化工原理课程设计吸收塔-终极版
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:141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。
化工原理课程设计-填料吸收塔的设计
化工原理课程设计-填料吸收塔的设计课程设计题目:填料吸收塔的设计教学院:化学与材料工程学院专业:化学工程与工艺(精细化工方向)学号:学生姓名:指导教师:2012 年 5 月31 日《化工原理课程设计》任务书2011~2012 学年第2学期学生姓名:专业班级:化学工程与工艺(2009) 指导教师:工作部门:化工教研室一、课程设计题目:填料吸收塔的设计二、课程设计内容(含技术指标)1. 工艺条件与数据煤气中含苯2%(摩尔分数),煤气分子量为19;吸收塔底溶液含苯≥0.15%(质量分数);吸收塔气-液平衡y*=0.125x;解吸塔气-液平衡为y*=3.16x;吸收回收率≥95%;吸收剂为洗油,分子量260,相对密度0.8;生产能力为每小时处理含苯煤气2000m³;冷却水进口温度<25℃,出口温度≤50℃。
2. 操作条件吸收操作条件为:1atm、27℃,解吸操作条件为:1atm、120℃;连续操作;解吸气流为过热水蒸气;经解吸后的液体直接用作吸收剂,正常操作下不再补充新鲜吸收剂;过程中热效应忽略不计。
3. 设计内容①吸收塔、解吸塔填料层的高度计算和设计;②塔径的计算;③其他工艺尺寸的计算。
三、进度安排1.5月14日:分配任务;2.5月14日-5月20日:查询资料、初步设计;3.5月21日-5月27日:设计计算,完成报告。
四、基本要求1. 设计计算书1份:设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。
设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点,列出设计主要技术数据,对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。
应按设计程序列出计算公式和计算结果,对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。
设计说明书应附有带控制点的工艺流程图。
设计说明书具体包括以下内容:封面;目录;绪论;工艺流程、设备及操作条件;塔工艺和设备设计计算;塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算;设计结果概览;附录;参考文献等。
吸收塔吸课程设计
吸收塔吸课程设计(总22页) --本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《化工原理》课程设计报告题目名称:水吸收SO2过程填料吸收塔设计学生学院:轻工化工学院专业班级: 09 制药工程2班学号: 01学生姓名:梁奋芬课程设计时间:2012年 06月2日-2012年06月18日设计任务书设计题目:水吸收SO2过程填料吸收塔设计。
试设计一座填料吸收塔,用于脱除混于空气中的SO2。
混合气体的处理量自定,但各人不能相同,混合气体中含SO25%(体积分数,下同),要求塔顶排放气体中SO2含量低于%,采用清水进行吸收,吸收剂用量自定。
(低浓度、物理吸收,溶解热可忽略,所以只需做物料衡算,而不必做热量衡算)操作条件:操作压力:常压,操作温度:20℃填料类型:选用聚丙烯阶梯环填料,填料规格自选。
工作日:每年300天,每天24小时连续运行。
厂址:肇庆高新区自定义的量:假设混合气体的处理量为 4000L/h; 聚丙烯阶梯环填料规格为Dg38;设计内容1、吸收塔的物料衡算;2、吸收塔工艺尺寸的计算(塔径、塔高,包括填料的分段);3、(气体通过)填料层压降的计算;4、吸收塔接管尺寸的计算;5、吸收塔附属装置的选型;液体分布器、再分布器、支承器等;6、附属设备选型;泵(通过计算选型)、风机(选型计算);7、绘制生产工艺流程图;8、绘制填料塔装配图;9、对设计过程的评述和有关问题的讨论目录摘要 ........................................................ 错误!未定义书签。
1 绪论 ...................................................... 错误!未定义书签。
2填料吸收塔的设计........................................... 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。
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。
化工安全吸收塔课程设计
