水吸收空气中NH3填料塔的课程设计

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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.................................................. 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。

化工原理课程设计说明书(水吸收氨气填料塔)

化工原理课程设计说明书(水吸收氨气填料塔)

华北水利水电大学North China University of Water Resources and Electric Power 课程设计题目水吸收氨过程的填料吸收塔设计学院专业姓名学号指导教师完成时间教务处制化工原理课程设计任务书目录中文摘要...。

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(1)英文摘要..。

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2第1章设计方案简介.。

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..4 第2章工艺计算及主体设备选型.。

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(4)2。

1 基础物性数据.。

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.42.1.1液相物性数据。

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..4 2。

1。

2气相物性数据。

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..4 2.1。

3气液相平衡数据。

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52.1.4物料衡算...。

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52.2填料塔工艺尺寸的计算.。

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62.2.1塔径的计算。

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62。

2.2填料层高度的计算。

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(8)2.2。

3填料层压降的计算...。

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10第3章辅助设备的计算及选型。

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1液体分布器.。

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113。

1.1液体分布器选型。

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113。

1.2布液计算。

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. (11)3.2填料支撑装置。

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3填料塔紧装置。

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水吸收氨气填料塔设计

水吸收氨气填料塔设计

前言在近代工业的发展中,塔设备已成为一个非常重要的单元设备,广泛应用于炼油、化工、制药等过程工业上,对吸收、蒸馏和洗涤有着不可或缺的作用。

它性能的优劣、技术水平的高低直接影响到产品的质量、产量、回收率、经济效益等各个方面。

所以研究新型的的塔设备和强化气液两相传质过程及工业生产有着重要的意义。

塔设备主要可分为两种:板式塔和填料塔。

板式塔和填料塔在过去几十年中的发展速度有快有慢,竞争能力时有强弱。

但总的来说,工业生产中因为处理量大所以还是以板式塔为主。

而对于填料塔,一般都是用于小量原料的处理。

但是在近些年来,人们对填料塔进行了大量的研究,却得了突破性的进展,目前应用规模的填料塔最大直径可达14~20m,突破了仅限于小塔的传统观念,并在现代化工生产中得到更为普遍的应用。

对于新型的填料塔来说,它还具有以下几个优点:(1)生产能力大,在需要大理论技术的分离过程中能耗小,可以更容易满足经济的应用热泵得要求。

(2)分离效率高(3)压降小(4)操作弹性大(5)持液量小利用填料塔去分离化工过程中的产物或者处理工业生产中对环境有害的污染物已越来越普遍,而且也趋于主流,对人们的日常生过也起着非常大的作用。

在使用填料塔进行分离物质时,必须事先对整个填料塔进行系统的计算与设计。

结合能效、操作条件、经济等方面去考虑。

充分了解到填料塔中个部分的物料情况和工作效益。

使整个填料塔分离过程能符合安全、环保、节能和高效益,能真正用于工业生产中。

氨是工业生产中一种极为重要的生产原料,在国民经济中占有重要地位。

除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的。

合成氨是大宗化工产品之一,世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上,其中约有80%的氨用来生产化学肥料,20%作为其它化工产品的原料。

但这种极为重要的化工原料却对人的生命有着严重的危害,如果在工业生产中操作有失误,会威胁这生产人员的性命安全。

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)

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。

水吸收氨填料塔设计

水吸收氨填料塔设计

环境工程原理课程设计清水吸收氨的填料塔装置设计说明书院(系)别:资源与环境学院专业:环境工程年级班:姓名:学号:指导老师:前言:课程设计是比较综合性和实践性较强的教学环节,是理论联系实际的桥梁,是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。

通过课程设计,要求学生能综合利用本课程和前修课程的基本知识,进行融会贯通的独立思考,在规定的时间内完成指定的化工设计任务,从而得到化工工程设计的初步训练。

通过课程设计,要求学生了解工程设计的基本内容,掌握化工设计的程序和方法,培养学生分析和解决工程实际问题的能力。

同时,通过课程设计,还可以使学生树立正确的设计思想,培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风。

