液体吸收塔装置设计说明书
说明书(吸收塔)
物料衡算1、依据甲醇蒸气转化反应方程式:CH3OH→CO↑+2H2↑CO+H2O→CO2↑+ H2CH3OH分解为CO转化率99%,反应温度280℃,反应压力1.5MPa,醇水投料比1:1.5(mol).2、投料计算量代入转化率数据,式(1-3)和式(1-4)变为:CH3OH→0.99CO↑+1.98H2↑+0.01 CH3OHCO+0.99H2O→0.99CO2↑+ 1.99H2+0.01CO合并式(1-5),式(1-6)得到:CH3OH+0.981 H2O→0.981 CO2↑+0.961 H2↑+0.01 CH3OH+0.0099 CO↑氢气产量为: 2100m3/h=93.750 kmol/h甲醇投料量为: 93.750/2.9601ⅹ32=1013.479 kg/h水投料量为: 1013.222/32ⅹ1.5ⅹ18=855.123 kg/h3、原料液储槽(V0101)进: 甲醇 1013.479 kg/h , 水 855.123 kg/h出: 甲醇 1013.479 kg/h , 水 855.123 kg/h4、换热器 (E0101),汽化塔(T0101),过热器(E0103)没有物流变化.5、转化器 (R0101)进 : 甲醇 1013.479kg/h , 水 855.123 kg/h , 总计1868.802kg/h出 : 生成CO21013.479/32ⅹ0.9801ⅹ44 =1365.720kg/hH21013.479/32ⅹ2.9601ⅹ2 =187.500 kg/hCO 1013.479/32ⅹ0.0099ⅹ28 =8.779 kg/h剩余甲醇 1013.479/32ⅹ0.01ⅹ32 =10.135kg/h剩余水 855.123-1013.479/32ⅹ0.9801ⅹ18=296.386总计 1868.6026、吸收塔和解析塔吸收塔的总压为1.5MPa,其中CO2的分压为0.38 MPa ,操作温度为常温(25℃). 此时,每m3吸收液可溶解CO211.77 m3.此数据可以在一般化工基础数据手册中找到,二氯化碳在碳酸丙烯酯中的溶解度数据见表1一l及表1—2。
吸收塔设计(附图)
填料吸收塔课程设计说明书专业应用化学班级0704班姓名李海涛班级序号 3目录一前言 (2)二设计任务 (2)三设计条件............................................................ (2)四设计方案 (2)1流程图及流程说明2填料塔的选择五工艺计算 (5)1物料衡算,确定塔顶,塔底的气、液流量和组成2泛点的计算3塔径的计算4 填料层高度的计算5 填料层压降的计算6 液体分布装置7分布点密度计算8 液体再分布装置9气体入塔分布六填料吸收塔的附属设备 (5)1填料支撑板2填料压板和床层限制版七设计一览表 (6)八课程设计总结 (6)九主要符号说明 (6)十参考文献 (9)十一附图.......................................................... . (13)前言塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。
根据塔内气液接触部件的形式,可以分为填料塔和板式塔。
板式塔属于逐级接触逆流操作,填料塔属于微分接触操作。
工业上对塔设备的主要要求:(1)生产能力大(2)分离效率高(3)操作弹性大(4)气体阻力小结构简单、设备取材面广等。
塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节,选择时应考虑物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。
板式塔的研究起步较早,具有结构简单、造价较低、适应性强、易于放大等特点。
填料塔由填料、塔内件及筒体构成。
填料分规整填料和散装填料两大类。
塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。
与板式塔相比,新型的填料塔性能具有如下特点:生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、持液量小等优点。
水吸收NH3填料塔设计一设计任务1000m³∕h含NH3空气填料吸收塔的设计①1000m³∕h(标准状况下)含5%(体积比)氨气,其他组分视为惰性气体,气体进口温度为40℃,吸收后尾气中氨含量50μg/m³;②用清水吸收,清水进口温度为35℃;③操作压力为塔顶表压为0.2atm;④填料采用乱堆式拉西环二吸收工艺流程的确定采用常规逆流操作流程.流程如下。
课程设计吸收塔-完成版
课程设计吸收塔-完成版⽬录设计任务书 (1)1、流程及流程说明 (2)2、物料衡算 (2)3、填料塔的⼯艺尺⼨计算 (3)3.1塔径D的计算 (3)3.2液体喷淋密度的核算 (4)3.3填料层⾼度的计算 (4)3.3.1传质单元⾼度的计算 (4)3.3.2传质单元数的计算 (4)3.4塔附属⾼度的计算 (6)4、填料层压降的计算 (7)5、其他附属塔内件的选择 (7)5.1液体分布器的选择 (7)5.1.1布液计算 (8)5.2液体再分布器的选择 (8)5.3填料⽀承装置的选择 (9)6、吸收塔流体⼒学参数计算 (9)7、吸收塔主要接管的尺⼨计算 (9)7.1液体进料接管 (10)7.2⽓体进料接管 (10)8、总结 (10)附表 (12)参考⽂献 (12)设计任务书⼀、设计题⽬:填料吸收塔的设计⼆、设计任务:设计⽤⽔吸收SO2的常压填料塔,操作温度20℃,操作压⼒101.325KPa。
三、设计条件:1、⽓体混合物成分:空⽓和SO2;2、SO2的含量:4%3、混合⽓体流量:4000 m3/h4、操作温度:293K;5、混合⽓体压⼒:101.325KPa;6、回收率:95%四、设计项⽬:1、确定吸收流程;2、物料衡算,确定塔顶、塔底的⽓液流量和组成;3、选择填料、计算塔径、填料层⾼度、填料的分层、塔⾼的确定。
4、流体⼒学特性的校核:液⽓速度的求取,喷淋密度的校核,填料层压降△P的计算。
5、附属装置的选择与确定:液体喷淋装置、液体再分布器、⽓体进出⼝及液体进出⼝装置、栅板。
五、设计要求:1、设计说明书内容包括:⑴、⽬录和设计任务书;⑵、流程图及流程说明;⑶、计算(根据计算需要,作出必要的草图,计算中所采⽤的数据和经验公式应注明其来源);⑷、设计计算结果表;⑸、对设计成果的评价及讨论;⑹、参考⽂献。
2、设计图纸:绘制⼀张填料塔装置图1.流程及流程说明:⼆氧化硫炉⽓经由风机从塔底⿎⼊填料塔中,与由离⼼泵送⾄塔顶的清⽔逆流接触,在填料的作⽤下进⾏吸收。
清水吸收SO烟气的填料塔设计说明书
清水汲取SO2烟气的填料塔课程设计说明书专业:资料工程技术班级:姓名:班级学号:指导老师:日期:任务书《化工单元操作》课程设计任务书一、题目清水汲取 SO2烟气的填料塔设计二、设计任务及操作条件31、气体办理量 1000m/h (30℃, 100kpa)2、进塔气体的构成: 9%(体积分数) SO2,其余可视为空气3、回收此中所含 SO2的 95%4、汲取塔的操作温度为30℃,压力位 100kpa7、填料自选三、设计内容1、填料塔的物料衡算2、塔的主要工艺尺寸确立①塔高确实定②塔径确实定3、协助设施的种类及作用4、绘制填料塔的设施图(CAD)5、编写设计说明书(电子版)目录第一章序言1汲取的概略2汲取设施分类第二章设计方案汲取剂的选择1对溶质的溶解度大24重生性能好塔内气液流向的选择汲取系统工艺流程填料的选择操作参数的选择第三章工艺计算第四章协助设施的种类及作用第五章结束语第六章主要符号说明第七章参照文件1序言利用混淆气体中各组分在同一种溶剂(汲取剂)中溶解度的不一样分别气体混淆物的单元操作称为汲取。