化工安全吸收塔课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握化工安全中吸收塔的基本原理和结构特点;2. 使学生了解吸收塔在化工生产中的应用及其重要性;3. 引导学生掌握吸收塔操作的安全知识和事故预防措施。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际化工生产中吸收塔问题的能力;2. 提高学生进行吸收塔操作和事故应急处理的技能;3. 培养学生团队合作和沟通协调的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对化工安全的责任感和使命感,提高安全意识;2. 引导学生树立环保意识,关注化工生产对环境的影响;3. 培养学生严谨、务实的学习态度,培养良好的职业道德。
课程性质分析:本课程为化工专业高年级学生设计,结合了化工原理、化工安全和化工工艺等知识。
课程旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合,提高解决实际问题的能力。
学生特点分析:学生已具备一定的化工基础知识,具有较强的学习能力和动手能力。
在此基础上,通过本课程的学习,使学生更好地适应未来化工行业的发展需求。
教学要求:1. 结合实际案例进行教学,提高课程的实用性和针对性;2. 注重培养学生的动手操作能力和事故应急处理能力;3. 强化团队合作,培养学生的沟通协调能力。
二、教学内容1. 吸收塔的基本原理与结构- 吸收塔的工作原理及分类- 吸收塔的结构组成及其功能- 吸收塔内流体力学特性分析2. 吸收塔在化工生产中的应用- 吸收塔在气体净化、溶剂回收等领域的应用案例- 吸收塔的设计与选型原则- 吸收塔操作与维护要点3. 化工安全与吸收塔操作- 吸收塔操作中的潜在风险与事故案例分析- 吸收塔安全操作规程及预防措施- 事故应急处理方法及逃生自救技巧4. 教学实践与案例分析- 实际操作演示及分组讨论- 案例分析:典型吸收塔事故原因及预防- 学生分组设计吸收塔操作优化方案教学内容安排与进度:第一周:吸收塔的基本原理与结构第二周:吸收塔在化工生产中的应用第三周:化工安全与吸收塔操作第四周:教学实践与案例分析教材章节关联:《化工原理》中关于吸收塔的原理、设计及应用部分;《化工安全》中关于化工设备安全操作、事故案例分析部分;《化工工艺学》中关于吸收塔在化工生产过程中的应用部分。
(推荐)化工原理课程设计-吸收塔
(推荐)化工原理课程设计-吸收塔1. 课程设计背景化工原理是化学工程专业基础性课程之一。
吸收塔作为化工过程中的一种重要的物理操作单元,广泛应用于各个领域,如炼油、化肥、冶金、环保等。
本课程设计旨在通过吸收塔的设计和模拟计算,使学生掌握吸收塔的工作原理、设计方法和实际应用。
2. 设计要求(1)设计一座与设计要求相符合的吸收塔,并确定其操作条件和流程要求。
(2)根据设计要求,绘制出吸收塔的流程图和设备图,并说明各个部件的作用和参数。
(3)进行吸收塔的热力学计算,确定塔内各个操作区的物质平衡、能量平衡和质量传递方程,并进行模拟计算。
(4)根据计算结果,分析吸收塔的工作效率和能耗,并提出改进方案。
3. 设计步骤(1)确定吸收塔的物理和化学性质,包括塔径、高度、填料、进口和出口流量、进口温度和浓度等。
(2)绘制吸收塔的流程图和设备图,并确定各个部件的作用和参数。
(3)进行物质平衡计算,确定塔内各个操作区的物质平衡方程,包括气相和液相组分浓度、进出口流量和进出口浓度等。
(4)进行能量平衡计算,确定塔内各个操作区的能量平衡方程,包括各个操作区的温度和热流量等。
(5)进行质量传递计算,确定各个部位的传质系数和质量传递方程,包括气相和液相组分浓度、气液相之间的界面质量传递等。
(6)进行模拟计算,分析吸收塔的工作效率和能耗,并提出改进方案,包括从设计、操作和维护等多方面分析并提出改善措施。
4. 设计结果展示(1)绘制吸收塔的流程图和设备图,说明各个部件的作用和参数。
(2)进行物质平衡、能量平衡和质量传递计算,并通过图表等形式展示各个方程的计算结果。
(3)分析吸收塔的工作效率和能耗,并提出改进方案。
5. 总结通过本次课程设计,学生深入了解吸收塔的工作原理和设计方法,并通过实际计算和分析得出了吸收塔的工作效率和能耗等方面的结论,并提出了改进方案,使学生在理论和实践上都有了较好的提高。
同时,本课程设计也提高了学生的创新意识和实际操作能力。
(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。
化工原理吸收课程设计
