填料吸收塔设计(附图)范例2
水吸收二氧化硫填料吸收塔_课程设计完整版
吉林化工学院化工原理课程设计题目处理量为2500m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计教学院化工与材料工程学院专业班级化学工程与工艺0804班学生姓名学生学号 08110430指导教师徐洪军2010 年 12 月 15 日化工原理课程设计任务书专业化学工程与工艺班级化工0804 设计人郑大朋一.设计题目处理量为2500m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计二.原始数据及条件生产能力:年处理空气—二氧化硫混合气2.3万吨(开工率300天/年)。
原料:二氧化硫含量为5%(摩尔分率,下同)的常温气体。
分离要求:塔顶二氧化硫含量不高于0.26% 。
塔底二氧化硫含量不低于0.1% 。
建厂地址:河南省永城市。
三.设计要求(一)编制一份设计说明书,主要内容包括:1. 摘要;2. 流程的确定和说明(附流程简图);3. 生产条件的确定和说明;4. 吸收塔的设计计算;5. 附属设备的选型和计算;6. 设计结果列表;7. 设计结果的讨论和说明;8. 主要符号说明;9. 注明参考和使用过的文献资料;10. 结束语(二) 绘制一个带控制点的工艺流程图。
(三)绘制吸收塔的工艺条件图]1[。
四.设计日期: 2010 年 11 月 22 日至 2010 年 12 月 15 日目录摘要 (IV)第一章绪论 (1)1.1 吸收技术概况 (1)1.2 吸收设备发展 (1)1.3 吸收在工业生产中的应用 (3)第二章吸收塔的设计方案 (4)2.1 吸收剂的选择 (4)2.2 吸收流程选择 (5)2.2.1 吸收工艺流程的确定 (5)2.2.2 吸收工艺流程图及工艺过程说明 (6)2.3 吸收塔设备及填料的选择 (7)2.3.1 吸收塔设备的选择 (7)2.3.2 填料的选择 (8)2.4 吸收剂再生方法的选择 (10)2.5 操作参数的选择 (11)2.5.1 操作温度的确定 (11)2.5.2 操作压强的确定 (11)第三章吸收塔工艺条件的计算 (12)3.1 基础物性数据 (12)3.1.1 液相物性数据 (12)3.1.2 气相物性数据 (12)3.1.3 气液两相平衡时的数据 (12)3.2 物料衡算 (12)3.3 填料塔的工艺尺寸计算 (13)3.3.1 塔径的计算 (13)3.3.2 泛点率校核和填料规格 (14)3.3.3 液体喷淋密度校核 (15)3.4 填料层高度计算 (15)3.4.1 传质单元数的计算 (15)3.4.2 传质单元高度的计算 (16)3.4.3 填料层高度的计算 (17)3.5 填料塔附属高度的计算 (18)3.6 液体分布器的简要设计 (18)3.6.1 液体分布器的选型 (18)3.6.2 分布点密度及布液孔数的计算 (19)3.6.3 塔底液体保持管高度的计算 (20)3.7 其他附属塔内件的选择 (21)3.7.1 填料支撑板 (21)3.7.2 填料压紧装置与床层限制板 (21)3.7.3 气体进出口装置与排液装置 (21)3.8 流体力学参数计算 (22)3.8.1 填料层压力降的计算 (22)3.8.2 泛点率 (23)3.8.3 气体动能因子 (23)3.9 附属设备的计算与选择 (23)3.9.1 吸收塔主要接管的尺寸计算 (23)3.9.2 离心泵的计算与选择 (24)工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 (26)设计方案讨论 (31)附录(计算程序及有关图表) (32)参考文献 (34)结束语 (35)带控制点的工艺流程图 (36)设备条件图 (37)化工原理课程设计教师评分表 (38)摘要吸收是利用混合气体中各组分在液体中的溶解度的差异来分离气态均相混合物的一种单元操作。
填料吸收塔设计
山东农业大学环境工程原理课程设计题目清水吸收二氧化硫填料吸收塔的设计学院资源与环境学院专业班级环境工程09级学生姓名XXXX学生学号********指导教师孙老师2011年12月28 日第一章前言.............................................................................................................................. - 1 - 第一节填料塔的主体结构与特点.................................................................................. - 1 - 第二节填料塔的设计任务及步骤.................................................................................. - 1 - 第三节填料塔设计条件及操作条件.............................................................................. - 2 - 第二章吸收塔主体设计方案的确定........................................................................................ - 2 - 第一节吸收剂选择.......................................................................................................... - 2 - 第二节填料的类型与选择.............................................................................................. - 2 - 第三章吸收塔的工艺计算................................................... - 3 -第一节基础物性数据...................................................................................................... - 3 -一、液相物性数据...................................................................................................... - 3 -二、气相物性数据...................................................................................................... - 3 -三、气液相平衡数据.................................................................................................. - 4 -第二节物料衡算.............................................................................................................. - 4 - 第四章填料塔的工艺尺寸的计算............................................................................................ - 5 - 第一节填料塔直径的计算............................................... - 5 -一、确定空塔气速.................................................................................................... - 5 -二、塔径计算:.......................................................................................................... - 6 -三、塔径校核.............................................................................................................. - 6 -第二节传质单元的计算.................................................................................................... - 8 -一、传质单元数计算.................................................................................................. - 8 -二、传质单元高度计算.............................................................................................. - 8 -第三节高度的计算.......................................................................................................... - 11 -一、填料层高度的计算............................................................................................ - 11 -二、塔附属高度的计算............................................................................................ - 12 -第四节填料层压降的计算.............................................................................................. - 12 - 第五章塔内件设计........................................................................................................ - 14 - 第一节液体分布器计算................................................................................................ - 14 -一、液体分布器........................................................................................................ - 14 -二、布液孔数............................................................................................................ - 14 -第二节填料塔内件的选择............................................................................................ - 14 -一、液体分布器........................................................................................................ - 14 -二、液体再分布器.................................................................................................... - 15 -三、填料支撑板...................................................................................................... - 15 -四、填料压板与床层限制板.................................................................................... - 16 -五、气体进出口装置与排液装置............................................................................ - 16 - 主要参考文献.............................................................. - 16 -附录一:工艺设计计算结果汇总............................................. - 17 -附录二:主要符号说明............................................................................................................ - 18 - 附录三:二氧化硫填料塔设计图(单位:mm).................................................................... - 20 -第一章前言第一节填料塔的主体结构与特点结构:图1-1 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肖,有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。
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。
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。
吸收氨过程填料塔的设计、吸收塔设计(完整版)
取操作液气比为
3.2
3.2.1
采用Eckert通用关联图[1]计算泛点气速。
气相质量流量为
液相质量流量可近似按纯水的流量计算
Eckert通用关联图的横坐标为
查Eckert通用关联图得
选用DN50塑料阶梯环
查散装填料泛点填料因子平均值表[1]得
取
由
圆整塔径,取D=2.2m
泛点率校核:
(在允许范围内)
填料规格校核:
填料塔的液泛气速主要取决于支承板与第一层填料之间的有效空隙率的大小。有效空率降低的原因,除与填料形式有关外,更取决于支承板的结构。
常用的填料支承板大体可分为两类,一ห้องสมุดไป่ตู้为气液逆流通过的平板型支承板,板上有筛孔或为栅板式,另一类为气体喷射型支承板。
图4.2填料支撑板
本设计选用梁式气体喷射型支承板。其结构强度好,装卸方便,可提供大于塔截面的自由截面,且允许气液负荷较大,采用气液分道,既有利于气体的均匀分配,又避免了液体在板上聚集[2]。
2.
操作温度:20℃
操作压力:常压
2.