汲取是分别气体混淆物最常有的单元操作之一。
工业汲取操作是在汲取塔内进行的。
在汲取操作中,往常将混淆气体中能够溶解于溶剂中的组分称为溶质或汲取质,以 A 表示而不溶或微溶的组分称为载体或惰性气体,以 B 表示;汲取所用的溶剂称为汲取剂,以 S 表示;经汲取后获取的溶液称为汲取液 ; 被汲取后排出汲取塔的气体称为汲取尾气。
汲取就是汲取质从气相转入液相的过程。
汲取过程往常在汲取塔中进行。
依据气、液两相的流动方向,分为逆流操作和并流操作两类,工业生产中以逆流操作为主,汲取剂以塔顶加入自上向流动,与从下向上流动的气体接触,汲取了汲取质的液体从塔底排出,净化后的气体从塔顶排出。
汲取流程以下图A+B混淆气即汲取尾气S溶剂A+S叫汲取液A溶质B叫惰性气体(化工术语,注意与初等化学中的观点划分)或叫惰性成分汲取操作所用的设施。
环保工程课程设计水吸收氨填料塔设计设计说明书 精品
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一设计任务书(一)设计题目水吸收NH3过程填料吸收塔的设计:试设计一座填料吸收塔,用于脱除焙烧炉送出的混合气体(先冷却)中的NH3,其余为惰性组分,采用清水进行吸收。
混合气体的处理量m3/h 10800混合气体NH3含量(体积分数) 5.5%NH3的回收率不低于96%吸收剂的用量与最小用量之比 1.6(二)操作条件(1)操作压力常压(2)操作温度20℃(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)液体分布器简要设计;(5)吸收塔接管尺寸计算;(6)绘制吸收塔设计条件图;(7)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
二设计方案简介2.1方案的确定用水吸收NH3属中等溶解度的吸收过程,为提高传质效率,选用逆流吸收流程。
因用水作为吸收剂,且NH3不作为产品,故采用纯溶剂。
2.2填料的类型与选择对于水吸收NH3的过程,操作温度及操作压力较低,工业上通常选用塑料散装填料。
在塑料散装填料中,塑料阶梯环填料的综合性能较好,故此选用DN38聚丙烯阶梯环填料。
阶梯环是对鲍尔环的改进。
与鲍尔环相比,阶梯环高度减少了一半,并在一端增加了一个锥形翻边。
由于高径比减少,使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短,减少了气体通过填料层的阻力。
锥形翻边不仅增加了填料的机械强度,而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主,这样不但增加了填料间的空隙,同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点,可以促进液膜的表面更新,有利于传质效率的提高。
阶梯环的综合性能优于鲍尔环,成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。
2.3设计步骤本课程设计从以下几个方面的内容来进行设计(一)吸收塔的物料衡算;(二)填料塔的工艺尺寸计算;主要包括:塔径,填料层高度,填料层压降;(三)设计液体分布器及辅助设备的选型;(四)绘制有关吸收操作图纸。
三、工艺计算3.1基础物性数据3.1.1 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。
水吸收二氧化硫填料吸收塔设计说明书
水吸收二氧化硫填料吸收塔设计说明书-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN化工原理课程设计题目处理量为1200m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计专业化学工程与工艺班级化工2102姓名柯来烽学号 30指导教师胡章文化工原理设计任务书专业:化学工程与工艺班级:化工2102 设计人:柯来烽一.设计题目处理量为1200m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计二.原始数据及条件进塔二氧化硫含量为8%(摩尔分率,下同),温度25℃。
塔顶易挥发组分回收率94% 。
进塔吸收剂温度20℃,由于气液比比较大,温度基本不变,吸收温度可近似取清水温度。
二氧化硫回收率为操作压强为常压三.设计要求1. 标题页;2. 设计任务书;3. 目录;4. 确定设计方案;5. 填料塔吸收的塔径,填料层高度,塔高和填料层压降的计算;6. 塔及主要附属构件结构尺寸设计;7. 设计一览表;8. 对本设计的评述;9. 绘制填料塔装备图;10. 参考文献。
四.设计日期: 2013 年 6 月 10 日至 2013 年 6月 20 日目录摘要 (1)1绪论 (2)吸收技术概况.............................................................................................................2 吸收设备发展.............................................................................................................2 吸收在工业生产中的应用.. (3)2设计方案 (4)吸收方法及吸收剂的选择 (4)吸收方法 (4)吸收剂的选择: (4)吸收工艺的流程 (5)吸收工艺流程的确定 (5)吸收工艺流程图及工艺过程说明 (6)操作参数选择 (7)操作温度的选择 (7)操作压力的选择 (7)吸收因子的选择 (7)吸收塔设备及填料的选 (8)吸收塔设备的选择 (8)填料的选择 (8)3吸收塔工艺的算 (10)基础性物性数据 (10)液相物性数据 (10)气相物性数据 (10)气液平衡数据 (10)物料衡算 (11)塔径的计算及校核 (11)塔径的计算 (11)泛点率的计算 (13)气体能动因子 (13)填料规格校核 (13)液体喷淋密度校核 (13)填料层高度计算 (14)传质单元数计算 (14)传质单元高度计算..........................................................................................................14 填料层高度的计算......................................................................................................15 填料塔附属高度的计算.............................................................. .......................................16 液体分布器的简要设计...................................................................................................16 分布点密度及布液孔数的计算...................................................................................16 