具备一定的化学基础,具有较强的学习能力和动手能力,但缺乏实际工程经验。
教学要求:结合学生特点和课程性质,通过本课程的学习,使学生在理论知识、实践技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果,为后续相关课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 氨气填料塔基本原理:讲解氨气填料塔的工作原理、结构组成及功能特点,对应教材第3章第2节。
2. 氨气填料塔的传质、传热过程:分析氨气填料塔在化工过程中的传质、传热现象,探讨影响其性能的因素,对应教材第3章第3节。
3. 氨气填料塔的设计与操作:介绍氨气填料塔的设计原则、操作方法及安全注意事项,对应教材第3章第4节。
4. 氨气填料塔在化工生产中的应用:讲解氨气填料塔在化工、环保等行业的应用案例,对应教材第3章第5节。
5. 实践操作:组织学生进行氨气填料塔的搭建、操作和实验,培养实际操作能力,结合教材第3章实验部分。
教学进度安排:1. 第1周:氨气填料塔基本原理及结构组成的学习。
2. 第2周:氨气填料塔的传质、传热过程的学习。
(完整版)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 (5)1.吸收剂的选择 (5)2.流程图及流程说明 (5)3.塔填料的选择 (7)五工艺计算 (11)1.物料衡算,确定塔顶、塔底的气液流量和组成 (11)2.塔径的计算 (12)3. 填料层高度计算 (14)4. 填料层压降计算 (16)5. 液体分布装置 (17)6. 液体再分布装置 (19)7. 填料支撑装置 (20)8. 流体进出口装置 (21)9. 水泵及风机的选型 (22)六设计一览表 (23)七对本设计的评述 (23)八参考文献 (24)九主要符号说明 (24)十致谢 (25)一前言在石油化工、食品医药及环境保护等领域,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。
塔设备按其结构形式基本上可分为两类:板式塔和填料塔。
以前在工业生产中,当处理量大时多用板式塔,处理量小时采用填料塔。
近年来由于填料塔结构的改进,新型的、高负荷填料的开发,既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小、性能稳定等特点。
因此,填料塔已经被推广到大型气、液操作中,在某些场合还代替了传统的板式塔。
如今,直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。
随着对填料塔的研究和开发,性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。
氨是化工生产中极为重要的生产原料,但是其强烈的刺激性气味对于人体健康和大气环境都会造成破坏和污染,氨对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用,可以吸收皮肤组织中的水分,使组织蛋白变性,并使组织脂肪皂化,破坏细胞膜结构。
化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计(1)
化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计
(1)
化工原理课程设计——水吸收氨填料吸收塔设计
一、选择填料
本设计所选用的填料为塔形环状填料,其主要优点在于能够提高氨气
与水接触的时间和接触面积,从而提高吸收效率。
其次,填料的表面
积大,对氨气的吸附强度较高。
二、计算填料高度
根据质量平衡公式,吸收塔中氨气的质量=进入氨气的质量-出口氨气
的质量-吸收氨气的质量。
结合我们所设计的填料种类和工艺流程,可
以得到计算填料高度的公式:
θ=(W/N) ln [(C0-C)/(Co-Ct)]
其中,W是空气中氨气的质量流量,单位为kg/h;N是塔形环状填料每立方米的比表面积,单位为m²/m³;C0是氨气从入口口进入吸收器的
浓度,单位为mg/Nm³;Ct是出口处氨气的平均浓度,单位为mg/Nm³;
C是入口处水的浓度,单位为mg/L。
三、塔的直径
根据经验公式可得:填料在瞬间液晶表面液流速等于液降的经验公式。
v=1.2/(μ)½ (ΔP/ρ) ¼
其中,v是液体在塔体内部的平均流速,单位为m/s;μ是液体的粘度,单位为Pa*s;ΔP是液体在塔体内产生的液降,单位为Pa;ρ是液体
的密度,单位为kg/m³。
四、结论
经过以上各个方面的计算和分析,我们得到了适合本工艺流程,并且
具有高效的填料塔高度及塔直径,使本工艺流程吸收效率达到最优化
程度。
我们所选用的填料塔设计方案具有成本低、效率高及运行稳定
等特点,非常符合实际工序的需要。
完整版化工原理课程设计水吸收氨气填料塔设计
——水吸收氨气填料塔设计
学 院
专 业
班 级
姓 名
学 号
指导教师
年12月11日
设计任务书
水吸收氨气填料塔设计
(1)设计题目
试设计一座填料吸收塔,米用清水吸收混于空气中的氨气C
量为_32003/h,其中含氨为8%(体积分数)
温度为25C。要求:
① 塔顶排放气体中含氨低于__0.04%(体积分数)
(2)操作条件
(1)操作压力:常压