化工原理吸收课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解化工吸收的基本原理,掌握吸收塔的基本结构及其工作原理;2. 学生能掌握吸收过程中关键参数的计算方法,如传质单元数、塔板数、液气比等;3. 学生能了解影响吸收效果的主要因素,并能运用相关知识解释实际化工生产中的吸收问题。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计简单的吸收塔,并进行基本参数的计算;2. 学生能通过实验和模拟软件,分析吸收过程中的问题和优化方案;3. 学生能熟练运用化工专业软件进行吸收塔的模拟和优化。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对化工原理的学习兴趣,提高学生的学科素养;2. 培养学生具备环保意识,了解化工生产中吸收技术对环境保护的重要性;3. 培养学生团队合作精神,提高学生在实际工程问题中分析和解决问题的能力。
本课程针对高年级化工专业学生,结合化工原理课程内容,以吸收过程为研究对象,旨在提高学生理论联系实际的能力,培养学生解决实际工程问题的综合素质。
课程目标具体、可衡量,符合学生特点及教学要求,为后续教学设计和评估提供明确方向。
二、教学内容本章节教学内容主要包括:1. 吸收原理与吸收塔结构:介绍吸收的基本原理,吸收塔的结构类型及工作原理,结合教材相关章节,使学生理解吸收过程的基本概念。
- 教材章节:第二章 吸收与吸附2. 吸收塔设计与参数计算:讲解吸收塔设计方法,包括关键参数如传质单元数、塔板数、液气比等计算,通过实际案例分析,使学生掌握吸收塔设计的基本技能。
- 教材章节:第三章 传质设备的设计与计算3. 影响吸收效果的因素:分析影响吸收效果的各种因素,如温度、压力、溶剂性质等,并通过实验和模拟软件进行验证。
- 教材章节:第四章 传质过程的影响因素4. 吸收塔的优化与节能:介绍吸收塔优化方法,包括塔内件改造、操作参数优化等,以及节能措施,提高学生解决实际工程问题的能力。
- 教材章节:第六章 传质设备的优化与节能教学内容安排与进度:本章节共安排8个学时,分为两周完成。
化工原理课程设计吸收塔
化工原理课程设计吸收塔一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握吸收塔的基本结构和工作原理,理解吸收过程中的质量传递和动力学原理;2. 使学生了解吸收塔在化工行业中的应用,掌握常见吸收塔的设计参数和操作方法;3. 引导学生运用所学知识,分析吸收塔的优缺点,探讨提高吸收效率的途径。
技能目标:1. 培养学生运用化工原理解决实际问题的能力,学会设计简单的吸收塔流程;2. 提高学生运用专业软件进行吸收塔模拟和参数优化的技能;3. 培养学生团队协作、沟通表达和工程实践能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对化工行业的热爱和责任感,激发学生为我国化工事业贡献力量;2. 增强学生的环保意识,引导学生关注吸收塔在环保方面的应用;3. 培养学生严谨、求实的科学态度,树立良好的工程伦理观念。
课程性质:本课程为化工原理实践教学课程,以吸收塔为研究对象,结合理论知识,培养学生的工程实践能力。
学生特点:学生具备一定的化工原理基础知识,具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,突出实用性,提高学生的综合运用能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 吸收塔的基本概念与分类:介绍吸收塔的定义、功能、分类及其在化工生产中的应用。
参考教材章节:第三章第二节“吸收塔的基本概念与分类”2. 吸收塔的工作原理与结构:讲解吸收塔内部流体流动、传质过程和动力学原理,分析吸收塔的结构特点。
参考教材章节:第三章第三节“吸收塔的工作原理与结构”3. 吸收塔设计参数与操作方法:阐述吸收塔设计过程中涉及的主要参数,介绍吸收塔的操作方法及注意事项。
参考教材章节:第三章第四节“吸收塔的设计参数与操作方法”4. 吸收塔的模拟与优化:介绍吸收塔模拟软件的使用方法,分析吸收塔的模拟结果,探讨参数优化方法。
参考教材章节:第三章第五节“吸收塔的模拟与优化”5. 吸收塔在环保领域的应用:讲解吸收塔在废气处理、脱硫等方面的应用,提高学生的环保意识。
化工原理课程设计吸收塔
化工原理课程设计吸收塔(总18页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《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:王涛学号: 02指导老师:曹丽淑目录第一章设计任务3设计题目3设计任务及操作条件3设计内容3第二章设计方案4设计流程的选择及流程图4第三章填料塔的工艺设计4气液平衡关系4吸收剂用量5计算热效应5定塔径6喷淋密度的校核6体积传质系数的计算7填料层高度的计算8附属设备的选择第四章设计结果概要第五章设计评价17第一章设计任务、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、设计任务及操作条件(一)气体混合物1.组成(如表1所示):2.气体量:4700Nm3∕h3.温度:30°C4.压力:1800KN∕m2(二)气体出口要求(V%):CO2≤%(三)吸收剂:水、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、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CO2要用以合成尿素,则需对吸收后的溶液解吸以得到CO2,同时溶剂也可循环使用。