课程设计是增强工程观念,培养提高学生独立工作能力的有益实践。

经过学习,我知道,填料塔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。

这次课程设计我把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。

目录一、设计任务书 (3)二、设计方案简介 (3)1、方案的确定 (4)2、填料的类型与选择 (4)3、设计步骤 (4)三、工艺计算 (4)1、基础物性数据 (5)2、工艺尺寸计算 (6)四、辅助设备的计算及选型 .................................... 错误!未定义书签。

1、除雾沫器 ........................................................ 错误!未定义书签。

2、液体分布器简要设计 .................................... 错误!未定义书签。

3、填料支承装置.................................................. 错误!未定义书签。

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
(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)氨气吸收塔毕业课程设计

(完整版)氨气吸收塔毕业课程设计

《化工原理》课程设计说明书设计题目:水吸收氨气填料塔设计者:陈玉姣专业:化学工程与工艺指导老师:王要令课程设计任务书●化工原理课程设计要求本课程的设计任务要求学生做设计说明书一份、图纸两张。

各部分的具体要求如下:1 说明书必须书写工整、图文清晰。

说明书中所有公式必须写明编号,所有符号必须注明意义和单位。

2设计图纸要求:(1) 流程图(A3)本设计要求画“生产装置工艺流程图”一张,图纸大小为210×297(或148×210)mm2。

本图应表示出装置或单元设备中所有的设备和机器,以线条和箭头表示物料流向,并以引线表示物料的流量、温度和组成等。

设备以细实线画出外形并简略表示内部结构特征,大致表明各设备的相对位置。

设备的位号、名称注在相应设备图形的上方或下方,或以引线引出设备编号,在专栏中注明个设备的位号、名称等。

管道以粗实线表示,物料流向以箭头表示(流向习惯为从左向右)。

辅助物料(如冷却水、加热蒸汽等)的管线以较细的线条表示。

(2)设备图(A2)本设计要求画主要设备详图一张,表示其结构形式、尺寸(表示设备特性的尺寸,如圆筒形设备的直径等)、技术特性等。

设备图基本内容有:①视图:一般用主(正)视图、剖面图或俯视图表示主要设备结构形状;②尺寸:图上应注明设备直径、高度以及表示设备总体大小和规格的尺寸;③技术特性表:列出设备操作压力、温度、物料名称、设备特性等;④标题栏:说明设备名称、图号、比例、设计单位、设计人、审校人等。

图纸要求:投影正确、布置合理、线型规范、字迹工整。

●课程设计任务书(7~8人一题,改变操作条件,一人一任务)(1) 设计题目试设计一座填料吸收塔,用于脱除混于空气中的氨气。

混合气体的处理量为2192m3对纯溶剂吸收过程,进塔液相组成为X2=0,则(LV)min=(0.0638-0.0002)[0.063830.755-0]=0.75,(1)所以最小吸收剂用量:Lmin=0.75×V=61.31Kmol--Hougen关联式计算泛点气速μf,把数据代入下式得:-0.5844,则: μf=2.63ms对于散装材料,其泛点率ϕ=μμf范围是(0.5-0.85)可取ϕ=0.6,则μ=μf×0.6=1.578ms由式求得,D=0.7m,(常用的标准塔径为400、500、600、700、800、1000、1200、1400、1600、2000、2200)所以泛点率ϕ=μμf=1.5832.63×100%=60.2%(在允许范围内0.5~0.85)(3)填料规格校核: Dd=70025=28>8(在允许范围内)(4)液体喷淋密度校核:因填料为25mm×12.5mm×1.4mm,塔径与填料尺寸之比大于8,对于直径不超过75mm的散装填料,可取最小润湿速率为0.08m3mh;对于直径大于75mm的散装填料,可取最小润湿速率为0.12m3mh固取最小润湿速度为(Lw)min=0.08 m3m.=(LW)min×at0.08=18.24m3㎡——最小液体喷淋密度 m³(m²·——最小的L——液相的V——气相的。

水吸收填料塔课程设计

水吸收填料塔课程设计

水吸收填料塔课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握填料塔的基本概念、分类和结构特点;2. 使学生了解水吸收过程中填料塔的工作原理;3. 帮助学生理解影响填料塔传质效果的主要因素。

技能目标:1. 培养学生运用化学原理分析填料塔传质过程的能力;2. 提高学生运用实验方法研究填料塔传质效果的能力;3. 培养学生运用CAD等软件进行填料塔设计的初步技能。

