二氧化碳吸收塔设计
醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔设计毕业设计论文
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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
CO2吸收塔设计
CO2吸收塔设计摘要塔设备是化⼯、炼油⽣产中最重要的设备之⼀，是⼀种重要的单元操作设备。
它可使⽓（或汽）液或液液两相之间进⾏充分接触，达到相际传质及传热的⽬的。
常见的、可在塔设备中完成的单元操作有：蒸馏、吸收、解收、萃取、⽓体的洗涤等。
此外，⼯业⽓体的冷却与回收、⽓体的湿法制作和⼲燥，以及兼有⽓液两相传质和传热的增湿和减湿等也可在塔设备中完成。
塔设备按其结构特点可以分为板式塔、填料塔和复合塔3类。
本次设计选⽤填料塔作为吸收塔，主要考虑填料塔的以下优点：填料塔结构简单、压⼒降⼩，传热效率⾼，便于采⽤耐腐蚀的材料制造等，对于热敏性及容易起泡的物料更显出优越性。
本次设计内容包括：发展概况及应⽤的了解，塔体的选型，填料的选择，⼯艺计算（包括物料衡算，模拟计算，⼯艺尺⼨计算，⾼度计算，压降计算，分布装置设计，⽀撑装置设计）；机械计算（包括塔釜设计，上部筒体机械设计，开孔与开孔补强计算，强度设计和稳定设计，⽀座的选型和设计，接管的选⽤，法兰的选取），设备的制造及安装等，最后利⽤CAD将其装配图和部分零件图分别绘制出。
关键词：填料塔；⼆氧化碳；⽓液传质；逆相混合AbstractTower is one of the most important equipment in chemical industry and oil production, it is also an important handling equipment. It will enable gas(or steam) liquid or liquid-liquid connnecting fully and reaching the purposes of transfering media and heat . Commonly, operation can be completed in tower are: distillation, absorption, of the admission, extraction, washing of the gases. In addition, recycling and cooling of gas in industrial , the gas production of wet and dry, and both two-phase of gas-liquid mass transfering and heat transfering by the humidification and wet,could also be done in the tower. The struction of tower can be divided into plate tower, packed tower and the tower due to its characteristics . The packed tower is choosen as the absorber in the design, Given to the following advantages of the tower: the structure of the tower is simple, the pressure is small , the efficiency of heat conveying is high , and it could be made by corrosion-resistant materials easily, such as manufacturing, thermosensitive and sparkling materials more easily Demonstrate superiority.The design includes: Development and application of knowledge of the tower, and the selection of the structer about the tower, the choice of packing terms and caculating(including the caculating about material balance, simulation caculating, process size, height, the pressure drop, the distribution of design, Design Support Unit); mechanical calculations (including the reactor design of the tower, the design of the upper shell, the opening and the opening reinforcement, the strength of the design and stability of the design, the selection and design of the bearing ,the choice to take over, the selection of flange ), The manufacture the map of assemble and parts with the help of CAD.Key words：Packed tower；Carbon dioxide；Gas-liquid mass transfer；Reverse mixed⽬录第1章填料塔技术的现状与发展趋势 (1)1.1填料塔技术 (1)1.1.1 塔填料的现状和发展趋势 (1)1.1.2 塔内件的现状和发展趋势 (2)1.1.3 ⼯艺流程的现状和发展趋势 (3)1.2 塔板-填料复合塔板 (3)1.3 填料塔发展趋势 (4)第2章原理及⽅案的确定 (5)2.1 CO2吸收塔⼯作原理及⼯艺流程简介 (5)2.2 设计⽅案及论证 (5)第3章⼯艺计算 (7)3.1 主要⼯艺参数的确定 (7)3.1.1 吸收温度 (7)3.1.2 吸收压⼒ (7)3.2 物料衡算 (7)3.2.1 进塔物料 (7)3.2.2 吸收液量计算 (8)3.2.3 原料液的平均分⼦量 (10)3.2.4 出⽓量 (10)3.3 吸收塔直径的确定 (11)3.3.1 塔径 (11)3.3.2 每⽶填料层的压降 (15)3.4 填料选择 (16)3.4.1 