水吸收CO2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、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CO2的临界温度Tc=304K,临界压力Pc=则其对比温度Tr== =对比压力Pr= = =查《化工原理设计导论》图2-4得在此温度压力下:逸度系数则逸度f=p=1800×=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= = =则可得在此条件下气液平衡关系为:Y= =、吸收剂用量进塔CO2摩尔分数:=%=进塔CO2摩尔比:Y1= =出塔CO2摩尔分数:=%=出塔CO2摩尔比:Y2==混合气体体积流量:=4700N/h混合气体中惰性气体流量:V=×()=∕h出塔液相浓度最大值: X1*=X1max= = =对于纯水吸收过程:X2=0则最小液气比:()min= = =由 = ~2)()min:取L11==××=∕hL21==××=∕hL31==××=∕h则由物料衡算公式V(Y1-Y2)=L(X1-X2):X= = =X21= = =X31= = =以下计算以第一组数据(L11,X11)为例、计算热效应水吸收CO2的量:G A=V(Y1-Y2)=×()=∕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=∕(Kg·K)则由L×18×Cp×Δt=GA×44×q×得:Δ=同理可求得Δ=,Δ=由于Δ,Δ,Δ均小于1。
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。
化工原理课程设计吸收塔
化工原理课程设计吸收塔一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握吸收塔的基本原理、结构及操作方法,能够运用化工原理分析吸收过程中存在的问题,并提出解决方法。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解吸收塔的定义、分类及应用;(2)掌握吸收塔的基本原理,包括质量传递、动量传递和热量传递;(3)熟悉吸收塔的操作方法,包括填料层高度、液气比、吸收剂选择等;(4)掌握吸收塔的优化设计方法,能够对实际吸收过程进行分析和评价。
2.技能目标:(1)能够运用化工原理分析吸收过程中存在的问题,并提出解决方法;(2)具备吸收塔的设计和操作能力,能够进行吸收塔的优化设计;(3)能够运用现代化教学手段,如计算机模拟、实验等,进行吸收塔的研究和分析。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对化工行业的兴趣和热情,提高学生对化工原理知识的认同感;(2)培养学生团队合作精神,提高学生分析问题和解决问题的能力;(3)培养学生关注环保、安全生产的意识,提高学生的社会责任感和职业道德。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括吸收塔的基本原理、结构及操作方法。
具体内容如下:1.吸收塔的定义、分类及应用;2.吸收塔的基本原理,包括质量传递、动量传递和热量传递;3.吸收塔的结构,包括填料层、液体分布器、气体分布器等;4.吸收塔的操作方法,包括填料层高度、液气比、吸收剂选择等;5.吸收塔的优化设计方法,能够对实际吸收过程进行分析和评价。
三、教学方法本节课的教学方法采用讲授法、案例分析法和实验法相结合的方式。
具体方法如下:1.讲授法:通过讲解吸收塔的基本原理、结构和操作方法,使学生掌握吸收塔的基本知识;2.案例分析法:分析实际吸收过程存在的问题,引导学生运用化工原理提出解决方法;3.实验法:学生进行吸收塔的实验操作,使学生能够亲身体验并巩固吸收塔的知识。
四、教学资源本节课的教学资源包括教材、实验设备和相关多媒体资料。
具体资源如下:1.教材:《化工原理》相关章节;2.实验设备:吸收塔模型或仿真实验设备;3.多媒体资料:吸收塔的结构和操作方法的图片、视频等。
四川大学化工原理课程设计(吸收塔)