填料的选择包括填料类型、规格、材质等选择填料的类型有拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍填料、矩鞍填料、环矩鞍填料、球形填料,花环填料、金属丝网波纹填料等。对比得阶梯环综合性能较好(可增加填料间的空隙,有利于传质效率的提高)。
水吸收氨过程填料吸收塔设计精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版设计题目3000Nm3/h含氨5%填料吸收塔的设计试设计一座填料吸收塔,用于脱出混于空气中的氨气。
混合气体的处理量为3000Nm3/h,其中含氨为5%(体积分数),采用清水进行吸收。
要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%(体积分数)。
操作条件(1)操作压力101.33 kPa(常压);(2)操作温度20℃;(3)吸收剂用量为最小用量的1.9倍填料类型:选用聚丙烯阶梯环填料。
工作日:每年300天,每天24小时连续运行厂址:合肥设计内容(1)设计方案的说明及流程说明;(2)吸收塔的物料衡算;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)绘制生产工艺流程图;(7)绘制吸收塔设计条件图;(8)绘制液体分布器施工图;(9)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
目录第1章设计方案的简介 (1)1.1选定塔型 (1)1.2确定填料吸收塔的具体方案 (2)1.2.1装置流程的确定 (2)1.2选择吸收剂 (3)1.3操作温度与压力的确定 (3)1.3.1操作温度的确定 (3)1.3.2操作压力的确定 (3)第2章填料的类型与选择 (4)2.1填料的类型 (4)2.1.1散装填料 (4)2.1.2规整填料 (4)2.2填料的选择 (5)2.2.1填料种类的选择 (5)2.2.2填料规格的选择 (6)2.2.3填料材质的选择 (7)第3章填料塔工艺尺寸 (9)3.1设计基础数据 (9)3.1.1液相物性数据 (9)3.1.2气相物性数据 (9)3.2.3气液相平衡数据 (9)3.2.4物料衡算 (10)第4章填料塔的工艺尺寸的计算 (11)4.1塔径的计算 (11)4.2填料层高度计算 (12)4.3填料塔压降的计算 (14)第5章液体分布器简要设计 (16)5.1液体分布器 (16)5.2液体再分布器 (17)5.3 塔底液体保持管高度 (18)第6章吸收塔接管尺寸计算 (19)6.1气体进料管 (19)6.2液体进料管 (19)6.3 离心泵的选型 (19)6.4风机的选型 (20)第7章塔体附件设计 (22)7.1塔的支座 (22)7.2其他附件 (22)附图1 填料塔工艺图 (23)附图2 工艺流程图 (24)附录1 吸收塔设计条件图 (25)附录2 符号说明 (26)附录3 设计一览表 (27)附录4 Eckert通用关联图 (28)参考文献 (29)第1章设计方案的简介1.1选定塔型塔器是关键设备,例如在气体吸收、液体精馏(蒸馏)、萃取、吸附、增湿中、离子交换等过程中都有体现。
Φ1600 SO2填料吸收塔设计(碟形封头)
Φ1600 SO2填料吸收塔设计(碟形封头)1.毕业设计(论文)的主要内容及基本要求塔体内径:1600mm 设计压力:0.8MPa工作温度:25℃塔高;12500mm偏心质量:2500kg 偏心距离: 1600mm介质:二氧化硫、焦炉气、吸收液等液体密度: 998.2kg/m3液体表面张力:940896kg/h2 气体密度:1.257kg/m3气体流量:5000m3/h 混合气体粘度:0.065kg/(m.h)场地类别:Ⅱ基本风压:3000N/m2地震强度:82.指定查阅的主要参考文献及说明①GB150—98《钢制压力容器》以及《相关标准》②《机械制图》,清华大学出版社③《塔设备设计》③《材料与零部件》,《化工设计手册》编写组,上海人民出版社3.进度安排设计(论文)各阶段名称起止日期1 资料收集,阅读文献,完成开题报告3月2 日至3月25日2 完成所有结构设计和设计计算作3月26日至4月21日3 完成所有图纸绘制4月22日至5月22日四川理工学院毕业论文4 完成设计说明书及图纸的修改5月23日至6月1日5 答辩准备和毕业答辩6月2 日至6月10日摘要填料塔是塔设备的一种。
塔内填充适当高度的填料,以增加两种流体间的接触表面。
例如应用于气体吸收时,液体由塔的上部通过分布器进入,沿填料表面下降。
气体则由塔的下部通过填料孔隙逆流而上,与液体密切接触而相互作用。
结构较简单,检修较方便。
广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。
填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。
填料塔的塔身是一直立圆筒,底部装有填支承板,填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。
填料的上方安装填料压板,以防被上升气流吹动。
液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下。
气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质。
填料塔具有生产能力大,分离效率高,压降小,持液量小,操作弹性大等优点。
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。
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。
吸收氨过程填料塔的设计、吸收塔设计(完整版)
操作温度:20℃
操作压力:常压
2.