填料结构选择 (16)3.4.2 填料特性数据 (16)3.5 填料层⾼度确定 (17)3.5.1 吸收模型分析 (17)3.5.2 吸收系数 (17)3.5.3 填料层⾼度计算 (19)3.5.4 填料分层⾼度 (21)3.6 填料层⾼度确定 (21)3.7 顶盖死区 (22)3.8 塔底容积计算 (22)3.9 吸收塔总体结构尺⼨ (23)第4章塔内零部件结构设计 (24)4.1 丝⽹除沫器 (24)4.1.1 操作⽓速 (24)4.1.2 丝⽹的使⽤⾯积 (25)4.1.3 丝⽹除沫器的效率 (25)4.1.4 丝⽹除沫器的结构 (25)4.2 直管排列式喷淋器 (26)4.3 液体分布器 (27)4.4 直管排列式⽓体分布器 (28)4.5 填料保持栅板 (29)4.6 ⽓体喷射—填料⽀承板—液体再分配器 (29)第5章塔外零部件结构设计 (32)5.1 吊⽿ (32)5.2 裙座 (32)5.2.1 裙座的材料 (32)5.2.2 裙座的结构 (32)5.3 ⼈孔 (33)5.4 吊柱 (34)5.5 操作平台与梯⼦ (35)5.5.1 操作平台的设置及尺⼨ (35) 5.5.2 梯⼦； (35)5.6 ⼯艺接管 (36)第6章塔外零部件结构设计 (37) 6.1 材料选择 (37)6.2 设计参数 (37)6.3 壳体壁厚计算 (37)6.3.1 筒体壁厚计算 (37)6.3.2 封头壁厚 (38)6.4 载荷计算 (39)6.4.1 不等直径塔的固有周期 (39) 6.4.2 临界风速 (43)6.4.3 风载荷和风弯矩的计算 (44) 6.4.4 地震载荷和地震弯矩计算 (47) 6.5 强度校核 (49)6.5.1 容器强度校核 (49)6.5.2 裙座的强度计算及校核 (53) 6.6 开孔补强计算 (58)6.6.1 不另⾏补强最⼤开孔直径 (58) 6.6.2 最⼤开孔直径的限制 (58) 6.6.3 开孔补强设计准则 (58)6.6.4 等⾯积补强计算 (59)第7章设备制造技术要求 (60)7.1 制造上的要求 (60)7.2 制造与安装 (60)7.3 焊接 (61)第8章结论 (62)参考⽂献 (63)致谢 (64)附录 (65)第1章填料塔技术的现状与发展趋势填料塔是化⼯类企业中最常⽤的⽓、液传质设备之⼀,在塔体内设置填料使⽓液两相能够达到良好传质所需的接触状况。
CO2吸收填料塔实验
实验八 二氧化碳吸收填料塔实验一、实验目的⒈ 了解填料吸收塔的结构和流体力学性能。
⒉ 学习填料塔的液膜传质膜系数、总传质系数的测定方法，加深对传质过程原理的理解。
二、实验内容1．测定填料层压强降与操作气速的关系，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速。
2．采用水吸收二氧化碳，测定填料塔的液膜传质膜系数和总传质系数。
三、实验原理1．气体通过填料层的压强降压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。
压强降与气液流量有关，不同喷淋量下的填料层的压强降ΔP 与气速u 的关系如图8-1所示：图8-1 填料层的ΔP ～u 关系当无液体喷淋即喷淋量L 0=0时，干填料的ΔP ～u 的关系是直线，如图中的直线0。
当有一定的喷淋量时，ΔP ～u 的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。
这两个转折点将ΔP ～u 关系分为三个区段：恒持液量区、载液区与液泛区。
2．传质系数填料塔在传质过程的有关单元操作中，应用十分广泛，实验研究传质过程的控制步骤，测定传质膜系数和总传质系数，尤为重要。
根据双膜模型的基本假设，气侧和液侧的吸收质A 的传质速率方程可分别表达为气膜 )(Ai A g A p p A k G -= （8－1） 液膜 )(A Ai l A C C A k G -= （8－2）式中：A G ——A 组分的传质速率，1-⋅s kmoI ；A ——两相接触面积，m 2；A P ——气侧A 组分的平均分压，Pa ；Ai P ——相界面上A 组分的平均分压，Pa ；A C ——液侧A 组分的平均浓度，3-⋅m kmol Ai C ——相界面上A 组分的浓度3-⋅m kmolk g ——以分压表达推动力的气侧传质膜系数，112---⋅⋅⋅Pa s m kmol ; k l ——以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，1-⋅s m 。
P 2，F LP AP A +d PP 1A 。
塔设备设计说明书
塔设备设计说明书概述塔设备的设计和选型是建立在对循环吸收工段、精制工段流程的模拟、优化的基础上。
在满足工艺要求的条件下，考虑设备的固定投资费用和操作费用，进行进一步模拟计算、设计和选型。
设计主要包括工艺参数设计、基本参数设计和机械设计。
工艺参数设计对该塔的生产能力、分离效果、物料和能量等操作参数作了设计；基本参数设计部分完成了塔设备的选型、填料的选型和参数设计塔板负荷性能校核等内容的设计；机械工程设计部分设计内容为塔设备的材质壁厚、封头、开口和支座地基等，同时对塔的机械性能做了校核。
我们完成了对全厂2 座塔设备的工艺参数设计、基本参数设计和机械设计，并选取其中最有代表性的二氧化碳吸收塔给出了详细的计算和选型说明。
详细的设备装配图见工艺设计施工图。
烟道气吸收塔设计说明书第1 部分概要烟道气吸收塔是吸收的关键设备之一，其作用是贫液吸收烟道气中的二氧化碳，从而达到使二氧化碳从烟道气中分离的目的。
塔的吸收能力直接影响到二氧化碳的回收率。
吸收塔的设计应符合一下塔设备的基本要求：1生产能力大，即气液处理量大；2分离效率高，即气液相能充分接触；3 适应能力及操作弹性大，即对各种物料性质的适应性强并且在负荷波动时能维持操作稳定，保持较高的分离效率；4流体流动阻力小，即气相通过每层塔板或单位高度填料层的压降小；5 结构简单可靠，材料耗用量少，制造安装容易，以降低设备投资；设计说明书包括工艺参数设计、基本结构设计和机械工程设计三部分。
工艺参数设计对该塔的生产能力、吸收效果、物料和能量等操作参数作了设计；基本参数设计部分完成了塔设备的选型、填料的选型和参数设计、塔板负荷性能校核等内容的设计；机械工程设计部分设计内容为塔设备的材质壁厚、封头、开口和支座地基等，同时对塔的机械性能做了校核。
第2 部分工艺参数设计2.1 生产能力项目年产十万吨二氧化碳，根据物料横算，气体进料量为7119.88kg/h ，液体进料量为294619kg/h ，塔顶物流量为54990.8kg/h ，塔底物流量为309748Kg/h 。
二氧化碳吸收塔设计