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;2. 培养学生的团队合作意识,提高沟通与协作能力;3. 增强学生的环保意识,使其认识到化学工艺在环保领域的重要性。

本课程针对高中年级学生,结合化学工程学科特点,注重理论联系实际,提高学生的实践操作能力。

通过本课程的学习,使学生能够掌握填料塔的相关知识,培养其解决实际工程问题的能力,同时培养其良好的情感态度和价值观。

课程目标具体、可衡量,便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 填料塔的基本概念与分类:介绍填料塔的定义、作用及分类,重点讲解散装填料塔和规整填料塔的结构特点及优缺点。

2. 填料塔的工作原理:阐述水吸收过程中填料塔内气液两相的流动特性,分析传质过程的基本原理。

3. 影响填料塔传质效果的因素:分析填料类型、填料层高度、气液流速等参数对传质效果的影响。

4. 填料塔的设计计算:介绍填料塔设计的基本原则,讲解塔径、塔高、填料层高度等参数的计算方法。

5. 填料塔的实验研究:组织学生进行填料塔传质实验,观察不同工况下的传质效果,分析实验数据。

6. 填料塔CAD设计:引导学生运用CAD软件进行填料塔结构设计,培养学生的实际操作能力。

教学内容根据课程目标,紧密结合教材,注重科学性和系统性。

教学大纲明确,内容包括教材相关章节,确保教学内容的安排和进度合理。

通过本章节的学习,使学生全面掌握填料塔相关知识,为实际工程应用打下基础。

三、教学方法本章节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:通过生动的语言和丰富的实例,为学生讲解填料塔的基本概念、工作原理及设计计算方法,巩固学生的理论基础。

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)

水吸收氨填料吸收塔设计1 题目含氨为5%的混合气体, 处理量为500m3/h, 尾气中含氨低于0.02%,采用清水进行吸收, 吸收剂的用量为最小用量的1.5倍. (均为体积分数).,2 设计任务和操作条件:(1)操作压力常压。

(2)操作温度 20℃(3)年工作300天,每天24小时运行.3 填料类型 聚丙烯阶梯环填料,规格自选.4 设计内容(1)吸收塔的物料衡算(2)填料层压降的计算(3)液体分布器的简单设计(4)吸收塔塔体工艺尺寸的计算(5)绘制分布器施工图(6)对本设计进行评述5 基础数据20℃下氨在水中的溶解度系数为0.725Kmol/( m3. kpa)一吸收工艺流程的确定采用常规逆流操作流程.流程如下。

二物料计算(l). 进塔混合气中各组分的量取塔平均操作压强为101.3kPa,故:混合气量= 500()×= 20.80kmol/h混合气中氨量=20.80×0.543 =1.129 kmol/h = 19.2kg/h混合气中空气量=20.80-1.129 = 19.671kmol/h=570.5kg/h (2).混合气进出塔的(物质的量)组成==0.05430;(3).混合气进出塔(物质的量比)组成Y1==0.0574Y2=(1-)=0.0574×=0.0002296(以塔顶排放气体中氨含量0.02%计)三 平衡曲线方程查表知:20℃时,氨在水中的亨利系数E=277.3Kpa;m = = = 2.737故操作线方程为:Y=2.737X.吸收剂(水)的用量Ls由操作线方程知:当Y1=0.0574时,X1*=0.021,计算最小吸收剂用量=19.671×=53.77 kmol/h取安全系数为1.5,则Ls=1.5×53.77=80.65kmol/h = 1451.7kg/h依物料衡算式塔底吸收液浓度= 19.671×= 0.014四塔径计算塔底气液负荷大,依塔底条件(混合气20℃),101.325kPa图1 通用压降关联图(1).采用Eckert通用关联图法(图1)计算泛点气速①有关数据计算塔底混合气流量V`S=570.5+19.2=589.7kg/h吸收液流量L`=1451.7kg/h进塔混合气密度=×=1.206kg/(混合气浓度低,可近似视为空气的密度)吸收液密度=998.2kg/吸收液黏度=1.005 mP a·s经比较,选DN38mm聚丙烯阶梯环。