四川大学化工学院化工原理课程设计说明书题目: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专业:过程装备与控制工程年级: 2 0 1 1 级学生姓名学号:指导老师:设计时间:目录第一章设计任务 (3)第二章设计流程的选择 (4)第三章吸收塔的设计计算 (5)3.1 气液平衡关系 (6)3.2 确定吸收剂的用量 (6)3.3 计算热效应 (7)3.4 塔径的计算 (8)3.4.1 混合气体的密度 (8)3.4.2 填料的选择 (8)3.4.2 计算塔径 (11)3.5喷淋密度的校核 (12)K a计算 (13)3.6总传质系数X3.7 填料层高度的计算 (14)3.8 填料层阻力计算 (16)第四章附属设备的选型和计算 (16)4.1 液体喷淋装置 (16)4.2 液体再分布器 (18)4.3 塔附属高度 (19)4.4 填料支撑板 (19)4.5 填料限定装置 (20)4.6 气体入口装置 (20)4.7 除沫装置 (20)4.8 封头 (21)4.9 泵的选择 (21)第五章设计结果概览 (23)第六章设计评价 (25)主要符号说明 (27)参考文献 (28)第一章设计任务题目: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目的和意义:在合成氨工艺中,由任何含碳原料制得的原料气(半水煤气)都含有相当量的二氧化碳,这些二氧化碳在进入合成工序以前必须清除干净,因为在合成过程中为高温高压,在高压下,二氧化碳很容易化成干冰,会堵塞设备和管道,给操作带来很大的危害;另外,二氧化碳的存在还会使氨合成的催化剂中毒,而且还给清除少量一氧化碳过程带来困难,同时二氧化碳又是制造尿素、碳酸氢铵、纯碱和干冰的重要原料。
因此,合成氨生产中,二氧化碳的脱除极其回收利用往往是脱碳过程的双重目的。
已知数据(一)气体混合物:2.气体量:42003/Nm h3.温度:30C4.压力:17003/KN m(二)气体出口要求(V%):2CO0.65%(三)吸收剂:水第二章 设计流程的选择吸收装置的流程主要有一下几种:(1)逆流吸收:气体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。
化工原理课程设计吸收塔-终极版
化⼯原理课程设计吸收塔-终极版⽬录引⾔ (1)1.流程的说明 (2)1.1吸收剂的选择 (2)1.2填料层 (2)1.2.1填料的作⽤ (2)1.2.2填料种类的选择 (3)1.2.3填料的选择 (3)1.2.4填料塔的选择 (3)1.3吸收流程 (4)1.4液体分布器 (4)1.5液体再分布器 (4)2.吸收塔⼯艺计算 (5)2.1基础物性数据 (5)2.1.1 液相物性数据 (5)2.1.2⽓相物性数据 (5)2.2物料衡算 (5)2.3填料塔的⼯艺尺⼨计算 (6)2.3.1塔径计算 (6)2.3.2传质单元⾼度的计算 (8)2.3.3 传质单元数的计算 (8)2.3.4填料层⾼度的计算 (9)2.4塔附属⾼度的计算 (10)2.5填料层压降的计算 (10)2.6其他附属塔内件的选择 (11)2.6.1液体分布器的选择: (11)2.6.2布液计算 (12)2.7.3液体再分布器的选择 (13)2.6.4填料⽀承装置的选择 (13)2.6.5填料压紧装置 (14)2.6.6塔顶除雾器 (14)2.7吸收塔的流体⼒学参数计算 (14)2.7.1 吸收塔的压⼒降 (14)2.7.2 吸收塔的泛点率校核 (14)2.7.3 ⽓体动能因⼦ (15)3.其他附属塔内件的选择 (15)3.1吸收塔主要接管的尺⼨计算 (15)3.2离⼼泵的计算与选择 (16)3.3风机的选取 (17)4.总结 (18)附录⼀吸收塔设计计算⽤量符号总表 (19)参考⽂献 (21)引⾔吸收是分离⽓体混合物的单元操作,其分离原理是利⽤⽓体混合物中各组分在液体溶剂中溶解度的差异来实现不同⽓体的分离。
⼀个完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分。
⽓体吸收过程是利⽤⽓体混合物中,各组分在液体溶解度或化学反应活性的差异,在⽓液两相接触时发⽣传质,实现⽓液混合物的分离。
在化⼯⽣产过程中,原料⽓的净化,⽓体产品的精制,治理有害⽓体,保护环境等⽅⾯都⼴泛应⽤到⽓体吸收过程。
化工原理课程设计——填料吸收塔设计
化工原理课程设计设计题目:班级:姓名:学号:指导教师:完成日期:年月日化工系设计内容及要求一、设计内容1.设计方案的选定对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述;2.主要设备的工艺设计计算选定工艺参数,物料衡算,热量衡算,单元操作的工艺计算并绘制相应的工艺流程图,标出物流量及主要测量点;3.设备设计设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算,并绘制设备的工艺条件图。