《化工原理》课程设计水吸收二氧化碳填料塔设计学院医药化工学院专业精细化工班级姓名学号指导教师年月日目录概述 (1)1. 设计题目 (1)2. 操作条件 (1)3.填料类型 (1)4.设计内容 (1)4.1吸收剂的选择 (1)4.2装置流程的确定 (1)4.3填料的类型与选择 (2)5.填料吸收塔的工艺尺寸的计算......................... .. (2)5.1基础物性数据 (2)5.1.1液相物性数据 (2)5.1.2气相物性数据 (2)5.1.3气液相平衡数据 (2)5.2物料衡算 (2)5.3填料塔的工艺尺寸计算 (3)5.3.1塔径计算 (3)5.3.2填料层高度计算 (4)6.填料层压降计算 (6)7.液体分布器建简要设计 (7)7.1液体分布器的选型 (7)7.2分布点密度计算 (7)7.3布液计算 (7)8. 吸收塔接管尺寸计算 (8)9.要符号说明 (8)9.1料的特性参数 (8)9.2符号说明 (8).附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）概述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，所以它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。
吸收操作在化学工业中是一种重要的分离方法，本次设计采用水吸收空气中的二氧化碳，处理流量为3800m3/h，其中进塔二氧化碳的体积分数为7%，二氧化碳的吸收率达到95％。
吸收效果以减少对大气的污染，属于物理吸收。
影响吸收的因素主要为溶质在吸收剂中的溶解度,其吸收速率主要决定于气相或液相与界面上溶质的浓度差，以及溶质从气相向液相传递的扩散速率。
本设计本设计采用4个同类型的吸收塔并联，塔高8.4m，塔径2.9m，采用聚丙烯阶梯填料，具有通量大、阻力小、传质效率高等优点，可以达到较好的通过能力和分离效果。
二氧化碳填料吸收塔的设计 例题
二氧化碳填料吸收塔的设计例题下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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T0203 二氧化碳吸收塔
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阻 尼 比(检修工况)
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管道力
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管道力方向
管道力大小
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管道力到基础的距离
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管道力方向
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管道力到基础的距离
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管道力到容器中心线 的 距离
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管道力方位角
全国化工设备设计技术中心站
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过程设备强度计算书
SW6-2011
裙座
M
I w
I
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8.507e+08 7.564e+08
7.656e+08 7.656e+08
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垂 直 地 震 力
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0 应力计算
11 Pc Di / 4ei
2000 40
170 64 297.891
200 85 0 67 120 1755
全国化工设备设计技术中心站
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元件名称 下封头 第1 段 圆筒 第1 段 变径段 第2 段 圆筒 第2 段 变径段 第3 段 圆筒 第3 段 变径段 第4 段 圆筒 第4 段 变径段 第5 段圆筒 第5 段变径段 第6 段圆筒 第6 段变径段 第7 段圆筒 第7 段变径段 第8 段圆筒 第8 段变径段 第9 段圆筒 第9 段变径段 第 10 段 圆 筒 上封头
吸收塔设计流程
吸收塔设计流程一、了解需求。
咱得先搞清楚这个吸收塔是用来干啥的呀。
是要吸收某种特定的气体呢，还是处理某种工业废气之类的。
这就好比你要给一个人做衣服，你得先知道这个人的身材和喜好，对吧？比如说，如果是要处理工厂里含二氧化硫的废气，那咱设计的吸收塔就得专门针对二氧化硫的吸收特性来搞。
这一步可重要啦，要是没弄明白需求，后面的设计可能就全乱套了。
二、确定吸收剂。
知道了吸收塔的用途，接下来就得找个合适的吸收剂。
这就像找个好帮手来干活儿一样。
吸收剂的选择可大有讲究呢。
它得能和要吸收的物质发生有效的反应，而且最好是成本低、容易获取、对环境友好的。
比如说，如果是吸收二氧化碳，氢氧化钠溶液就是个不错的选择，但它可能有点腐蚀性，那在设计吸收塔的时候就得考虑用啥材料来装这个吸收剂，才不会被腐蚀坏了。
三、计算物料平衡。
这一步就有点像在算家里的收支账一样。
我们得算出进吸收塔的气体量、里面含有的杂质或者要被吸收的物质的量，还有吸收剂的用量。
要确保进来的东西和出去的东西都能算得清清楚楚的。
比如说，根据化学方程式，我们能算出多少吸收剂能吸收多少要处理的物质。
这样才能保证吸收塔的工作效率，不然的话，可能吸收不完全，那这个吸收塔可就不称职啦。
四、设计塔体结构。
现在就到了给吸收塔设计一个好身材的时候啦。
塔体的高度、直径这些都得考虑。
如果塔体太矮太细，可能气体和吸收剂还没充分接触就跑出去了，就像两个人还没好好聊天就分开了，那可不行。
要是塔体太高太粗呢，又会浪费材料，成本就上去了，就像盖房子盖得太大，多花好多冤枉钱。
所以得根据前面算出来的物料平衡之类的数据，合理确定塔体的结构尺寸。
而且塔体里面还得有一些结构来促进气体和吸收剂的充分混合和接触，就像给它们安排一些小助手一样。
五、选择塔内件。
塔内件可是吸收塔的小心肝呢。
像填料、塔板这些都是常见的塔内件。
填料就像给吸收塔里面铺了一层软软的小床，让气体和吸收剂在上面亲密接触。
不同形状和材质的填料效果还不一样呢。
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。