(2)操作温度:20r
(3)吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定
(3)填料类型
聚丙烯阶梯环吸收填料塔
(4)设计内容
(1)设计方案的确定和说明
(2)吸收塔的物料衡算;
(3)吸收塔的工艺尺寸计算;
(4)填料层压降的计算;
(5)液体分布器简要设计;
(6)绘制液体分布器施工图
为了避免化学工业产生的大量的含有氨气的工业尾气直接排入大气而造成 空气污染, 需要采用一定方法对于工业尾气中的氨气进行吸收, 本次课程设计的 目的是根据设计要求采用填料吸收塔吸收的方法来净化含有氨气的工业尾气, 使 其达到排放标准。设计采用填料塔进行吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液 传质面积而且填料表面具有良好的湍流状况,从而使吸收过程易于进行,而且, 填料塔还具有结构简单、 压降低、 填料易用耐腐蚀材料制造等优点, 从而可以使 吸收操作过程节省大量人力和物力。
1.4.1填料种类的选择4
1.4.2填料规格的选择6
1.4.3填料材质的选择6
1.5基础物性数据7
1.5.1液相物性数据7
1.5.2气相物性数据8
1.5.3气液相平衡数据8
1.5.4物料横算8
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。
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。
化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计-V1
化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计-V1化工原理课程设计——水吸收氨填料吸收塔设计化工生产中,氨气是一种常见的化学气体,亦是一种毒性气体。
为了保证生产安全,常常需要使用填料吸收塔对氨气进行处理。
本次化工原理课程设计的主题是水吸收氨填料吸收塔设计,下面将从设计的流程、填料选择、设备选型及操作控制方面进行详细阐述。
一、设计流程1.确定设计要求:包括氨气的进入浓度、出口浓度、进入流量、处理效率要求等。
2.确定填料种类:选择适合水吸收氨的填料种类。
3.塔体设计:根据进入流量和处理效率要求计算出塔体高度,以及塔体的内径和壁厚。
4.设备选型:根据填料种类和塔体设计的要求选型。
5.操作控制:确定运行参数和控制策略等。
二、填料选择1.氨气水解和物理吸收的填料:骨炭、石英、聚丙烯、陶瓷、活性炭等。
2.氨气化学吸收的填料:硫酸铵、硝酸铵、硫酸钙、硝酸钙、硫酸钠等。
综合考虑吸附容积、吸附速度、吸附效率、化学稳定性等因素,本设计选择硝酸铵作为填料。
三、设备选型1.填料吸收塔:根据设计要求和填料种类选择适合的填料吸收塔。
2.进气风机:根据进气流量和风阻要求选型。
3.冷却器:为了防止氨气过热,常常需要在进入填料吸收塔前,在氨气进风口处安装冷却器。
四、操作控制1.进气速度:进气速度过快会导致氨气不能充分吸收,进气速度过慢则会影响处理效率。
一般控制在0.5-1.5m/s。
2.水位控制:为了保证填料的湿润度,需要控制水的流量和水位。
3.塔体温度控制:为了保证填料吸收效率,需要控制塔体温度,一般保持在20-35℃。
4.出口浓度控制:通过调节水的流量和塔体内填料的密度,控制出口浓度。
结语:本次化工原理课程设计通过设计流程、填料选择、设备选型及操作控制方面的详细阐述,较为全面地介绍了水吸收氨填料吸收塔的设计过程。
对于化工领域的实践和专业知识积累具有一定的参考价值。
化工原理课程设计水吸收氨气填料塔设计
化工原理课程设计水吸收氨气填料塔设计《化工原理》课程设计——水吸收氨气填料塔设计学院专业班级姓名学号指导教师2012年12月11 日设计任务书水吸收氨气填料塔设计(一)设计题目试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____3200____m3/h,其中含氨为____8%____(体积分数),混合气体的进料温度为25℃。
要求:①塔顶排放气体中含氨低于____0.04%____(体积分数);(二)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倍数自己确定(三)填料类型聚丙烯阶梯环吸收填料塔(四)设计内容(1)设计方案的确定和说明(2)吸收塔的物料衡算;(3)吸收塔的工艺尺寸计算;(4)填料层压降的计算;(5)液体分布器简要设计;(6)绘制液体分布器施工图(7)吸收塔接管尺寸计算;(8)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)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
目录前言.................................................................................................... 错误!未定义书签。