化工原理课程设计--填料吸收塔的设计

化工原理课程设计--填料吸收塔的设计

化工原理课程设计--填料吸收塔的设计《化工原理》课程设计填料吸收塔的设计学院南华大学船山学院专业制药工程班级 10级姓名龙浩学号 20109570111指导教师王延飞2012年11月25日1.水吸收氨气填料塔工艺设计方案简介任务及操作条件①混合气(空气、NH3 )处理量:10003/m h;②进塔混合气含NH3 7% (体积分数);温度:20℃;③进塔吸收剂(清水)的温度:20℃;④NH3回收率:96%;⑤操作压力为常压101.3k Pa。

1设计方案的确定用水吸收氨气属于等溶解度的吸收过程,为提高传质效率,选用逆流吸收过程。

因用水做座位吸收剂,且氨气不作为产品,股采用纯溶剂。

该填料塔中,氨气和空气混合后,经由填料塔的下侧进入填料塔中,与从填料塔顶流下的清水逆流接触,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。

2填料的选择对于水吸收氨气的过程,操作温度计操作压力较低。

工业上通常是选用塑料散装填料。

在塑料散装中,塑料阶梯环填料的综合性能较好,见下图:根据所要处理的混合气体,可采用水为吸收剂,其廉价易得,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。

设计选用填料塔,填料为散装聚丙烯DN50阶梯环填料。

国内阶梯环特性数据52. 工艺计算2.1基础物性数据 2.1.1液相物性数据对低浓度吸收过程,溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。

由手册查的,20℃水的有关物性数据如下: 密度为 ρ1 =998.2Kg /m 3粘度为 μL =1.005mPa ·S =0.001Pa ·S=3.6Kg /(m ·h ) 表面张力为 σL =72.6dyn /cm=940 896Kg /h 2氨气在水中的扩散系数:D L =1.80×10-9 m 2/s=1.80×10-9×3600 m 2/h=6.480 ×10-6m 2/h2.1.2气相物性的数据 混合气体平均摩尔质量为M VM =Σy i M i =0.101×17+0.899×28=26.889混合气体的平均密度为ρvm =RTPM VN=101.3×26.889/(8.314×293)=1.116Kg /m 3 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度,查手册的20℃空气的粘度为μV =1.81×10—5Pa ·s=0.065Kg /(m ·h )查手册得氨气在20℃空气中扩散系数为D v = 0.189 cm 2/s=0.068 m 2/s2.1.3气液相平衡数据20C 下氨在水中的溶解度系数:)/(725.03kpa m kmol H ⋅=,常压下20℃时亨利系数:SLHM E ρ==998.2/(0.725×18.02)=76.40Kpa相平衡常数为755.01.10140.76===P E m溶解度系数为717.02.184.762.98=⨯==SLEM H ρ998.20.7540.72518101.3s S E m P HM P ρ====⨯⨯ 2.1.4 物料衡算 进塔气相摩尔比为Y 1=11y 1y —=0.101/(1—0.101)=0.11235 出塔气相摩尔比为Y 2=Y 1(1—φ)=0.11235×(1—0.9996)=0.000045进塔惰性气相流量为V=1000/22.4×273/(273+20)×(1—0.101)=34.29Kmol /h该吸收过程属低浓度吸收,平衡关系为直线,最小液气比可按下式计算,即;(V L )min =2121m X Y Y Y —/— 对纯溶剂吸收过程,进塔液相组成为 X 2=0(VL)min =(0.11235—0.000045)/[0.11235/(0.754—0)]=0.753 取操作液气比为最小液气比1.8VL=1.8×0.753=1.355 L=1.355×34.29=46.516Kmol /hV (Y 1—Y 2)=L (X 1—X 2)X 1=34.29×(0.11235—0.000045) /46.516=0.08278 5填料塔的工艺尺寸的计算 1) 塔径的计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速 塔径气相质量流量为V ω=1000×1.103=1103Kg /h液相质量流量可近似按纯水的流量计算,即:L ω=46.516×18.02=838.218㎏/hEckert 通过关联图的横坐标为025.0)2.998116.1(1103218.838)(5.05.0=⨯=L V V L w w ρρ 21.02.02=ψΦL LV F F g u μρρ1170-=Φm F95.01116.111702.99881.921.021.02.02.0=⨯⨯⨯⨯⨯=ψΦ=L V F L F g u μρρ729.0665.014.33600/100044=⨯⨯==uV D Sπ圆整塔经,取D=0.8ms m u u F /665.095.07.07.0=⨯==泛点率校核:)%(69%1008.0785.03600/10002在允许范围内=⨯⨯=u填料规格校核:805.2138800>==d D112480.23lg f t v v L L L v L u a W A K g W ρρμρρε⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦即()20.231184223 1.166lg () 1.0049.81998.20.90 1.1660.204 1.750.666998.20.476f u ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎛⎫=-⨯⨯ ⎪⎝⎭=-3.017/f u m s = ()0.50.85f u u =-取泛点率为0.8 取u =0.8u F =0.8×3.017m/s =2.41m/sD =u4πSV = [(4×1000/3600)/(3.14×2.41)] 0.5=0.38m 圆整后取 ()()0.4400D m mm ==2.泛点率校核:210003600 2.212/0.7850.4u m s ==⨯ 2.2120.7333.017F u u ==(在0.5到0.85范围之间) 3.填料规格校核:40016825D d ==> 4.液体喷淋密度校核:取最小润湿速率为:U min =(L W )min · a t =0.101×114.2=11.534m 3/m 2·h 查常用散装填料的特性参数表,得at=114.2m 2/m 3 U=46.516×18.02/998.2/(0.785×0.42)=6.717>U min经以上校核可知,填料塔直径选用D= 400mm 是合理的。