碳酸丙烯酯(PC)脱除CO2填料塔的设计
化工原理课程设计学院名称化学工程学院-姓名（学号）吴磊20093397专业（班级）化学工程与工艺专业09-4班同组成员吴磊曹胜齐威指导教师刘雪霆吕建平设计时间2012年6月23日-- 7月4日成绩评定书设计题目碳酸丙烯酯脱除合成氨原料气中C02填料塔设计成绩课程设计主要内容本次课程设计的任务是：设计年处理量40000 Nm3/h，含CO2为30%的合成氨原料气的填料塔设计。
本次设计我的工作主要内容：1、查阅相关资料信息；2、程序的优化；3、装配图的绘制；4、部分流程图绘制；指导教师评语签名：2011 年月日化工原理课程设计任务书设计题目：碳酸丙烯酯（PC）脱除合成氨原料气中CO2填料塔的设计设计任务及操作条件：1.合成氨原料进气量40000 Nm3/h。
2.原料气组成（摩尔分率）CO2CO H2N2CH430% 3% 49% 15% 3%3.出塔净化气中：CO2≤0.6% （摩尔分率）4.再生PC中含CO2≤2×10-5（摩尔分率）5.操作温度32℃6.操作压力 2.5MPa设计成果：1.设计说明书一份2.带控制点的工艺流程图（3#图纸）一张；填料吸收塔的装配图（1#图纸））一张。
目录摘要 (8)Abstract (8)1 引言 (9)1.1 合成氨原料气中CO2的脱除工艺发展及现状 (9)1.2 PC脱除CO2的基本工艺流程简介及工艺流程图 (11)2 PC脱除CO2填料吸收塔工艺尺寸的计算 (13)2.1设计参数和物性参数的计算 (13)2.1.1 设计参数和指标 (13)2.1.2 CO2溶解在PC中的相平衡曲线及相关物性参数 (13)2.1.3 填料的相关参数 (16)2.2 物料衡算及操作线方程 (16)2.3 塔径的计算 (18)2.3.1 空塔气速u的确定 (18)2.3.2 塔径的计算 (19)2.4 填料层高度的计算 (19)2.4.1 单元传质高度的计算 (19)2.4.2 传质单元数的计算： (22)3 填料吸收塔的优化设计 (24)3.1 总费用的计算 (24)3.1.1 吸收塔塔体和平台扶梯年折旧及维修费用 (24)3.1.2 填料年折旧费用 (25)3.1.3 离心泵年折旧和维修费用及操作费用 (25)3.1.4 吸收剂费用 (27)4 填料吸收塔的内部结构设计 (29)4.1 填料支承装置 (29)4.2 液体喷淋装置 (29)4.3 液体再分布装置 (30)4.4 塔顶除雾沫器 (30)4.5 填料压板和床层限制板 (31)4.6 管口结构 (31)4.6.1气体和液体的进出口装置 (31)4.6.2填料卸出口 (32)4.6.3人孔5 填料吸收塔的设计校核 (34)5.1主要工艺参数校核 (34)5.1.1 液体喷淋密度 (34)5.1.2 塔直径与填料直径之比.............................................................错误！未定义书签。
过孔二氧化碳吸收塔毕业设计说明书
目录第一章绪论 (8)1.1 合成氨在国民经济中的重要作用 (8)1.2 合成氨生产方法的介绍 (8)1.3 碳化塔在生产方法中的作用 (9)1.4 发展状况 (10)第二章壳体厚度计算 (11)2.1 选材 (11)2.1.1 筒体、封头及支座的选材 (11)2.1.2 换热器选材 (11)2.1.3 分布锥选材 (12)2.1.4 接管选材 (12)2.1.5 除沫器选材 (12)2.1.6 气液分布板选材 (13)2.1.7支承架选材 (13)2.2 选型 (13)2.2.1筒体选型 (13)2.2.2 封头选型 (13)2.2.3支座选型 (14)2.2.4 换热器选型 (14)2.2.5 换热管排列选型 (14)2.2.6 人孔选型 (14)2.2.7除沫器选型 (15)2.3 壁厚计算 (15)2.3.1 工艺条件及参数确定 (15)2.3.2 圆筒壁厚计算 (15)2.3.3 封头厚度计算 (16)2.4 水压试验应力确定 (17)2.4.1 圆筒应力计算 (17)2.4.2 封头应力计算 (17)2.5 应力校核 (17)2.5.1 圆筒应力校核 (17)2.5.2 封头应力校核 (18)第三章换热器结构的设计 (19)3.1 管箱短节及其壁厚的确定 (19)3.1.1 管箱厚度及长度的确定 (19)3.1.2 筒体外伸短节厚度确定 (19)3.1.3 冷却管组封头尺寸的确定 (20)3.1.4 计算球冠形封头厚度 (20)3.2 换热器管子尺寸确定 (20)3.2.1 尺寸确定 (20)3.2.2 管板厚度的确定 (21)3.2.3 法兰选择 (26)3.2.4 垫片选择 (26)3.2.5 支承架结构尺寸的确定 (27)3.2.6 换热管的排列 (27)3.2.7 换热管尺寸确定 (27)3.2.8 碳化塔冷排数的确定 (27)第四章碳化塔构件设计 (28)4.1 汽液分布板结构设计 (28)4.2 液体分布器结构设计 (28)4.3气体分布板结构设计 (29)4.4 球形挡板结构设计 (29)4.5 分布锥的结构设计 (29)4.6 角钢圈及支承梁 (29)4.7 人孔设计 (30)4.7.1 法兰选择 (30)4.7.2 垫片选择 (30)4.8 碳化塔裙座设计 (31)4.8.1 裙座筒体壁厚的确定 (31)4.8.2 裙座与塔体封头的连接 (31)4.8.3 地脚螺栓座计算 (31)4.9 检查孔设计 (34)4.10 通道管设计 (34)4.11 法兰汇总表 (35)第五章碳化塔各项质量计算 (36)5.1 容器壳体质量 (36)5.2 碳化塔内构件质量 (37)5.2.1 角钢圈质量 (37)5.2.2 球形挡板质量 (37)5.2.3 分布锥质量 (37)5.3 碳化塔内各塔板质量 (37)5.4 容器外部附件质量 (38)5.4.1 人孔质量 (38)5.4.2 碳化塔冷排壳程短节质量 (38)5.4.3 塔体接管及接管法兰质量 (38)5.4.4 碳化塔冷排质量 (39)5.5.5 其它附加件质量 (39)第六章碳化塔载荷校核 (40)6.1 塔的自振周期计算 (40)6.2 风载荷计算 (40)6.2.1 水平风力计算 (40)6.2.2 各参数确定 (40)6.2.3 风弯矩的计算 (41)6.3 地震载荷的计算 (42)6.4 地震弯矩的计算 (43)6.5 最大弯矩的计算 (43)6.6 圆筒稳定校核 (44)6.7 圆筒拉应力校核 (44)6.8 塔器压力试验时的应力校核 (44)6.9 应力校核 (45)6.10 裙座的校核 (45)6.10.1 裙座壳底截面组合应力校核 (45)6.10.2 裙座与塔壳对接焊缝校核 (46)结论 (47)参考文献 (48)谢辞 (49)符号说明Di—圆筒或球壳内直径，mmDo—圆筒或球壳外直径，mmPc—计算压力，MPaC—厚度附加量，mmC1—厚度附偏差，mmC2—腐蚀裕量，mmδ—圆筒或球壳的计算厚度，mmδe—圆筒或球壳的有效厚度，mmδn—圆筒或球壳的名义厚度，mmζt—设计温度下圆筒或球壳的计算应力，MPa θ—焊缝系数，局部无损探伤，θ=0.85[Pw]—圆筒或球壳的最大允许工作压力，MPa [ζ]t—设计温度下材料的许用压力，MPaa—一根换热管管壁金属的横截面积, mm2DG—垫片压紧力作用中心圆直径，mmd—换热管外径，mml—换热管与管板胀接长度或焊脚高度，mmA t —管板布管区面积，三角形At=1.732ns2 + AdS—换热管中心距,mmSn—隔板槽相邻两管中心距,mm nˊ—隔板槽一侧的排管根数n—U形管根数Do—管板布管区当量直径,mmPs—壳程设计压力, MPaPt—管程设计压力, MPaδe —圆筒有效厚度, mm δeH —封头有效厚度, mm δes —裙座有效厚度, mmζs —室温下壳体材料的屈服点，MPa [ζ]t —设计温度下壳体材料的许用应力，MPa [ζ]t s —设计温度下裙座材料的许用应力，MPa A t —管板布管区面积，三角形A t = 1.732ns 2 +A d , mm 2 A dt —布管区范围内能被换热管支撑的面积, mm 2 D t —管板布管区当量直径, mmP t —布管区当量直径D t 与直径2R 之比,R=D i ／2 b f —法兰宽度, mm δf —壳体法兰厚度, mm D —管板开孔前的抗弯刚度E p —管板材料的弹性模量,MPa ν—管板材料泊松比K f ˊ—壳程圆筒与法兰的旋转刚度参数, MPa E f ˊ—对于f 型连接方式，指E f ˊ=2.1³105 MPa w ˊ—系数，按δs /D i 和δf /D i 计算 δs —壳程圆筒厚度，mmE s —对于f 型，指壳程圆筒材料的弹性模量,E s =2.1³105 MPa K f ˊˊ—管箱圆筒与法兰的旋转刚度参数, MPa E f ˊˊ—对f 型，按管板材料, E f ˊˊ=2.1³105 MPa E h —对f 型，管箱圆筒材料E h =2.1³105 MPa w ˊˊ—系数，按δs /D i 和δf /D i 计算 δh —管箱圆筒厚度，mm K f —板边缘旋转刚度参数 K f —旋转刚度无量纲参数 K f 0—无量纲参数，f 型 εR —管板边缘法兰力矩折减系数 εT —需要的螺栓总截面积, mm 2Am—预紧状态下，需要的最小螺栓总截面积, mm2Aa—操作状态下，需要的螺栓总截面积, mm2Ap—预紧状态下，需要的最小螺栓载荷，Nb—垫片有效密封宽度，mmy—垫片比压力m—垫片系数[δ]b—常温下螺栓材料的许用应力，MPaAp—操作状态下需要的最小螺栓面积, mm2Wp—操作状态下需要的最小螺栓载荷，NLG—螺栓中心至作用位置处的径向距离FD—作用在法兰环内侧封头压力载荷引起的轴向分力，NFT—总轴向力与内径截面上的流体压力引起的轴向力之差，N F—流体压力引起的总轴向力，NFG—窄面法兰垫片压紧力，NAb—实际螺栓面积应不小于需要的螺栓面积, mm2LD—螺栓中心至法兰环内侧的径向距离LT—螺栓中心至作用位置的径向距离A b —基础环面积 Ab=0.785（Dab2-Dib2），mm2A sb —圆筒形裙座底部截面积Asb=3.14Disζs,mm2B—系数，按[1]1.7.5确定，MPab—基础环外伸宽度b=（Dob -Dos），mmCz—结构综合影响系数Di—容器内直径，mmDib—基础环内直径，mmDis—裙座底部截面内直径，mmDob—基础环外直径，mmDos—裙座底部截面的外直径，mmH—容器高度，mmE—设计温度下材料的弹性模量,MPaHi—容器顶部至第i段底部截面的距离，mmhi—容器第i段集中质量距地面的高度，mmh k —计算截面I-I以上集中质量mk距地面高度，mmMEI-I—容器的计算截面I-I 的地震弯矩，N²mMEO-O—容器底部O-O截面的地震弯矩，N²mMmaxI-I—容器计算截面I-I的最大弯矩，N²mMmaxO-O—容器底部O-O截面的最大弯矩，N²mMwI-I—容器计算截面I-I的风弯矩，N²mMwO-O—容器底部截面O-O的风弯矩，N²mm—容器第i段的操作质量，kgmmax—容器的最大质量，kgmmin—容器的最小质量，kgmo—容器的操作质量，kgm I-I—计算截面I-I以上操作时和非操作质量，kg P—设计风压，MPaP—风载荷，NTi—容器第i振型的自振周期，sT1—容器的基本自振周期，sZb—基础环的抗弯截面系数，mm3Zsb—圆筒形或圆锥形裙座底部截面系数，mm3ζb—基础环厚度，mmq—换热管与管板连接的拉脱力，MPaζ—管板计算厚度，mmζt—换热管管壁厚度，mmμ—管板强度削弱系数，一般μ=0.4δt—换热管轴向应力，MPa[ζ]rt—设计温度下管板材料的许用应力，MPa[ζ]tt—设计温度下换热管材料的许用应力，MPa第一章绪论1.1 合成氨在国民经济中的重要作用合成氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。
年生产20万吨的合成氨生产中CO2解吸塔毕业设计（论文）
年生产20万吨的合成氨生产中CO2解吸塔毕业设计（论文）1 绪论1.1 课题来源、目的、意义枝江化肥厂技术改造年生产20万吨的合成氨生产中CO2解吸塔，特此考察该设备相关企业使用情况，调研查阅文献，收集相关资料进行设计。
课题来源中国石油化工股份有限公司湖北化肥分公司（以下简称湖北化肥分公司）位于长江中上游结合部、江汉平原西缘――湖北省枝江市。
东临古城荆州，西接宜昌三峡，近临三峡国际机场，南濒万里长江，北靠宜黄高速公路。
铁路专用线与全国铁路联网，产品可通过水路、铁路、公路、航空运往全国各地。
区域内资源富集，中国石化川气东送和中国石油西气东输管线直达厂区，有丰富的磷矿资源、卤水资源以及水电资源，可为企业持续发展提供丰富的资源。
湖北化肥分公司是中国石化在湖北省内的唯一一家大型化肥生产企业，也是中南地区规模较大的化肥生产企业之一。
建厂30多年来，累计生产优质尿素1300多万吨，为农业增效、农民增收作出了较大的贡献，付出了巨大的努力。
现有固定资产总值28.7亿元，经过“气代油”、“煤代油”改造，现具备以天然气和煤为原料的两套造气系统，提高了原料路线的适应性，为持续发展打下了坚实的基础，大大提高了企业的抗风险能力和竞争能力；经过扩能改造，上游装置具备年产120万吨合成氨的供气能力，下游装置具备年产33万吨合成氨、56万吨尿素的能力。
公用工程配套完善，现有三台总蒸发量700吨/小时的高压煤锅炉和两台25兆瓦的发电机组，为主装置生产提供动力供应。
除主导产品合成氨、尿素外，还有氮气、氧气、氩气、硫磺、硫胺等附产品。
湖北化肥分公司以“从严、求实、团结、文明、进取”的企业精神，不断创新企业管理，积极推行内控制度、ERP信息化管理、HSE管理体系、全面质量管理等现代化管理手段，同时，坚持“三基”等传统的管理方式。