图面应包括设备的主要工艺尺寸、技术特性和接管表;4.辅助设备选型典型辅助设备主要工艺尺寸的计算,设备规格、型号的选定;二、设计说明书编写(1)封面课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间(2)设计任务书(3)目录(4)设计方案简介(5)设计条件及主要物性参数表(6)填料塔的化工计算(7)填料塔的结构设计及核算(8)填料塔的简单结构及辅助设备的计算、选型(9)设计结果汇总表(10)设计评述,设计者对本设计的评述及通过设计的收获体会(11)附图(带控制点的工艺流程简图、主题设备设计条件图)(12)参考文献(13)主要符号说明图纸要求:工艺流程图采用4号图纸,设备装置图采用3号图纸,要求布局美观,图面整洁,图表清楚,尺寸标识准确,各部分线形精细符合国家化工制图标准。
报告内容必须齐全,打印或手写。
打印用A4纸,字号为宋体、小四,标题加黑。
三、参考资料1.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.20052.上海医药设计院编.化工工艺设计手册(第二版).化学工业出版社.19963.江体乾等.化工工艺手册.上海科学技术出版社.19924.茅晓东,李建伟.典型化工设备机械设计指导.华东理工大学出版社.19955.化学工程手册编委.化学工程手册(第1篇)化工基础数据.化学工业出版社.19806.化工制图8.陈敏恒等.化工原理(第三版).化学工业出版社.20069.化工设备技术全书编辑委员会.化工设备全书—塔设备设计.上海:上海科学技术出版1988设计任务书:化工原理课程设计任务书一一、设计题目:清水吸收变换气的填料塔装置设计二、设计任务及条件:(1)进入系统的变换气为:____Nm3/h(标准状况);(2)变换气的组成(体积):(3)塔顶出口净化气中CO2<0.5%(体积);(4)吸收温度30℃,连续操作;(5)操作压力:1.6MPa(绝)化工原理课程设计任务书二一、设计题目:碳酸丙烯酯(PC)脱碳填料塔的工艺设计二、操作条件(1)设计一座碳酸丙烯酯(PC)脱碳填料塔,要求年产合成氨t/a。
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目录引言 (1)1.流程的说明 (2)1.1吸收剂的选择 (2)1.2填料层 (2)1.2.1填料的作用 (2)1.2.2填料种类的选择 (3)1.2.3填料的选择 (3)1.2.4填料塔的选择 (3)1.3吸收流程 (4)1.4液体分布器 (4)1.5液体再分布器 (4)2.吸收塔工艺计算 (5)2.1基础物性数据 (5)2.1.1 液相物性数据 (5)2.1.2气相物性数据 (5)2.2物料衡算 (5)2.3填料塔的工艺尺寸计算 (6)2.3.1塔径计算 (6)2.3.2传质单元高度的计算 (8)2.3.3 传质单元数的计算 (8)2.3.4填料层高度的计算 (9)2.4塔附属高度的计算 (10)2.5填料层压降的计算 (10)2.6其他附属塔内件的选择 (11)2.6.1液体分布器的选择: (11)2.6.2布液计算 (12)2.7.3液体再分布器的选择 (13)2.6.4填料支承装置的选择 (13)2.6.5填料压紧装置 (14)2.6.6塔顶除雾器 (14)2.7吸收塔的流体力学参数计算 (14)2.7.1 吸收塔的压力降 (14)2.7.2 吸收塔的泛点率校核 (14)2.7.3 气体动能因子 (15)3.其他附属塔内件的选择 (15)3.1吸收塔主要接管的尺寸计算 (15)3.2离心泵的计算与选择 (16)3.3风机的选取 (17)4.总结 (18)附录一吸收塔设计计算用量符号总表 (19)参考文献 (21)引言吸收是分离气体混合物的单元操作,其分离原理是利用气体混合物中各组分在液体溶剂中溶解度的差异来实现不同气体的分离。
一个完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分。
气体吸收过程是利用气体混合物中,各组分在液体溶解度或化学反应活性的差异,在气液两相接触时发生传质,实现气液混合物的分离。
在化工生产过程中,原料气的净化,气体产品的精制,治理有害气体,保护环境等方面都广泛应用到气体吸收过程。
本次化工原理课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔的方法处理含有二氧化硫的混合物,使其达到排放标准,采用填料吸收塔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面积具有良好的湍流状态,从而使吸收易于进行,填料塔有通量大,阻力小,压降低,操作弹性大,塔内持液量小,耐腐蚀,结构简单,分率效率高等优点,从而使吸收操作过程节省大量人力和物力。
在设计中,以水吸收混合气中的二氧化硫,在给定的操作条件下对填料吸收塔进行物料衡算。