布液计算..................................................................................................................................17 塔底液体保持管高度的计算..................................................................... ...............17 其他附属塔内件的选择....................................................................................................18 液体再分布器.............................................................................................................18 填料支撑板.......................................................................................................................18 填料压紧装置与床层限制板..................................................................................18 气体进出口装置与排液装置...................................................................................18 吸收塔主要接管尺寸算...............................................................................................19 填料层压力降的计算. (19)工艺设计计算结果汇总与主要符号说明.............................................................................21结束语...............................................................................................................................24主要符号说明...................................................................................................................25参考文献 (27)摘要在化工生产中,气体吸收过程是利用气体混合物中,各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异,在气液两相接触是发生传质,实现气液混合物的分离。
吸收塔说明书
—、吸收塔部分
1.本装置经试漏、试压、单机运行及工业水联合试运行合格后,—
次投入新鲜聚乙二醇溶剂。
2.通过循环泵,换热气加热液聚乙二醇,最终塔内各点温度在120o C
—125 o C。
并停止加热。
换热气转为降温。
3.通过注射泵加入催化剂液(聚乙二醇溶剂重量1-2%),并取样测试
溶液ph值与比重
4.进气条件:反应按H 2 S / S02为2:1进行。
硫化氢与二氧化硫在溶
剂中溶解度相差很大, 为确保液相中H 2 S / S02比为2 : 1 , 要求尾气中H 2 S / S02比略大于2
5.进气温度140 o C通过降温塔注入无氧水降低尾气温度至110o C
6.正常工作后,确保塔内各点温度在120o C—123 o C,有异常情况通
过调节,换热器水量控制循环液入塔温度,也可调节降温塔注入水量。
二、氧化塔部分
1. 本装置经试漏、试压、单机运行及工业水联合试运行合格后,
—次投入工艺水入塔内。
2.开起烟道降温喷淋系统,开启循泵降温水,使尾气温度降至80o C
以下。
3. 配制氧化剂(浓度1-2%),开起氧化剂泵,加入的氧化剂。
三、系统风机部分
1、在各部分单元调试工作正常后,开起引风机,以风机氧化塔进
口压力调节引风机频率,
2、使系统温度压力工作正常后,开始进气脱硫工作。
水吸收氨过程填料吸收塔设计说明
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)(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。
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:比表面积at :22332/mm空隙率ε:0.90湿填料因子Φ:1172m-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。
三、工艺计算(一)基础物性数据 1.液相物性数据3998.2(/)L kg m ρ= 6100410() 3.6(/)L Pa s kg m h μ-=⨯⋅=g 272.6(dyn /c )940896(/)L m kg h σ==931.7610(/)L D m s -=⨯2. 气相物性数据混合气体平均密度:31.166(/)v kg m ρ=c σ=427680(2/kg h )空气黏度:51.8110()0.065(/)v Pa s kg m h μ-=⨯⋅=g 273K ,101.3Kpa.氨气在空气中扩散系数:200.17(/)D m s = (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 30.725/H kmol m kpa =g998.20.7540.72518101.3s S E m P HM P ρ====⨯⨯进塔气相摩尔比: 10.080.087010.08Y ==-出塔气相摩尔比:20.00020.00020010.0002Y ==- 对于纯溶剂吸收过程,进塔液相组成:20X =混合气体流量 :1100027341.59629322.4V ⨯==⨯ kmol/h进塔惰性气体流量: 41.596(10.08)38.268V =⨯-= 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:12min 120.08700.0002000.752(0.0870/0.754)0e Y Y L V x X --⎛⎫=== ⎪--⎝⎭ 11e Y x m =取操作液气比为最小液气比的1.5倍,可得吸收剂用量为:0.75238.268 1.543.166/L Kmol h =⨯⨯= 根据全塔物料衡算式:()()()121212120.08700.0002000.07700.752 1.5V Y Y L X X V Y Y X LX L-=---=+==⨯液气比 :43.166180.6661000 1.166l v W W ⨯==⨯ (三)塔径的计算 1.塔径的计算考虑到填料塔塔的压力降,塔的操作压力为101.3KPa()()()()33330.08170.922928.04/101.31028.0410 1.166/8.314527320998.2/v L M Kg Kmol PM Kg m RT Kg m ρρ-=⨯+⨯=⨯⨯⨯∴===⨯+=Q 液体密度可以近似取为采用贝恩----霍夫泛点关联式:112480.23lg 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 =-Q取泛点率为0.6. 