先后荣获“全国五一劳动奖状”、“全国设备管理优秀单位”、“湖北省守合同重信用企业”等300多项省部级以上荣誉。
【精品】：二氧化碳吸收塔设计
【精品】：二氧化碳吸收塔设计二氧化碳（CO2）吸收塔经常被用于工业过程中的气体净化和能源生产中。
在吸收塔中，CO2从气相被溶解到液相中，从而减少了CO2的排放并产生了可回收的CO2产品。
本文将介绍CO2吸收塔的设计，重点涉及设计参数、设计方案、设计流程和输送系统。
设计参数设计CO2吸收塔需要考虑以下参数：1. 操作参数：塔内的操作温度和压力，与吸收剂（通常为胺）的浓度相关；2. CO2处理能力：以每小时处理的CO2量为衡量标准，需要根据实际需求选择塔的尺寸和产能；3. 填料：塔内填充物的种类和数量，以提供更大的表面积和接触时间；4. 电源消耗：与塔内风扇和泵的功率有关，这些设备会增加工艺费用和环境影响。
设计方案确定了负载需求后，需要选择适当的CO2吸收塔方案。
通常有两种：塔板塔和填料塔。
1. 填料塔（packed column）：由于填充物较大的表面积可以提高质量传递效率，目前最常用的方案是填料塔。
填料塔中充满各种不同形状和材料的填料，例如环形或多面角度的板子。
填料之间的空隙可以提供两相之间的质量传递和反应，这是CO2吸收过程中的重要步骤。
一些常用的填料材料包括陶瓷、塑料和金属。
2. 塔板塔（tray column）: 塔板塔各有多个分离板，使垂直进入的流体在多个水平层面上经过反应处理。
在每个板上，形状各异的衬垫或孔洞使两相之间形成液滴和气泡。
塔板塔优点在于管路结构比填料塔更简单，可提供一定的可视测量和操纵的便利性。
设计流程根据前面列出的设计参数和选择的设计方案，CO2吸收塔的设计流程如下：1. 确定塔的尺寸和位置，这取决于需要处理的CO2量和设备的完成时间。
2. 选择合适的填料或塔板，并设计塔的内部结构。
根据流体要求，塔板或塔内可以设置淋浴器供液体注入塔。
3. 安装泵、管道、填料、阀和风扇等必要的设备。
4. 进行调试，测试各系统的连接和性能。
输送系统填料塔和塔板塔的输送系统不同。
对于填料塔，输送系统包括主要和辅助风扇，填充物和喷嘴。
化工原理课程设计——水吸收二氧化碳吸收塔
化工原理课程设计题目水吸收二氧化碳吸收塔学院化学工程学院专业安全工程学生姓名学号年级指导教师曹丽淑二〇一六年七月五日目录题目及数据 (3)流程图 (3)流程和方案的选择说明与论证 (4)吸收塔主要尺寸的计算 (6)附属设备的选型或计算 (14)设计评价 (18)设计结果概览 (19)参考文献 (20)题目及数据1.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。
2.数据：（一）气体混合物1）组成(V%)：CO2 11%，H2 65.6%，N2 21%，CH4 0.5%,CO 3%,O2 0.1% 2）气体组成:3800Nm3/h3）温度：30℃4）压力:1800KN/m2（二）气体出口要求(V%)：CO2 0.62%（三）吸收剂：水流程图水吸收CO工艺流程图21-吸收塔；2-富液泵；3-贫液泵；4-解吸塔流程和方案的选择说明与论证1.塔设备：填料塔。
2.吸收剂：水。
3．装置流程的确定：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。
在逆流操作下，两相传质平均推动力最大，可以减少设备尺寸，提高吸收率和吸收剂使用效率，因此逆流优于并流。
因此，本设计采用逆流。
4. 填料的选择：填料是填料塔的核心构件，它提供了塔内气-液两相接触而进行传质或传热的表面，与塔的结构一起决定了填料塔的性能。
现代填料大体可分为实体填料和网体填料两大类，而按照装填方式可分为乱堆填料盒规整填料。
对塔内填料的一般要求是：具有较大的比表面积和较高的空隙率，较低的压降，较高的传质效率；操作弹性大，还要考虑经济合理。
1)散装填料散装填料是一个个具有一定集合形状和尺寸的颗粒体一般以随机的方式堆积在塔内的，又称为乱堆填料和颗粒填料。
散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、和环鞍的填料等。
以下是典型的散装填料：a.拉西环填料：拉西环填料是最早提出的工业填料，其结构为外径与高度相等的圆环，可用陶瓷、塑料、金属等材质制成。
二氧化碳吸收塔 -回复
二氧化碳吸收塔 -回复
根据您的要求，我给您制作一份关于二氧化碳吸收塔的描述，不包含真实名字和引
用。
二氧化碳吸收塔是一种用于减少工业排放或其他高浓度二氧化碳气体的设备。
它通常
由一系列垂直排列的塔层组成，每个塔层中有一种吸收剂。
二氧化碳吸收塔的工作原理基于化学吸收的原理。
当高浓度二氧化碳气体通过塔层时，吸收剂会与其发生化学反应，吸收二氧化碳并将其转化为其它化合物。
常用的吸收剂包括
氨水、碱性溶液或有机物。
这些吸收剂具有较高的亲和力，能够有效地吸附二氧化碳分
子。
在吸收过程中，二氧化碳气体与吸收剂之间的化学反应会产生热量。
为了保持吸收塔
的稳定运行，通常需要实施冷却措施，例如通过循环水或其他冷却介质来降低温度。
吸收塔的设计通常考虑到高效的气液接触，以便加速二氧化碳的吸收速率。
塔板是常
用的一种设计元素，可以提供大量的气液接触面积，从而增强传质效果。
塔床内部还可能
包含填料或其他结构，以增加接触表面积和混合效应。
除了设计外，二氧化碳吸收塔还需要具备良好的操作和控制系统。
这些系统通常用于
监测和调节吸收剂的供应和排放速率，以及控制塔内的温度、压力和流量。
通过精确的控制，可以实现吸收塔的高效运行和二氧化碳的有效吸收。
二氧化碳吸收塔是一种重要的环保设备，可用于减少工业排放或其他高浓度二氧化碳
气体的释放。
它的设计和操作需要综合考虑不同参数和控制系统，以确保高效的吸收效
果。
(完整版)化工原理课程设计——水吸收二氧化碳吸收塔
化工原理课程设计题目水吸收二氧化碳吸收塔学院化学工程学院专业安全工程学生姓名学号年级指导教师曹丽淑二〇一六年七月五日目录题目及数据 (3)流程图 (3)流程和方案的选择说明与论证 (4)吸收塔主要尺寸的计算 (6)附属设备的选型或计算 (14)设计评价 (18)设计结果概览 (19)参考文献 (20)题目及数据1.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。
2.数据：（一）气体混合物1）组成(V%)：CO2 11%，H2 65.6%，N2 21%，CH4 0.5%,CO 3%,O2 0.1% 2）气体组成:3800Nm3/h3）温度：30℃4）压力:1800KN/m2（二）气体出口要求(V%)：CO2 0.62%（三）吸收剂：水流程图水吸收CO工艺流程图21-吸收塔；2-富液泵；3-贫液泵；4-解吸塔流程和方案的选择说明与论证1.塔设备：填料塔。