第一节填料塔主体设计方案的确定 . 01.1装置流程的确定 01.2 吸收剂的选择 01.3 课程设计任务 (1)1.4 填料的类型与选择 (1)1.4.1 填料种类的选择 (2)1.4.2 填料规格的选择 (4)1.4.3 填料材质的选择 (4)1.5 基础物性数据 (5)1.5.1 液相物性数据 (5)1.5.2 气相物性数据 (6)1.5.3 气液相平衡数据 (6)1.5.4 物料横算 (6)第二节填料塔工艺尺寸的计算 (8)2.1 塔径的计算 (8)2.2 填料层高度的计算及分段 (10)2.3填料层压降计算: (12)第三节填料塔内件的类型及设计 (13)3.1 液体分布装置 (13)3.2液体再分布装置 (15)3.3填料支撑装置 (16)3.4.流体进出口流差 (18)设计一览表 (19)对本设计的评述 (20)参考文献 (21)第一节填料塔主体设计方案的确定1.1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。
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
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03
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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。
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。
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。
氨吸收填料塔设计 化工原理课程设计完全版概要
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(Dg38k G a=0.0367×(2900×1.1780.72×4699.60.38=319.3kmol/(m3·h.Pa k La=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。
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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 (5)1.吸收剂的选择 (5)2.流程图及流程说明 (5)3.塔填料的选择 (7)五工艺计算 (11)1.物料衡算,确定塔顶、塔底的气液流量和组成 (11)2.塔径的计算 (12)3. 填料层高度计算 (14)4. 填料层压降计算 (16)5. 液体分布装置 (17)6. 液体再分布装置 (19)7. 填料支撑装置 (20)8. 流体进出口装置 (21)9. 水泵及风机的选型 (22)六设计一览表 (23)七对本设计的评述 (23)八参考文献 (24)九主要符号说明 (24)十致谢 (25)一前言在石油化工、食品医药及环境保护等领域,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。
塔设备按其结构形式基本上可分为两类:板式塔和填料塔。
以前在工业生产中,当处理量大时多用板式塔,处理量小时采用填料塔。
近年来由于填料塔结构的改进,新型的、高负荷填料的开发,既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小、性能稳定等特点。
因此,填料塔已经被推广到大型气、液操作中,在某些场合还代替了传统的板式塔。
如今,直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。
随着对填料塔的研究和开发,性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。
氨是化工生产中极为重要的生产原料,但是其强烈的刺激性气味对于人体健康和大气环境都会造成破坏和污染,氨对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用,可以吸收皮肤组织中的水分,使组织蛋白变性,并使组织脂肪皂化,破坏细胞膜结构。
氨的溶解度极高,所以主要对动物或人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用,常被吸附在皮肤粘膜和眼结膜上,从而产生刺激和炎症。
可麻痹呼吸道纤毛和损害粘膜上皮组织,使病原微生物易于侵入,减弱人体对疾病的抵抗力。
氨通常以气体形式吸入人体,氨被吸入肺后容易通过肺泡进入血液,与血红蛋白结合,破坏运氧功能。
进入肺泡内的氨,少部分为二氧化碳所中和,余下被吸收至血液,少量的氨可随汗液、尿液或呼吸排出体外。
短期内吸入大量氨气后会出现流泪、咽痛、咳嗽、胸闷、呼吸困难、头晕、呕吐、乏力等。
若吸入的氨气过多,导致血液中氨浓度过高,就会通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏的停搏和呼吸停止,危及生命。
因此,吸收空气中的氨,防止氨超标具有重要意义。
本次课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔吸收的方法来净化含有氨气的空气。