本次设计包括设计方案的选取、主要设备的工艺设计计算——物料衡算、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算、工艺流程图、主要设备的工艺条件图等内容。
1.流程的说明工业上使用的吸收流程多种多样,可以从不同的角度进行分类,从所用的吸收剂的种类看,有仅用一种吸收剂的一步吸收流程和使用两种吸收剂的两部吸收流程,从所用的塔设备数量看,可分为单塔吸收流程很多塔吸收流程,从塔内气液两相得流向可分为逆流吸收流程、并流吸收流程等基本流程,此外,还有用于特定条件下的部分溶剂循环流程。
1.1 吸收剂的选择吸收剂的选择是吸收操作的关键,吸收剂的选择与吸收方法的选择有一定的联系。
选择吸收剂时,首先要考虑吸收过程在整个生产过程中的作用和前后工序所提供的工艺条件和要求;其次从吸收过程的基本原理出发,按照各项技术经济要求加以分析和选择。
选择吸收剂的基本要求:1.溶解度要大,减少吸收剂用量,降低输送与再生的能。
2.选择性好,吸收剂的选择性可以减少惰性组分的溶解损失,提高解吸后所得溶质的纯度。
选择性以选择性系数表示:=溶质组分溶解度选择性系数其余组分溶解度3.易于再生。
4.挥发性小,对应一定温度,其蒸汽压要低。
这样可以减少吸收剂的损耗,并提高溶质气体纯度。
5.具有较好的化学稳定性及热稳定性,以减少吸收剂的降解和变质,尤其在使用化学吸收剂时。
6.粘度低,以利于传质与输送;不易发泡,以利于实现高效、稳定操作。
7.安装性能好。
8.经济、易得,且对环境没有污染。
本次设计次用水作为吸收剂。
1.2 填料层1.2.1填料的作用填料塔内充以某种特定形状的固体填料以构成填料层。
填料层是塔实现气、液接触的主要部位。
填料的主要作用是:①填料层内空隙体积所占比例很大,填料间隙形成不规则的弯曲通道,气体通过时可达到很高的湍动程度;②单位体积填料层内提供很大的固体表面,液体分布于填料表面呈膜状流下,增大了气、液之间的接触面积。
填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。
所选填料既要满足生产工艺的要求,又要使设备投资和操作费用最低。
1.2.2填料种类的选择填料种类的选择要考虑分离工艺的要求,通常考虑以下几个方面:(1)传质效率要高:一般而言,规整填料的传质效率高于散装填料。
(2)通量要大: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。
(3)填料层的压降要低。
(4)填料抗污堵性能强,易拆装、检修。
1.2.3填料的选择散堆填料目前散堆填料主要有环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料。
所用的材质有陶瓷、塑料、石墨、玻璃及金属等(1)拉西环填料拉西环填料于1914年由拉西(F. Rashching)发明,为外径与高度相等的圆环,如图片拉西环所示。
拉西环填料的气液分布较差,传质效率低,阻力大,通量小,目前工业上已较少应用。
(2)鲍尔环填料如图片鲍耳环所示,鲍尔环是对拉西环的改进,在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔,被切开的环壁的一侧仍与壁面相连,另一侧向环内弯曲,形成内伸的舌叶,诸舌叶的侧边在环中心相搭。
鲍尔环由于环壁开孔,大大提高了环内空间及环内表面的利用率,气流阻力小,液体分布均匀。
与拉西环相比,鲍尔环的气体通量可增加50%以上,传质效率提高30%左右。
鲍尔环是一种应用较广的填料。
(3)阶梯环(Stairs wreath)填料如图片阶梯环所示,填料的阶梯环结构与鲍尔环填料相似,环壁上开有长方形小孔,环内有两层交错45°的十字形叶片,环的高度为直径的一半,环的一端成喇叭口形状的翻边。
这样的结构使得阶梯环填料的性能在鲍尔环的基础上又有提高,其生产能力可提高约10%,压降则可降低25%,且由于填料间呈多点接触,床层均匀,较好地避免了沟流现象。
阶梯环一般由塑料和金属制成,由于其性能优于其它侧壁上开孔的填料,因此获得广泛的应用。
(4)矩鞍填料如图片矩鞍填料所示,将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面,且两面大小不等,即成为矩鞍填料。
矩鞍填料堆积时不会套叠,液体分布较均匀。
矩鞍填料一般采用瓷质材料制成,其性能优于拉西环。
目前,国内绝大多数应用瓷拉西环的场合,均已被瓷矩鞍填料所取代。
(5)金属环矩鞍填料如图片金属换环聚鞍填料所示,环矩鞍填料(国外称为Intalox)是兼顾环形和鞍形结构特点而设计出的一种新型填料,该填料一般以金属材质制成,故又称为金属环矩鞍填料。
环矩鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体,其综合性能优于鲍尔环和阶梯环,在散装填料中应用较多。
填料采用乱堆形式,因为乱堆形式能使气液相对充分接触,而且填料时省时省工。