2.吸收剂：水。
3．装置流程的确定：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。
在逆流操作下，两相传质平均推动力最大，可以减少设备尺寸，提高吸收率和吸收剂使用效率，因此逆流优于并流。
因此，本设计采用逆流。
4. 填料的选择：填料是填料塔的核心构件，它提供了塔内气-液两相接触而进行传质或传热的表面，与塔的结构一起决定了填料塔的性能。
现代填料大体可分为实体填料和网体填料两大类，而按照装填方式可分为乱堆填料盒规整填料。
对塔内填料的一般要求是：具有较大的比表面积和较高的空隙率，较低的压降，较高的传质效率；操作弹性大，还要考虑经济合理。
1)散装填料散装填料是一个个具有一定集合形状和尺寸的颗粒体一般以随机的方式堆积在塔内的，又称为乱堆填料和颗粒填料。
散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、和环鞍的填料等。
以下是典型的散装填料：a.拉西环填料：拉西环填料是最早提出的工业填料，其结构为外径与高度相等的圆环，可用陶瓷、塑料、金属等材质制成。
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《化工原理》课程设计水吸收二氧化碳填料塔设计学院医药化工学院专业精细化工班级姓名学号指导教师年月日目录概述 (1)1. 设计题目 (1)2. 操作条件 (1)3.填料类型 (1)4.设计内容 (1)4.1吸收剂的选择 (1)4.2装置流程的确定 (1)4.3填料的类型与选择 (2)5.填料吸收塔的工艺尺寸的计算......................... .. (2)5.1基础物性数据 (2)5.1.1液相物性数据 (2)5.1.2气相物性数据 (2)5.1.3气液相平衡数据 (2)5.2物料衡算 (2)5.3填料塔的工艺尺寸计算 (3)5.3.1塔径计算 (3)5.3.2填料层高度计算 (4)6.填料层压降计算 (6)7.液体分布器建简要设计 (7)7.1液体分布器的选型 (7)7.2分布点密度计算 (7)7.3布液计算 (7)8. 吸收塔接管尺寸计算 (8)9.要符号说明 (8)9.1料的特性参数 (8)9.2符号说明 (8).附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）概述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，所以它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。
吸收操作在化学工业中是一种重要的分离方法，本次设计采用水吸收空气中的二氧化碳，处理流量为3800m3/h，其中进塔二氧化碳的体积分数为7%，二氧化碳的吸收率达到95％。
吸收效果以减少对大气的污染，属于物理吸收。
影响吸收的因素主要为溶质在吸收剂中的溶解度,其吸收速率主要决定于气相或液相与界面上溶质的浓度差，以及溶质从气相向液相传递的扩散速率。
本设计本设计采用4个同类型的吸收塔并联，塔高8.4m，塔径2.9m，采用聚丙烯阶梯填料，具有通量大、阻力小、传质效率高等优点，可以达到较好的通过能力和分离效果。
一般说来，完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分。
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，保护环境等方面都要用到气体吸收过程。
填料塔作为主要设备之一，越来越受到青睐。
1.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二氧化碳气体。
混合气体的处理量为3800 m3/h，其中含二氧化碳为7%（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。
要求：二氧化碳的回收率达到95% 。
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1.5倍。
3.填料类型公称直径为50mm的聚丙烯塑料阶梯环4.设计内容设计方案的确定4.1吸收剂的选择因为用水作吸收剂，同时CO2不作为产品，故采用纯溶剂。
4.2装置流程的确定用水吸收CO 2属于中等溶解度的吸收过程，故为提高传质效率，选择用逆流吸收流程。
由于处理的流量较大，所以用4个同类型的吸收塔并联工作。
4.3填料的类型与选择用不吸收CO 2的过程，操作温度低，但操作压力高，因为工业上通常选用塑料散装填料，在塑料散装填料中，塑料阶梯填料的综合性能较好，故此选用D N 50聚丙烯塑料阶梯环填料。
4.4操作温度与压力的确定 20℃，常压5.填料吸收塔的工艺尺寸的计算5.1基础物性数据5.1.1液相物性数据对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取水的物性数据 查得，293K 时水的有关物性数据如下：密度ρL =998.2kg/m 粘度μL = 3101-⨯Pa·s=3.0kg/(m·h) 表面张力σL =72.6 dyn/cm=940896 kg/h 3CO 2在水中的扩散系数为D L = 1.77×10-9 m 2/s=6.372×10-6 m 2/h5.1.2气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为M vm =∑y i M i =0.07×44＋0.93×29=30.05混合气体的平均密度为 ρvm ==⨯⨯=298314.805.303.101RT PMvm 1.23kg/m 3 混合气体粘度近似取空气粘度，手册20℃空气粘度为μv =1.81×10-5Pa·s=0.065kg/(m•h)查手册得CO 2在空气中的扩散系数为 D v =1.8×10-5m 2/s=0.044m 2/h5.1.3气液相平衡数据由手册查得，常压下20℃时CO 2在水中的亨利常数为E=144MP相平衡常数为 3.101P E m 310⨯1.44===1421.5溶解度系数为H=02.181044.12.998E3sM⨯⨯=ρ=0.03845kmol/(m .3·kPa)5.2物料衡算进塔气相摩尔比为=-=111y 1y Y 075.007.0107.0=- 回收率为η=95% 出塔气相摩尔比为Y 2= Y 1（1-η）=0.075×(1-0.95)=0.00375 进塔惰性气相流量为V=)07.01(2982734.22950-⨯=36.13kmol/h 该吸收过程为低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比按下式计算，即2121minmX Y Y Y VL--=）（ 