即 0.60.6 3.017 1.810/f u u m s ==⨯=()0.442D m ===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:)/(08.0)(3min h m m L W ⋅=23223/t a m m = 所以得32min min ()0.0822317.84/()W t U L a m m h =⋅=⨯=⋅263220.78543.16618998.2 6.17510/()0.7850.4hL U D m m h =⋅⨯⨯==⨯⋅⨯min U U >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20.17(/)o D cm s =.由3/2000V p T D D p T ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则293K ,101.3kpa 下,氨气在空气中的扩散系数20.189(/)v D cm s =293K ,101.3kpa 下,氨气在水中的扩散系数()921.7610/L D m s -=⨯ (查化工原理附录)*110.7540.07700.0581Y mX ==⨯=*220Y mX ==脱吸因数为:0.7540.6680.752 1.5mV S L ===⨯ 气相总传质单元数为:()*12*221ln 11OGY Y N S S S Y Y ⎡⎤-=-+⎢⎥--⎣⎦=()10.08700ln 10.6680.66810.6680.0002000-⎡⎤-+⎢⎥--⎣⎦=14.992气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算:0.050.20.10.752221exp 1.45w c L t L L t L t L L L t L a U a U U a a a g σσμρσρ-⎧⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪=--⎨⎬ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎪⎪⎩⎭液体质量通量为:22243.166186186.21/()0.7850.7850.4L L W U Kg m h D ⨯===⋅⨯⨯ 气体质量通量为:2221000 1.1669283.44/()0.7850.7850.4v v W U Kg m h D ⨯===⋅⨯⨯ 故20.750.10.052820.24276806186.216186.212231exp{ 1.45()()()940896223 3.6998.2 1.27106186.21()}998.29408962230.2476w t a a -⨯=--⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=气膜吸收系数:10.7310.74340.2379283.440.0652230.1891036000.2372230.0658.3142931.1660.189103600 0.1273V V t V G t V V V U a D k a D RT μμρ--⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⨯⨯⨯⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⨯⨯⨯⨯⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭=液膜吸收系数:211323121833290.00956186.21 3.6 3.6 1.27100.00950.2476223 3.6998.2998.2 1.761036000.3037(/)L L L L w L L L L U g k a D m h μμμρρ---⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⨯⨯⎛⎫⎛⎫=⨯⨯⨯ ⎪⎪ ⎪⨯⨯⨯⨯⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭=查表得ψ=1.35 故1.1G G W K a K a ψ==0.1273⨯0.2476⨯223⨯ 1.11.35=9.778()3/Kmol m h kpa ⋅⋅ 0.4L L W K a K a ψ==0.3037⨯0.2476⨯223⨯0.41.35=18.907()3/kmol m h kpa g gf =fuu =0.733>0.5 以下公式为修正计算公式:1.419.50.5G G f u K a K a u ⎡⎤⎛⎫'⎢⎥=+- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦()()1.4319.50.2339.77821.864/Kmol m h kpa ⎡⎤=+⨯⨯⎣⎦=⋅⋅2.219.50.5L L f u K a K au ⎡⎤⎛⎫⎢⎥'=+- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦()()2.2319.50.23318.90726.194/kmol m h kpa =+⨯⨯=g g则 111G G L K a K a HK a =+'' (H 为溶解度系数);=11121.8640.72526.194+⨯=10.1633/()Kmol m h kpa ⋅⋅由 OG Y G V VH K a K aP ==ΩΩ=238.26810.163101.30.7850.4⨯⨯⨯=0.296m 2. 填料层高度的计算由 0.29614.992 4.438OG OG Z H N m =⋅=⨯= 取上下活动系数为1.51.5 1.5 4.438 6.657Z m Z'==⨯=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 max 6h m ≤ 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:0.50.51.1660.666998.2V LVL WW ρρ⎛⎫⎛⎫=⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=0.0228查[2]P 215表5-44得:189P m -Φ=纵坐标为:220.20.22.212891 1.166 1.0040.05239.81998.2V P L L u g ρψμρΦ⨯⨯⋅⋅=⨯⨯=查图得859.81833.85/Ppa m Z∆=⨯= 填料层压降为:833.857 5.84P pa Kpa ∆=⨯=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/m s ,故若取气体进出口流速近似为16m/s ,则由公式24V q d u π=可求得气体进出口径为41000/3600148.710.78516V q d mm u π===⨯ 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]P269查得选择1563mm mm Φ⨯热轧无缝钢管,则 2241000/3600'15.73/0.785(0.1560.0032)V q u m s d π===⨯-⨯(在符合围) 气体进出口压降:进口:()221111.16615.73144.2522p u Pa ρ∆==⨯⨯=出口:()222110.50.5 1.16615.7372.1322p u Pa ρ∆=⨯=⨯⨯⨯=2、液体进料管由于常压下塔液体进出口管速可取13/m s :,故若取液体进出口流速近似为2.6m/s ,则由公式24V q d u π=可求得液体进出口径为0.029d m === 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]P368查得选择384mm mm Φ⨯热轧无缝钢管,则 2246186.21/(998.23600)' 2.44/0.785(0.0380.0042)V q u m s d π⨯===⨯-⨯(在符合围) (七)吸收塔设计条件图表四、符号说明五、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。