水吸收空气中NH3填料塔设计氨气课程设计

水吸收空气中NH3填料塔设计氨气课程设计

水吸收空气中NH3填料塔设计目录任务书 (2)前言 (3)第一章填料塔的确定 (4)1.1填料塔的主体结构与特点 (4)1.2 填料塔的设计任务及步骤......................... 错误!未定义书签。

1.3 填料塔设计条件及操作条件 (6)第二章填料塔主体设计方案的确定......................... 错误!未定义书签。

2.1 装置流程的确定 (7)2.2吸收剂的选择 (7)2.3填料的类型与选择 (7)2.3.1 填料性能的评价2.3.2 填料类型的选择 (7)2.3.3 填料规格的选择 (10)2.3.4填料材质的选择2.4基础物性数据 (12)2.4.1 液相物性数据 (12)2.4.2 气相物性数据 (12)2.4.3 气液相平衡数据 (13)2.4.4 物料衡算 (13)第三章填料塔工艺尺寸的计算 (14)3.1塔径的计算 (14)3.2填料层高度的计算及分段 (17)3.2.1 传质单元数的计算 (16)3.2.2质单元高度的计算3.2.3 填料层的分段 (20)3.3填料层压降的计算 (20)第四章主要附属设备的选型和计算 (21)4.1填料塔附属高度的计算 (21)4.2流体进出口流差4.2.1气体进料管4.2.2液体进料管4.3风机和离心泵的计算和选择 (24)4.3.1风机的选择4.3.2离心泵的计算和选择4.4液体分布装置4.5填料支撑装置4.6填料压紧装置主要符号说明1填料塔设计结果概要 (26)2 填料塔设计数据一览 (26)3 参考文献............................................. 错误!未定义书签。

4 设计评价............................................. 错误!未定义书签。

5 致谢附件一:塔设备流程图................................... 错误!未定义书签。

化工原理课程设计预案水吸收氨气

化工原理课程设计预案水吸收氨气

《化工原理》课程设计水汲取氨气填料塔设计学院医药化工学院专业化学工程与工艺班级姓名姚学号090350==指导教师蒋赣、严正芳2011年 12 月 25 日目录序言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 1.水汲取氨气填料塔工方案介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4任及操作条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4 案确实定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 41.3 填料的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 42.工算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62.1 基物性数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62.1.1 液相物性的数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 62.1.2 气相物性的数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 62.1.3 气液相均衡数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 62.1.4 物料衡算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 72.2 填料塔的工尺寸的算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72.2.1 塔径的算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 72.2.2 填料高度算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 92.2.3 填料降算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 122.2.4 液体散布器要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯133.助的算及型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯153.1 填料支承⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 15填料装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16 液体再散布装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯164. 一表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯175. 后⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯186. 参照文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯107. 主要符号明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯108.附(工流程、主体条件)前言在炼油、石油化工、精美化工、食品、医药及环保等部门,塔设施属于使用量大应用面广的重要单元设施。