设计采用填料塔进行吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液传质面积而且填料表面具有良好的湍流状况,从而使吸收过程易于进行,而且,填料塔还具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制造等优点,从而可以使吸收操作过程节省大量人力和物力。
二 设计任务完成填料塔的工艺设计与计算,有关附属设备的设计和选型,绘制吸收系统的工艺流程图和填料塔装置图,编写设计说明书。
三 设计条件查表知,25C 下水的饱和蒸气压为3.169KPa ,干空气的密度为1.185kg/m 3,20C 下氨气的密度为0.7601kg/m 3。
水蒸气的饱和分压为:KPa P P S V 2183.27.0169.3=⨯=⨯=ϕ 湿空气的湿度:绝干气水汽kg /01393.02183.23.1012183.2622.0622.0kg P P P H VV =-⨯=-= 湿空气的比体积:绝干气湿空气kg m t H v H /8621.012732984.221801393.02913.1013.1012732734.22182913=⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⨯+⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+= 干空气湿空气339789.0185.18621.011m m =⨯= 湿空气干空气330216.19789.011m m == 标准状态下,湿空气干空气339359.02982730216.11m m =⨯= 氨气的体积分数=%68.19%1009359.07601.014.0=⨯⨯ 回收率=%64.99%1001968.00007.01968.0=⨯- 综上所述,本课程设计中填料塔的主要设计参数如下:1、气体混合物成分:空气和氨气;2、氨的含量: 19.68%(体积);3、混合气体流量: 5000m3/h;4、操作温度:303K;5、混合气体压力:101.3KPa;6、回收率: 99.64%。
四设计方案4.1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。
所以本课程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。
4.2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1。
(a)并流(b)逆流图1 吸收流程属高溶解度的吸收过程,为提高传质效率和分离效率,所以本设计选用水吸收NH3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。
4.3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。
4.3.1填料性能评价填料种类的选择要考虑分离工艺的要求,通常考虑一下几个方面:(1)传质效率传质效率即分离效率,它有两种表的方法:一是以理论级进行计算的表示方法,以每个理论级当量的填料层高度表示,即HETP值;另一方面是以传质速率进行计算的表示方法,以每个传质单元相当高度表示,即HTU值。
在满足工艺要求的前提下,应选用传质效率高,即HEYP(或HTU值)低的填料。
对于常用的工业填料,其HEYP(或HTU值)可由有关手册或文献中查到,也可以通过一些经验公式来估算。
(2)通量在相同的液体负荷下,填料的泛点气速愈高或气相动能因子愈大,则通量愈大,塔的处理能力亦越大。
因此在选择填料种类时,在保证具有较高传质效率的前提下,应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料。
对于大多数常用填料其泛点气速或气相动能因子可由有关手册或文献中查到,也可以通过一些经验公式来估算。
(3)填料层的压降填料层的压降是填料的主要应用性能,填料层的压降越低,动力消耗越低,操作费用越小。
选择低压降的填料对热敏性物系的分离尤为重要。
比较填料的压降有两种方法,一是比较填料层单位高度的压降△P/Z;另一是比较填料层单位传质效率的比压降△P/NT。
填料层的压降可用经验公式计算,亦可从有关图表中查出。
(4)填料的操作性能填料的操作性能主要指操作弹性、抗污堵性及抗热敏性等。
所选填料应具有较大的操作弹性,以保证塔内气、液负荷发生波动时维持操作稳定。
同时,还应具有一定的抗污堵、抗热敏能力,以适应物料的变化及塔内温度变化。
此外,所选的填料要便于安装、拆卸和检修。
4.3.2装填类型选择填料种类很多,根据填料方式不同,可分为散装填料和规整填料两大类。
1、散装填料散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体,一般以随机的方式堆积在塔内,又称为乱堆填料或颗粒填料。
散装填料根据结构特点不同,可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。
现介绍几种典型的散装填料。
(1)拉西环填料其结构为外径与高度相等的圆环,可用陶瓷、塑料、金属等材质制造。
拉西环填料的气液分布较差,传质速率低,阻力大,通量小,目前工业上已很少用了。