对于纯溶剂吸收过程，进塔液组成为X 2=0425.135005.1421075.000375.0075.0m2121min=--=--=X Y Y Y VL ）（ 取操作液气比为5.1=V L min ）（V LL=1.5min ）（VLV=73186.28kmol/h因为V(Y 1-Y 2)=L(X 1-X 2)所以X 1=51052.328.7318600375.0075.013.36-⨯=-⨯）（5.3填料塔的工艺尺寸计算 5.3.1塔径计算气相质量流量为 W V =950×1.23=1180.8kg/h 液相质量流量可近似按纯水的流量计算 即W L =73186.28×18.02=1318816.77kg/hEckert 通用关联图横坐标为78.1040)2.99823.1(8.118077.1318816)(5.05.0=⨯=L V V L W W ρρ 因为数值太大，不适宜用Eckert 通用关联图计算泛点气速用贝恩-霍根关联式计算泛点气速：K A a g L L V t -=⎥⎦⎤⎢⎣⎡2.032F ))((u lg μρρε8141)()(LV V L W W ρρ其中A=0.204 K=1.75⨯-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯⨯⨯75.1204.01)2.99823.1()927.02.114(81.9u lg 2.032F 8141)2.99823.1()8.118077.1318816(计算得u F =0.063m/s取u=0.7u F =0.7×0.063=0.044m/s由 =⨯⨯==0441.014.3360095044uV D Sπ 2.76 m 泛点率校核：063.0043.0u u F ==68.25%（在允许范围内） 液体喷淋密度校核，取最小润湿速率为（L W ）min =0.08m 3/m·h 查塑料阶梯环特性数据表得：型号为D N 50的阶梯环的比表面积 a t =114.2 m 2/m 3 U min =(L W )min a t =0.08×114.2=9.136m 3/m 2·hU=67.2148.2785.02.99877.13188162=⨯> U min经校核可知，塔径D=2.8m 合理。
5.3.2填料层高度计算Y *1=mX 1=1421.5×3.52×10-5=0.05Y *2=mX 2=0 脱因系数为 S=28.7318613.365.1421L mV ⨯==0.702 气相总传质单元数:N OG =()S Y Y Y Y S S +⎥⎦⎤⎢⎣⎡----***22211ln 11=702.0000375.00075.0)072.01(ln 702.011+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⨯--=3.796气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算:⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=-2.0205.021.075.045.1exp 1t L L L t L L t L L t L L c t w a U a a U a U a a σρσρμσσ 查常见材质的临界表面张力值表得σc =33dyn/cm=427680kg/h 2液体质量通量为U L =214288.44kg/(m 2·h)⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-2.0205.08221.075.0t w 2.1149408962.99844.2142881072.12.9982.11444.2142886.32.11444.21428894089642768045.1exp 1a atwa a =0.77 吸收系数由下式计算:⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=RT D aD a U 237.0K V t 31V V V 7.0Vt VG ρμμ 质量通量为2V 8.2785.023.1950U ⨯⨯==189.86 ()h m /kg 2• ⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=293314.8044.02.114044.023.1065.0065.02.11486.189237.0K 317.0G =5⨯10-3kmol/(m 3·h·kPa)吸收系数由下式计算:31L L21L L L 32L W L L g D a U 0095.0K ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-ρμρμμ31821932L 2.9981027.16.31078.12.9986.36.32.11477.044.2142880095.0K ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=-- =1.189m/h查常见填料的形状系数表得45.1=ϕ附表：常见填料塔的形状系数1.131.1W G G 45.12.11477.0105a K a K ⨯⨯⨯⨯==-ϕ=0.66 kmol/(m 3·h·kPa)4.04.0W L L 45.12.11477.004.0a K a K ⨯⨯⨯==ϕ=4.08 kmol/(m 3·h·kPa)u/u F =66.17％>50﹪由a K u u a K G F G ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+='4.15.05.91a K u u a K L F L ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+='2.25.06.21得()[]66.05.06825.05.91a K 4.1G ⨯-⨯+='=1.24kmol/(m 3·h·kPa) 得()[]08.45.06825.06.21a K 2.2L⨯-⨯+='=4.18kmol/(m 3·h·kPa)18.403845.0124.111aHK 1K 11a K L GG ⨯+='+'==0.142 kmol/(m 3·h·kPa)H OG =2G Y 8.2785.03.101142.013.36aP K V a K V ⨯⨯⨯==ΩΩ=0.4m Z=H OG N OG =0.4× 1.5m 得Z′=1.4×1.5=2.1m 取填料层高度为Z′=2m查散装填料分段高度推荐值表对于阶梯环填料15~8=Dh h max ≤6m 取 8D h= 则h=8×800=6400mm计算得填料层高度为2100mm ，故不需分段。