填料塔吸收氨课程设计

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。

化工原理课程设计水吸收氨

化工原理课程设计水吸收氨

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吉林化工学院化工原理课程设计题目处理量为7600m3/h氨气吸收塔的工艺设计教学院专业班级学生姓名学生学号指导教师课程设计任务书1、设计题目:处理量为m3/h氨气吸收塔的工艺设计;试设计一座填料吸收塔,用于脱除混于空气中的氨气。

混合气体的处理量为7600(m3/h),其中含空气为96%,氨气为4%(体积分数),要求塔顶排放气体中含氨低于0.01%(体积分数),采用清水进行吸收,吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。

(20C°氨在水中的溶解度系数为H=0.725kmol/m3.kPa)2、工艺操作条件:(1)操作平均压力常压(2)操作温度t=20℃(3)每年生产时间:7200h。

(4)选用填料类型及规格自选。

3、设计任务:完成吸收的工艺设计与计算,有关附属设备的设计和选型,用2号图纸手绘吸收系统的工艺流程图和工艺条件图,编写设计说明书(用电子版)。

目录摘要································································错误!未定义书签。

《化工原理》课程设计水吸收氨气填料塔设计 (14)

《化工原理》课程设计水吸收氨气填料塔设计 (14)

《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任务(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__5000__m3/h,其中含氨为_5%_(体积分数),混合气体的进料温度为25℃。

要求:氨气的回收率达到_95%_。

(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)填料类型填料类型与规格自选。

(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 (1)1. 水吸收氨气填料塔工艺设计方案简介 (4)1.1任务及操作条件 (4)1.2设计案的确定 (4)1.3填料的选择 (4)2. 工艺计算 (5)2.1 基础物性数据 (5)2.1.1液相物性的数据 (6)2.1.2气相物性的数据 (6)2.1.3气液相平衡数据 (6)2.1.4 物料衡算 (6)2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (7)2.2.1 塔径的计算 (7)2.2.2 填料层高度计算 (9)2.2.3 填料层压降计算 (11)2.2.4 液体分布器简要设计 (12)3. 辅助设备的计算及选型 (13)3.1 填料支承设备 (13)3.2填料压紧装置 (14)3.3液体再分布装置 (14)4. 设计一览表 (16)5. 后记 (17)6. 参考文献 (18)7. 主要符号说明 (19)8. 附图(工艺流程简图、主体设备设计条件图) (20)前言在炼油、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。

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。

水吸收氨气填料塔课程设计

水吸收氨气填料塔课程设计
水吸收氨气填 料塔课程设计
引言 1 设计目标 3 填料塔结构设计 5
-
目录
2 填料塔简介 4 工艺流程设计 6 总结与展望
1
引言
引言
在当前的工业生产中,氨气的吸收和分离是一个重要
1
的环节
氨气是一种常见的工业气体,广泛应用于化工、制药、
2
农业等领域
为了实现高效、环保的氨气吸收,本课程设计旨在设
3
计和优化水吸收氨气的填料塔
2
填料塔简 介
填料塔简介
1
填料塔是化工生产中常用的设备之一, 主要用于气液或液液之间的传质和传
热过程
填料塔的核心部件是填料,它提供了 气液接触和反应的表面
2
3
通过选择合适的填料和操作条件,可 以有效地提高传质和传热的效率
3
设计目标
设计目标
本课程设计的主 要目标是
设计目标
6
总结与展 望
总结与展望
1
通过本次课程设计,我们了解了水来自收氨气的 工艺流程和填料塔的结构设计
2
在实际应用中,还需要根据具体条件进行工艺
参数的优化和设备的选型
3
未来,随着技术的进步和应用需求的提高,水 吸收氨气的填料塔将会更加高效、环保和节能
恳请各位导师批评指正
感谢您的聆听
汇报人:XXXX
指导老师:XXX
工艺流程设计
吸收过程
在填料塔内,氨气与水逆流接触,发生吸收 反应。吸收后的溶液从塔顶流出,进入后续 处理单元。未被吸收的气体从塔顶排出,进 入回收系统
工艺流程设计
工艺参数控制
工艺参数如温度、压力、流量等应进行实时监测和控制 ,以确保吸收过程的稳定性和高效性。可以通过调节氨 气流量、水流量以及塔内温度和压力等参数来优化吸收 效果
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气相总传质单元高度(m) 0.296
气相总传质单元数 14.992
泛点气速(m/s) 3.017
泛点率 0.733
压降(kpa) 5.15
操作压力(kpa) 101.3
操作温度(℃) 20
填料直径(mm) 25
孔隙率ε 0.90
填料比表面积a(㎡/m3) 223
填料常数A 0.204
进塔气相摩尔比:
出塔气相摩尔比:
对于纯溶剂吸收过程,进塔液相组成:
混合气体流量 : kmol/h
进塔惰性气体流量: kmol/h
吸收过程属于低浓度吸收,平衡关系为直线,最小液气比可按下式计算:
取操作液气比为最小液气比的1.5倍,可得吸收剂用量为:
根据全塔物料衡算式:
液气比 :
(三)塔径的计算
1.塔径的计算
考虑到填料塔内塔的压力降,塔的操作压力为101.3
采用贝恩----霍夫泛点关联式:

取泛点率为0.6. 即
圆整后取
2.泛点率校核:
(在0.5到0.85范围之间)
3.填料规格校核:
通过这次的课程设计,让我从中体会到很多。课程设计是我们在校大学生必须经过的一个过程,通过课程设计的锻炼,可以为我们即将来的毕业设计打下坚实的基础!使我充分理解到化工原理课程的重要性和实用性,更特别是对各方面的了解和设计,对实际单元操作设计中所涉及的各个方面要注意问题都有所了解。
(二)操作条件
1.操作压力为常压,操作温度20℃.
2.填料类型选用聚丙烯阶梯环填料,填料规格自选。
3.工作日取每年300天,每天24小时连续进行。
(三)设计内容
1.吸收塔的物料衡算;
2.吸收塔的工艺尺寸计算;
3.填料层压降的计算;
4.吸收塔接管尺寸计算;
5.吸收塔设计条件图;
6.对设计过程的评述和有关问题的讨论。
采用直管进料,由《化工原理》第三版 上册 [谭天恩等主编 化学工业出版社]P368查得
选择 热轧无缝钢管,则
(在符合范围内)
(七)吸收塔设计条件图表
吸收塔类型 聚丙烯阶梯环吸收填料塔
混合气体处理量(m3/h) 1000
塔径D(m) 0.4
填料层高度Z(m) 7
——气相总传质单元高度,m ——气膜吸收系数, kmol /(m3.s.KPa)
——气相总传质系数,无因次 ——气膜吸收系数, kmol /(m3.s.KPa)
——气体通用常数,8.314kJ/(kmol.K) ——解吸因子
——温度,0C ——空塔速度,m/s
——液泛速度,m/s ——惰性气体流量,kmol/h
三、工艺计算
(一)基础物性数据
1.液相物性数据
2. 气相物性数据
混合气体平均密度:
=427680( )
空气黏度:
273K,101.3Kpa.氨气在空气中扩散系数:
(二)物料衡算,确定塔顶、塔底的气液流量和组成
20℃,101.3Kpa下氨气在水中的溶解度系数
脱吸因数为:
气相总传质单元数为:
=
=14.992
气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算:
液体质量通量为:
气体质量通量为:

气膜吸收系数:
液膜吸收系数:
查表得 =1.35 故
=0.1273 0.2476 223 =9.778
=0.3037 0.2476 223 =18.907
f = 0.733>0.5
以下公式为修正计算公式:
则 (H为溶解度系数);
= =10.163