吸收塔设计说明 Microsoft Word 文档
(一) 设计任务 (1)(二) 设计简要 (2)2.1 填料塔设计的一般原则 (2)2.2 设计题目与要求 (2)2.3 设计条件 (2)2.4 工作原理 (2)(三) 设计方案 (2)3.1 填料塔简介 (2)3.2填料吸收塔的设计方案 (3).设计方案的思考 (3).设计方案的确定 (3).设计方案的特点 (3).工艺流程 (3)(四)填料的类型 (4)4.1概述 (4)4.2填料的性能参数 (4)4.3填料的使用范围 (4)4.4填料的应用 (5)4.5填料的选择 (5)(五)填料吸收塔工艺尺寸的计算 (6)5.1塔径的计算 (6)5.2核算操作空塔气速u与泛点率 (7)5.3液体喷淋密度的验算 (8)5.4填料层高度的计算 (8)5.5填料层的分段 (8)5.6填料塔的附属高度 (9)5.7液相进出塔管径的计算 (9)5.8气相进出塔管径的计算 (9)(六)填料层压降的计算 (10)(七)填料吸收塔内件的类型与设计 (10)7.1 填料吸收塔内件的类型 (10)7.2 液体分布简要设计 (12)(八)设计一览表 (13)(九)对设计过程的评述 (13)(十)主要符号说明 (14)参考文献 (17)(二)设计简要(1)填料塔设计的一般原则填料塔设计一般遵循以下原则:①:塔径与填料直径之比一般应大于15:1,至少大于8:1;②:填料层的分段高度为:金属:6.0-7.5m,塑料:3.0-4.5;③:5-10倍塔径的填料高度需要设置液体在分布装置,但不能高于6m;④:液体分布装置的布点密度,Walas推荐95-130点/m2,Glitsh公司建议65-150点/m2⑤:填料塔操作气速在70%的液泛速度附近;⑥:由于风载荷和设备基础的原因,填料塔的极限高度约为50米(2)设计题目与要求常温常压下,用20℃的清水吸收空气中混有的氨,已知混合气中含氨10%(摩尔分数,下同),混合气流量为3000m3/h,吸收剂用量为最小用量的 1.3倍,气体总体积吸收系数为200kmol/m3.h,氨的回收率为95%。
水吸收丙酮吸收塔设计说明
目录目录 (I)摘要.............................................................. I II 第1章绪论.. (1)1.1吸收技术概况 (1)1.2吸收设备的发展 (1)1.3吸收在工业生产中的应用 (2)第2章设计方案 (3)2.1 吸收剂的选择 (3)2.2 吸收流程的选择 (3)2.3吸收塔设备及填料的选择 (4)2.4 吸收参数的选择 (5)第3章吸收塔的工艺计算 (6)3.1 基础物性数据 (6)3.1.1 液相物性数据 (6)3.1.2 气相物性数据 (6)3.1.3 气液相平衡数据 (6)3.2 物料衡算 (7)3.3 填料塔的工艺尺寸的计算 (7)3.3.1 塔径的计算 (7)3.3.2 填料塔填料层高度的计算 (9)3.4 塔附属高度的计算 (12)3.5 液体初始分布器和再分布器的选择与计算 (12)3.5.1 液体分布器 (12)3.5.2 液体再分布器 (12)3.5.3 塔底液体保持管高度 (13)3.6 其他附属塔件选择的选择 (13)3.7 吸收塔的流体力学参数计算 (13)3.7.1 吸收塔的压力降 (13)3.7.2 吸收塔的泛点率 (14)3.7.3 气体动能因子 (14)3.8 附属设备的计算与选择 (15)3.8.1 离心泵的选择与计算 (15)3.8.2 吸收塔的主要接管尺寸的计算 (16)结论 (18)主要符号说明 (19)主要参考文献 (20)附录 (21)结束语 (23)教师评语 (24)摘要气液两相的分离是通过它们密切的接触进行的,在正常操作下,气相为连续相而液相为分散相,气相组成呈连续变化,气相中的成分逐渐被分离出来,属微分接触逆流操作过程。
填料塔具有较高的分离效率,因此根据丙酮和空气的物理性质和化学性质分析,应该采用填料塔来分离气相中的丙酮。
本次设计任务是针对二元物系的吸收问题进行分析、设计、计算、核算、绘图,是较完整的吸收设计过程,并通过对填料塔及其填料的计算,可以得出填料塔和填料及附属设备的各种设计参数。
吸收塔说明书
第一章氨吸收填料吸收塔的设计1.1 概述吸收是利用气体在液体中的溶解度差异来分离气态均相混合物的一种单元操作。
用于吸收的设备类型很多,如我们常见的填料塔、板式塔、鼓泡塔和喷洒塔等。
工业吸收操作中更多的使用填料塔,填料塔是气液呈连续性接触的气液传质设备,这是由于填料塔具有结构简单、容易加工,便于用耐腐蚀材料制造,以及压强小、吸收效果好、装置灵活等优点,尤其使用于小塔径的场合。
1.2 设备的选用在本次课设中,要求用地下水吸收氨气,由于填料塔具有结构简单、容易加工,便于耐腐蚀材料制造,以及生产能力大、压降小、吸收效果好、操作弹性大等优点,所以选用填料塔吸收氨气。
塔的底部有支撑板用来支撑填料,并允许气液通过。
支撑板上的填料有乱堆和整砌两种方式。
填料层的上方有液体分布装置,从而使液体均匀喷洒于填料层上。
填料层中的液体有向塔壁流动的趋势,因此填料层较高时往往将其分为几段,每一段填料层上方设有再分布器,将沿塔壁流动的液体导向填料层内。
近些年来,由于性能优良的新型填料不断开发,改善了填料层内气液两相的分布与接触情况。
促使填料塔的应用日趋广泛。
1.3 流程方案的确定1.3.1 流程方案用地下水吸收,水来自地下或水槽,由于是逆流操作,需要泵将水抽到塔顶;由于氨水具有轻度腐蚀性,故需要防腐泵。
气体则需选用风机。
泵一个型号需配置两台,风机需一台,供替换使用。
详细流程参见流程图。
实际操作中的流量计和压力表等也需要考虑出现问题以后不影响正常工作。
1.3.2流程布置由于逆流操作时平均推动力大,吸收剂利用率高,完成一定分离任务所需传质面积小,所以选定流程为逆流。
对于无相变传热,当冷、热流体的进、出口温度一定时,逆流操作的平均推动力大于并流,因而传递同样的热流量,所需传热面积较小。
就增加传热推动力而言,逆流操作总是优于并流。
此时吸收剂用量未知,我们可以按照逆流进行物料衡算得出吸收剂用量后,以此作为一个评判标准,判断是否该用逆流。
水吸收丙酮填料塔设计说明书