1.2.4填料塔的选择单塔吸收流程是吸收过程中最常用的流程,如过程无特别需要,则一般采用单塔吸收流程。
若过程的分离要求较高,使用单塔操作时,所需要的塔体过高,或采用两步吸收流程时,则需要采用多塔流程(通常是双塔吸收流程)1.3 吸收流程吸收塔或再生塔内气液相可以逆流操作也可以并流操作,由于逆流操作具有传质推动力大,分离效率高(具有多个理论级的分离能力)的显着优点而广泛应用。
工程上,如无特别需要,一般均采用逆流吸收流程。
本设计采用单塔逆流操作。
1.4 液体分布器根据本吸收的要求和物系的性质可选用重力型排管式液体分布器,布液孔数应应依所用填料所需的质量分布要求决定,喷淋点密度应遵循填料的效率越所需的喷淋点密度越大这一规律。
1.5 液体再分布器升气管式再分布器适用于直径0.6m以上的塔,而且可以分段卸下填料,更换填料方便,所以本设计选用升气管式再分布器。
2.吸收塔工艺计算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水的物性数据。
由手册查得,20℃时水的有关物性数据如下: 密度3/2.998m Kg =水ρ 黏度s Pa ⋅⨯=-6101004水μ 表面张力为m N /07269.0SO2在水中的扩散系数为s m D L /1047.129-⨯=2.1.2气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为:kg/m ol 97.28=空气M kg/mol 02.642=SO Mg/km ol 72.3005.002.6495.097.28111__k y M y M M =⨯+⨯=⨯+-⨯=二氧化硫空气)(混合气体的密度为:3/277.1m kg RTMPG ==—ρ 混合气体的黏度可近似取为空气的黏度,查资料得20℃空气的黏度为:s pa G ⋅=0000181.0μ查得SO2在空气中的扩散系数为:h m D G /039.02=2.2物料衡算进口气体的体积流量:/h 2000m q 3=V二氧化硫的摩尔分数为: 05.01=y 进塔气相摩尔比为: 效率: %95=η出塔气相摩尔比 : ()00263.0112=-=ηY Y进塔惰性气相流量 :出口液体中溶质与溶剂的摩尔比 : X2=0 查表知20℃时kPa /103.55E 3⨯=最小液气比: 28.33)(2*121min =--=X X Y Y G L 93.4928.335.15.1min =⨯=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=G L G L取液气比 :故l/h 4151.20kmo=93.94G =L ⨯2.3填料塔的工艺尺寸计算 2.3.1塔径计算该流程的操作压力及温度适中,避免二氧化硫腐蚀,故此选用mm 50=φ型的陶瓷鲍尔环填料。
其主要性能参数为:比表面积:32/110m m a t =空隙率: 33/81.0m m =ε 形状修正系数:1=ψ填料因子平均值:1130-=m D φ吸收液的密度近似看成20度水的密度:3/2.998m kg L ==水ρρkmol kg M /18=水采用Eckert 关联式计算泛点气速:h 83.14kmol/=30.721.2772000_V q =G ⨯=M G ρ0526.005.0105.01111=-=-=y y Y气相质量流量为:h kg q W V G G /25542000277.1=⨯=⋅=ρ液相质量流量为:h kg M L W L /54.747211820.41512=⨯=⋅=水选用)(5.45050mm ⨯⨯型的陶瓷鲍尔环 填料因子m /130=ϕ比表面积32/110m m a t =18.12.998277.12554309.749082121=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅L G GL W W ρρ 查乱堆填料泛点线图知:02.02.02=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛L L Gf g u μρρϕψ 12==LO H ρρψ 代入数值得:sm g u LG Lf /09.102.02.0=⋅=μϕψρρ取空塔气速:s m u u f /87.08.0,== 塔径m u V D G903.04,==π圆整塔径,取 1000mm m 0.1D ==71.042=⋅=πD V u G65.0086.171.0==f u u (50%-80%为经验值,所以在允许范围之内) 遇到的问题:空塔气速取泛点气速的百分比,取值70%以下校核时超出经验值 填料规格校核1020501000>==d D (合格) 液体喷淋密度校核:填料表面的润湿状况是传质的基础,为保持良好的传质性能,每种填料应维持一定的液体润湿速率(或喷淋密度)。