= =0.296m
2. 填料层高度的计算
二、设计方案
(一)流程图及流程说明
该填料塔中,氨气和空气混合后,经由填料塔的下侧进入填料塔中,与从填料塔顶流下的清水逆流接触,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。
(二)填料及吸收剂的选择
该过程处理量不大,所用的塔直径不会太大,可选用25×12.5×1.4聚丙烯阶梯环塔填料,其主要性能参数如下:
采用直管进料,由《化工原理》 第三版 上册 [谭天恩等主编 化学工业出版社]P269查得
选择 热轧无缝钢管,则
(在符合范围内)
气体进出口压降:
进口:
出口:
2、液体进料管
由于常压下塔液体进出口管速可取 ,故若取液体进出口流速近似为2.6m/s,则由公式 可求得液体进出口内径为
Z——填料层高度 m min——最小的
max——最大的 ——粘度 Pa.s ——密度 kg/m3
——表面张力 N/mε——孔隙率 ——相平衡常数,无因次五、对设计过程的评述
这次我的课程设计题目是水吸收氨过程填料塔的设计,这是关于吸收中填料塔的设计。填料塔是以塔内装有大量的填料为相接触构件的气液传质设备。填料塔的结构较简单,压降低,填料易用耐腐蚀材料制造等优点。
通过这次对填料吸收塔的设计,培养了我们的能力:首先培养了我们查阅资料,选用公式和数据的能力,其次还可以从技术上的可行性与经济上的合理性两方面树立正确的设计思想,分析和解决工程实际问题的能力,最后熟练应用计算机绘图的能力以及用简洁文字,图表表达设计思想的能力。不仅让我将所学的知识应用到实际中,而且对知识也是一种巩固和提升充实。在老师和同学的帮助下,及时的按要求完成了设计任务,通过这次课程设计,使我获得了很多重要的知识,同时也提高了自己的实际动手和知识的灵活运用能力。

取上下活动系数为1.5
故 取填料层高度为7m.
查[2]化工原理课程设计213页表5-41散装填料分段高度推荐值查得:
塑料阶梯环 h/D 8~15
取h/D=10 得 h=10 0.4=4m
故 填料层需要分为二段,高度分别为3.5m.
(五) 填料塔压降的计算
采用Eckert通用关联图计算填料层压降
横坐标为: =0.0228
查[2]P215表5-44得:
纵坐标为:
查图得
填料层压降为:
Eckert图
(六) 吸收塔的主要接管尺寸的计算
1、气体进料管
由于常压下塔气体进出口管气速可取12~20 ,故若取气体进出口流速近似为16m/s,则由公式 可求得气体进出口内径为
比表面积at:223 空隙率 :0.90
湿填料因子 : 填料常数 A:0.204 K:1.75
见下图:
根据所要处理的混合气体,可采用水为吸收剂,其廉价易得,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。
参考文献
[1]涂伟萍.陈佩珍.程达芳编.化工过程及设备设计.北京:化学工业出版社,2003
[2]付家新等. 化工原理课程设计(典型化工单元操作设备设计).北京:化学工业出版社,2010
[3]谭天恩等.化工原理.第三版(上册).北京: 化学工业出版社,2010
[4]郑津泽. 荣其伍.桑芝富 编.过程设备设
——混合气体体积流量,m3/h ——混合气体流量,kmol/h
——是吸收液量 kmol/h ——填料因子, m-1
——吸收剂用量kmol/h; kmol/s ——压降填料因子, m-1
Ψ——液体密度校正系数
x——溶质组分在液相中的摩尔分率 无因次 y——溶质组分在液相中的摩尔分率 无因次
一、设计任务书
(一)设计题目
试设计一座填料吸收塔,用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为1000 m3/h,其中含氨气为8%(体积分数),要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%(体积分数),采用清水进行吸收,吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。(20℃氨在水中的溶解度系数为H=0.725kmol/(m3.kPa)
填料常数K 1.75
四、符号说明
——填料层的有效传质比表面积(m2/m3)
——填料层的润滑比表面积m2/m3 ——吸收因数;无因次
——填料直径,mm; ——填料当量源自径,mm ——扩散系数,m2/s; 塔径 ——亨利系数,KPa
——重力加速度,kg/(m2.h) ——溶解度系数,kmol /(m3.KPa)
4.液体喷淋密度校核:
取最小润湿速率为:
所以得
故满足最小喷淋密度的要求.
(四)填料层高度计算
1.传质单元高度计算
273K,101.3kpa下,氨气在空气中的扩散系数 .由 ,则
293K,101.3kpa下,氨气在空气中的扩散系数
293K,101.3kpa下,氨气在水中的扩散系数 (查化工原理附录)
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