第一章绪论 (3)1.1课程设计的目的 (3)1.2课程设计的要求 (3)1.3课程设计的内容 (3)1.4课程设计的步骤 (3)第二章塔体的机械设计 (4)2.1设计条件 (4)2.2按计算压力计算塔体与封头厚度 (4)2.2.1.塔体厚度计算: (4)2.2.2.封头厚度计算 (4)2.3塔设备的质量载荷计算 (4)2.3.1筒体圆筒、封头和裙座质量 (5)2.3.2塔内构件质量 (5)2.3.3保温层质量 (5)2.3.4平台扶梯质量 (5)2.3.5操作时物料质量 (5)2.3.6附件质量 (5)2.3.7充水质量 (6)2.4风载荷与风弯矩计算 (6)2.4.1风载荷计算 (6)2.4.2风弯矩计算 (7)2.5塔器的基本自振周期计算 (8)2.6地震弯矩计算 (8)2.7各种载荷引起的轴向应力 (9)2.7.1计算压力引起的轴向拉应力 (9)2.7.2操作质量引起的轴向压应力 (9)2.7.3最大弯矩引起的轴向应力 (10)2.8塔体与裙座危险截面的强度与稳定校核 (10)2.8.1塔体的最大组合轴向拉应力校核 (11)2.8.2塔体与裙座的稳定校核 (11)2.9塔体水压试验 (12)2.10水压试验时应力校核 (13)2.10.1筒体环向应力校核 (13)2.10.2最大组合轴向拉应力校核 (13)2.10.3最大组合轴向压应力校核 (13)2.11基础环设计 (13)2.11.1基础环尺寸 (13)2.11.2基础环的应力校核 (14)2.11.3基础环的厚度 (14)2.12地脚螺栓计算 (14)2.12.1地脚螺栓承受的最大拉应力 (14)2.12.2地脚螺栓的螺纹小径 (15)第3章塔结构设计 (16)3.1 塔体 (16)3.2 填料 (16)3.3塔设备附件 (16)3.3.1接管 (16)3.3.2 吊柱 (16)3.3.3 裙式支座 (16)结论与心得体会 (17)参考文献: (18)第一章绪论1.1课程设计的目的(1)把化工工艺与化工机械设计结合起来,巩固和强化有关机械课程的基本理论和知识基本知识。
水吸收二氧化硫填料吸收塔设计说明书
水吸收二氧化硫填料吸收塔设计说明书示例文章篇一:《水吸收二氧化硫填料吸收塔设计说明书》嗨,大家好!今天我要和大家说说一个超级厉害又特别有趣的东西——水吸收二氧化硫填料吸收塔。
你可能会想,这是个啥呀?听我慢慢道来。
我呀,就像一个小小的发明家。
我在想,咱们生活的世界里有很多工厂会排出二氧化硫这种不好的气体呢。
二氧化硫就像一个调皮捣蛋的小恶魔,它跑到空气里,会让空气变得脏脏的,还会对我们的身体和环境造成很多危害。
那怎么办呢?这时候,水吸收二氧化硫填料吸收塔就像是一个超级英雄登场啦。
那这个吸收塔到底长啥样呢?它就像一个高高的大柱子。
里面呢,有着各种各样的填料。
这些填料就像是住在塔里的小居民,它们形态各异。
有的像小小的珠子,圆滚滚的;有的像一片片的小薄片,整整齐齐地排列着。
这些填料的存在可重要啦。
它们就好比是一个个小助手,在吸收二氧化硫的过程中发挥着巨大的作用。
我来给大家讲讲这个吸收塔的工作原理吧。
水就像一个温柔的大姐姐,它从吸收塔的上面慢慢地流下来。
而二氧化硫呢,就像一群不听话的小坏蛋,从吸收塔的下面往上跑。
当水和二氧化硫相遇的时候呀,就像是一场激烈的战斗。
水这个大姐姐可不会放过二氧化硫这些小坏蛋。
她张开自己的怀抱,把二氧化硫一点点地拉到自己的身边。
这时候,填料这些小居民也没闲着,它们就像是一个个小媒人,在水和二氧化硫之间牵线搭桥,让水能够更好地吸收二氧化硫。
我想象着在工厂里,有这样的场景呢。
工程师叔叔站在吸收塔旁边,他看着这个吸收塔,就像看着自己的宝贝孩子一样。
旁边有个小徒弟好奇地问:“叔叔,这个吸收塔为啥就能把二氧化硫给抓住呢?”工程师叔叔笑着说:“哈哈,孩子啊,这就像你用一个大网去抓小鱼一样。
水就是那个大网,填料就是网上面的那些小钩子,二氧化硫就像小鱼,被网和钩子一起就抓住喽。
”小徒弟眼睛亮晶晶的,好像一下子就明白了。
那这个吸收塔的大小怎么确定呢?这可需要我们好好地计算一番呢。
我们要考虑工厂排出的二氧化硫的量有多少。
吸收塔设计说明
(一) 设计任务 (1)(二) 设计简要 (2)2.1 填料塔设计的一般原则 (2)2.2 设计题目与要求 (2)2.3 设计条件 (2)2.4 工作原理 (2)(三) 设计方案 (2)3.1 填料塔简介 (2)3.2填料吸收塔的设计方案 (3).设计方案的思考 (3).设计方案的确定 (3).设计方案的特点 (3).工艺流程 (3)(四)填料的类型 (4)4.1概述 (4)4.2填料的性能参数 (4)4.3填料的使用范围 (4)4.4填料的应用 (5)4.5填料的选择 (5)(五)填料吸收塔工艺尺寸的计算 (6)5.1塔径的计算 (6)5.2核算操作空塔气速u与泛点率 (7)5.3液体喷淋密度的验算 (8)5.4填料层高度的计算 (8)5.5填料层的分段 (8)5.6填料塔的附属高度 (9)5.7液相进出塔管径的计算 (9)5.8气相进出塔管径的计算 (9)(六)填料层压降的计算………………………………………………………………10(七)填料吸收塔内件的类型与设计…………………………………………………107.1 填料吸收塔内件的类型…………………………………………………………107.2 液体分布简要设计………………………………………………………………12(八)设计一览表………………………………………………………………………13(九)对设计过程的评述………………………………………………………………13(十)主要符号说明……………………………………………………………………14参考文献 (17)(二)设计简要(1)填料塔设计的一般原则填料塔设计一般遵循以下原则:①:塔径与填料直径之比一般应大于15:1,至少大于8:1;②:填料层的分段高度为:金属:6.0-7.5m,塑料:3.0-4.5;③:5-10倍塔径的填料高度需要设置液体在分布装置,但不能高于6m;④:液体分布装置的布点密度,Walas推荐95-130点/m2,Glitsh公司建议65-150点/m2⑤:填料塔操作气速在70%的液泛速度附近;⑥:由于风载荷和设备基础的原因,填料塔的极限高度约为50米(2)设计题目与要求常温常压下,用20℃的清水吸收空气中混有的氨,已知混合气中含氨10%(摩尔分数,下同),混合气流量为3000m3/h,吸收剂用量为最小用量的1.3倍,气体总体积吸收系数为200kmol/m3.h,氨的回收率为95%。
填料吸收塔设计说明书[001]
填料吸收塔设计说明书
填料吸收塔是一种常见的化工设备,主要用于气体或液体中的有
害成分去除。
它具有结构简单、操作方便、效果显著等特点,因此在
石化、化工、冶金等领域广泛应用。
填料吸收塔的设计应考虑以下几个方面:
一、填料选择:填料种类决定了吸收塔处理效果,常用的填料有
泡沫塑料、陶瓷球和金属网等。
填料在吸收过程中产生物质传质、区
相扩散和化学反应等,因此要选择化学稳定性好、强度高、表面积大
的填料,如陶瓷球。
二、进口浓度和出口浓度:进口浓度与出口浓度是设计吸收塔的
关键参数,必须根据具体污染物种类和浓度制定。
在填料吸收塔中,
通常会加入吸收液,如碱性溶液用于吸收酸性废气,酸性溶液用于吸
收碱性废气,还有活性炭用于吸附某些气体。
三、塔底液位:塔底的液位不能过高,否则会涌出吸收液,导致
设备故障。
一般来说,液位的高度应控制在填料堆高的三分之一左右。
四、进出口管道布置:为保证吸收效果,进出口管道布置在填料
中间位置以上,以便气体与吸收液充分接触。
同时,进出口管道也需
要考虑布局的合理性和操作的便利性。
五、排放口位置:为了避免废气被污染,排放口应设置在高处,
或者加装透气管进行抽风处理。
最后,建议在进行填料吸收塔设计时,应先进行实验室试验,确定废气特性、填料选择、吸收液选择等参数,再根据实际工艺和设备参数定制具体的设计方案。
总之,填料吸收塔的设计对于化工企业的环境保护和生产安全至关重要,因此在设计时应仔细考虑各个因素,确保设备的高效运转。
液体吸收塔装置设计说明书
液体吸收塔装置设计说明书1流程的说明1.1几种流程的比较吸收装置的流程主要有以下几种(1) 逆流操作:定义:气相自塔底进入由塔顶排出,液相自塔顶进入由塔底排出的操作。
特点: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。
适用情况:工业生产中多采用逆流操作。
(2) 并流操作:定义:气液两相均从塔顶流向塔底的操作。
特点:系统不受液流限制,可提高操作气速,以提高生产能力。
适用情况: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:定义:在逆流操作系统中,用泵将吸收塔排出液体的一部分冷却后与补充的新鲜吸收剂一同送回塔的操作。
适用情况: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,为控制塔的温升,需取出一部分热量。
该过程特别适宜于相平衡常数m值很小的情况,通过吸收液部分再循环,提高吸收剂的使用效率。
应予以指出,吸收及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:如设计的填料层高度过大,或由于所处理的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,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。
(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,则液体在塔的喷淋密度过大,操作气速势必很小,塔的生产能力很低。
实际生产中可采用气相做串联,液相做并联的混合流程;若吸收过程处理的液量不大而气相流量很大时,可采用液相做串联,气相做并联的混合流程。
1.2流程的确定装置流程的确定:本填料吸收塔的设计任务是用水吸收SO2,属于中等溶解度的吸收过程,为提高传质效率,选用逆流吸收流程.2填料的选择2.1填料的类型填料是填料塔中气液接触的基本构件,其性能的优劣是决定填料塔操作性能的主要元素,因此,填料的选择是填料塔设计的重要环节。
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液体吸收塔装置设计说明书1流程的说明1.1几种流程的比较吸收装置的流程主要有以下几种(1) 逆流操作:定义:气相自塔底进入由塔顶排出,液相自塔顶进入由塔底排出的操作。
特点: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。
适用情况:工业生产中多采用逆流操作。
(2) 并流操作:定义:气液两相均从塔顶流向塔底的操作。
特点:系统不受液流限制,可提高操作气速,以提高生产能力。
适用情况: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:定义:在逆流操作系统中,用泵将吸收塔排出液体的一部分冷却后与补充的新鲜吸收剂一同送回塔的操作。
适用情况: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,为控制塔的温升,需取出一部分热量。
该过程特别适宜于相平衡常数m值很小的情况,通过吸收液部分再循环,提高吸收剂的使用效率。
应予以指出,吸收及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:如设计的填料层高度过大,或由于所处理的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,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。
(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,则液体在塔的喷淋密度过大,操作气速势必很小,塔的生产能力很低。
实际生产中可采用气相做串联,液相做并联的混合流程;若吸收过程处理的液量不大而气相流量很大时,可采用液相做串联,气相做并联的混合流程。
1.2流程的确定装置流程的确定:本填料吸收塔的设计任务是用水吸收SO2,属于中等溶解度的吸收过程,为提高传质效率,选用逆流吸收流程.2填料的选择2.1填料的类型填料是填料塔中气液接触的基本构件,其性能的优劣是决定填料塔操作性能的主要元素,因此,填料的选择是填料塔设计的重要环节。
填料类型:填料种类很多,根据装填方式的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,又称为乱堆填料或颗粒填料。
散装填料根据结构特点的不同,又可分为环形填料,鞍形填料,环鞍形填料及球形填料等。
拉西环填料:拉西环为外径与高度相等的圆环,通常由瓷或金属材料制成。
其结构简单,制造容易,但堆积时相邻环间易形成线接触,填料层的均匀性差,致使传质效率低。
而且流动阻力大,操作围小。
鲍尔环:鲍尔环是在拉西环的壁上开一层或两层长方形窗口,窗孔的母材两层交错地弯向环中心对接。
这种结构使填料层气、液分布性能大为改善,尤其是环的表面得到充分利用。
气液通量得到提高而压降仅为拉西环的一半,分离效果也得到提高。
阶梯环:鲍尔环基础上改造得出的。
其高径比较小,气体绕填料外壁的平均路径大为缩短,减少了阻力。
喇叭口一边,不仅增加机械强度,而且使填料之间为点接触,有利于液膜的汇集与更新,提高了传质效率。
目前所使用的环型填料中最为优良的一种。
弧鞍型:表面全部敞口,不分外,液体在表面两侧均匀流动,表面利用率高,流动呈弧形,气体阻力小。
但容易产生沟流,强度差,易破碎,故应用较少。
矩鞍型:矩鞍形填料结构不对称堆积时不重叠均匀性更高。
该填料气流阻力小,处理能力大,构造简单,是一种性能优良的填料。
环矩鞍:兼具环型、鞍型填料的优点。
敞开的侧壁有利于气体和液体通过,减少了填料层滞液死区。
填料层流体孔道增多,使气液分布更加均匀,传质效率高。
2.规整填料规整填料是由许多相同尺寸和形状的材料组成的填料单元,以整砌的方式装填在塔体中。
规整填料主要包括板波纹填料、丝网波纹填料、格利希格栅、脉冲填料等,其中尤以板波纹填料和丝网波纹填料所用材料主要有金属丝网和塑料丝网2.2填料材质:(1)瓷材料瓷材料具有良好的耐腐蚀性及耐热性,对强碱介质,可以选用耐碱配方制造的耐碱瓷材料。
瓷材料因其质脆,易碎,不宜在高冲击强度下使用。
在工业上,主要用于气体吸收,气体洗涤和液体萃取等过程。
(2)金属填料金属填料可用多种材质制成,金属材质的选择主要根据物系的腐蚀性和金属材质的耐腐蚀性来综合考虑。
碳钢填料造价低,且具有良好的表面润湿性能,对于无腐蚀或低腐蚀性物系应优先考虑使用。
(3)塑料填料塑料填料的材质主要包括聚丙烯,聚乙烯及聚氯乙烯等。
塑料填料的耐腐蚀性能较好,可耐一般的无机酸,碱和有机溶剂的腐蚀且耐温性良好。
塑料填料具有质轻、价廉、耐冲击、不易破碎等优点,多用于吸收、解吸、萃取、除尘等装置中。
2.3填料的的选择综合考虑以上因素在本次设计中采用散装填料,因为鲍尔环填料的分离效果不错,综合性能较好所以选择50×50×4.5瓷鲍尔环乱堆填料。
3吸收塔的工艺计算3.1基础物性数据3.1.1液相物性数据对于低浓度的吸收过程,溶液的物性数据可以近似取纯水的物性数据 20℃时水的有关物性数据如下:密度 ρL =998.2(kg/m 3) 粘度 μL =0.001004(Pa.S) 表面力δL =72.67(dyn/cm)=941803(kg/h 2)SO 2在水中的扩散系数D L =1.47×10-5(㎝2/s)=5.29×10-6(m 2/h)3.1.2气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为M vm =0.05×64.06+0.95×29=30.75 混合气体的平均密度为1.26(kg/m 3) 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度,查手册的25 C °空气的粘度为(10835.15G s Pa ⋅⨯=-μ·s )2SO 在空气中的扩散系数为)h m s cm D /039.0)/(10108.0224G =⨯=- m 2/s)3.1.3气液两相平衡时的数据常压下20℃2SO 在水中的亨利系数为a KP E 31055.3⨯=相平衡常数为04.35325.1011055.33=⨯==p E m 溶解度系数为()33/0156.002.181055.32.998m kpa kmol EM H sL⋅=⨯⨯==ρ ())/(26.125273314.875.30325.1013G m kg =+⨯⨯=ρ3.2物料衡算05.01=y 00251.0)05.01(05.02=-⨯=y进塔气相摩尔比为0526.005.0105.01111=-=-=y y Y 出塔气相摩尔比为00251.000251.0100251.01222=-=-=y y Y进塔惰性气相流量为07.70)05.01(75.3026.11800=-⨯⨯=G该吸收过程属于低浓度吸收,平衡曲线可近似为直线,最小液气比可按下式计算,即2121min /X m Y Y Y G L --=⎪⎭⎫⎝⎛ 对于纯溶剂吸收过程,进塔液相组成为02=X37.33004.35/0526.000251.00526.0min =--=⎪⎭⎫⎝⎛G L 取操作液气比06.5037.335.1)(5.1min =⨯==GLG L 06 L=50.06×70.07=3507.7 (kmol/h))()(2121X X L Y Y G -=-001.094.5044)00265.00526.0(02.101)(211=-⨯=-=L Y Y G X + X 2=70.07(0.0526-0.00251)/3507.7 +0 =0.0010 3.3填料塔的工艺尺寸计算3.3.1塔径的计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速,液相质量流量可近似按纯水的流量计算,即L W ==O H LM 23507.7×18.02=63208.75kg/h气相质量流量为 G W ==s G V ρ1800×1.26=2268kg/hEckert 通用关联图的横坐标为 990.0)998.21.26(226863208.75)(0.50.5L G =⨯=ρρG L W W查Eckert 通用关联图得0232.02.0=⨯ΦL LG F F g u μρρϕ 式中:F u :泛点气速 m/s L μ:液体粘度 mPa ·s g :重力加速度 9.81m/s21F -m :试验填料因子,φ;水密度与液体密度之比:ϕ(12==LOH ρρϕ) G ρ,L ρ:气相,液相密度 kg/m 3本次设计选用的是50mm ×50mm ×4.5mm 瓷鲍尔环料乱堆填料。
查表5-4,(P224)其填料因子1130-=m F φ泛点气速: s m g u L G F LF /177.1004.126.111302.99881.90232.00232.02.02.0=⨯⨯⨯⨯⨯==μϕρφρ 对于散装填料,泛点率的经验值为0.5~0.85F uu =,泛点率的选择,对于加压操作,选择较高的泛点率,减压操作选择较低的泛点率,此处取9416.0177.18.08.0=⨯==F u u s m / m uG D S822.09416.014.33600/180044=⨯⨯==π∵标准塔径有400mm ;500;600;700mm ;800;1000;1200;…… ∴圆整塔D 取800mm 。
3.3.2泛点率校核和填料规格泛点率校核 s m u /995.08.0785.03600/18002=⎪⎭⎫⎝⎛⨯= %10.84%100177.1995.0=⨯=F u u (在允许围) 填料规格校核 有81650800>==d D 即符合要求 3.3.3液体喷淋密度校核取最小润湿速率为: ()()h m m L w ⋅=/08.03min查《化工原理课程设计(化工传递与单元操作课程设计)》附录五得 32/.5132m m a =()()h m m a L U w ⋅=⨯==23min min /.610.513208.0min 225.1240.8785.02.998/75.62308U U >=⨯=故满足最小喷淋密度的要求。
经以上校核可知,填料塔直径选用D=800mm 合理3.4填料层高度计算3.4.1传质单元数的计算03504.00010.004.35*11=⨯==mX Y 0*22==mX Y 01756.003504.00526.0111=-=*-=∆Y Y Y00251.0000251.0222=-=*-=∆Y Y Y3212110736.700251.001756.0ln 00251.001756.0ln -⨯=-=∆∆∆-∆=∆Y Y Y Y Y m 则传质单元数为 m Y Y Y N m OG 47.610736.700251.00526.0321=⨯-=∆-=- 3.4.2传质单元高度的计算气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算})()()()(45.1exp{12.0205.0221.075.0t L L LL t L L t L L C t w a U ga U a U a a δρρμδδ---= 查表(常见材质的临界表面力值) h kg cm dyn C /427680/33==δ,h kg cm dyn L /941803/67.72==δ液体质量通量为)./(6.1258138.0785.075.632084222h m kg D W U LL =⨯==π680.0})5.1329418032.9986.125813()1027.12.9985.1326.125813()6.35.1326.125813()941803427680(45.1exp{12.0205.08221.075.0=⨯⨯⨯⨯⨯⨯--=-t w a a 321.90680.05.132680.0m m a a t w =⨯=⨯=气体质量通量为)./(33.45148.0785.026.118004222h m kg D W U GG =⨯⨯==π气膜吸收系数由下式计算)()()(237.0317.0RTD a D a U k Gt G G G G t G G ρμμ=)../(0442.0])20273(314.8039.05.132[)039.026.1065.0()065.05.13233.4514(237.02317.0kpa h m kmol =+⨯⨯⨯⨯⨯=液膜吸收系数由下式计算 315.032)()()(0095.0LL L L L L w L L g D a U k ρμρμμ-=)/(492.1)2.9981027.16.3()1029.52.9986.3()6.31.906.125813(0095.03185.0632h m =⨯⨯⨯⨯⨯=-- 由1.1ϕw G G a k a k =,查附5表得, 45.1=ϕ则)../(993.545.11.900442.031.11.1kpa h m kmol a k a k w G G =⨯⨯==ϕ)/(97.15545.110.90492.14.04.0h l a k a k w L L =⨯⨯==ϕ因为%50%10.84>=Fu u,故需要校正。