填料的选择包括填料类型、规格、材质等选择填料的类型有拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍填料、矩鞍填料、环矩鞍填料、球形填料,花环填料、金属丝网波纹填料等。对比得阶梯环综合性能较好(可增加填料间的空隙,有利于传质效率的提高)。
填料的规格通常指填料的公称直径,一般应满足填料塔直径上至少放置8块以上的填料,即D/d>8。尺寸越小,分离效率越高,但阻力增加,通量减小,填料费用也增加。
表4.3支承板结构尺寸(mm)
塔径
DN
支承板
外径
支承板
分块数
主支承
梁数
支承圈
宽度
支承圈
厚度
2200
2160750144.6填料塔的气体进口装置尽量使气体分散均匀且压力降要小,同时还能防止塔内下流的液体流入气体管路中。常用的办法是使进气管伸至塔的中心线位置,管端为向下的45o切口或向下的缺口。这样气体从切口或缺口处折转向上。由于这种进气管不能使气体分布均匀,所以只能用于直径在500mm以下的塔中。对于直径较大的塔,进气管的末端为向下的喇叭口,对于直径更大的塔,则应采取气体均布措施。这里选用管端为45o向下的缺口。
丝网规格选择高效性网,效率高,网较密。选用上装式丝网除沫器根据手册参数【3】
(1)通过除沫器的气速:
K一般取0.08~0.11,此处取0.11
(符合气速要求)
(2)除沫器直径:
(3)除沫器高度:
主要保证除沫器有足够的拦液表面和气液停留时间。
所以根据表4.1[2]可知上装式丝网除沫器,丝网厚度150mm,安装厚度410mm,有效直径2100mm。
填料塔的液泛气速主要取决于支承板与第一层填料之间的有效空隙率的大小。有效空率降低的原因,除与填料形式有关外,更取决于支承板的结构。
填料吸收塔的设计
C 4 C5 0.3 HL LW 32.4RL C L
RL:气膜填充系数,见表2-7
0.2 n 0.7 C4 ( ) LW
293 L C5 ( ) 0.53 ( ) 0.5 T L L L
L L
L 0.53 0.5 CL ( ) DL 10 L
(直到满足该条件为止)
4)校核填料规格
5)校核润湿率:Lw=U/
D 20 ~ 30 d 填料的直径 d 8(最起码)
要求: Lw 0.08m3. (m.h)-1 U—喷淋密度,
m3
(m2h)-1;
U
Lh π 2 D 4
—填料的比表面积, m2m-3;
Lh—以m3/h表示的吸收剂用量。
r—入塔气体温度下甲醇的冷凝潜热,kJkmol-1。
取Δx=0.003~0.005
亨利系数E 的计算
1550 lg E 5.478 t 230
其中,t 的单位℃,E 的单位是atm。
E m , y* mx P y* * Y 1 y *
CL t E m y Y x
七、附属设备的选择
1)连接管径的确定
(吸收塔气体和液体进出口接管)
d计
4V u宜
Vs—流体的体积流量m3s-1;
u宜—液体取1~3 ms-1,气体取10~30 ms-1 。
d计圆整为d标。
2)通风机的选择 取风压 HT=2pf
风量 风机 风压
3)离心泵的选择
注:以上校核步骤如果不能满足要求,则必须更换D标, 或者更换吸收剂的用量L。 最好是在开始计算塔径时,分组采用不同的吸收剂用 量L分别计算出塔径,然后选取最合适的一组数据。
水吸收氨填料吸收塔设计带图
.1.1设计任务书 01.2吸收工艺流程的确定 01.3 物料计算 (1)1.4 平衡曲线方程 (2)1.5 塔径计算 (2)1.6 填料层高度计算 (4)1.7 填料层压降计算 (7)1.8 填料吸收塔的附属设备 (7)1.9 主要符号说明 (8)计任务书(1)题目含氨为5%(体积分数,下同)的混合气体, 处理量为4000m3/h, 采用清水进行吸收, 氨的回收率90%,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H为0.725Kmol/( m3. kpa)1.2吸收工艺流程的确定采用常规逆流操作流程.流程如下。
1.3 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= 4000(27327320+)×122.4 =166.38kmol /h混合气中氨量b V =166.38×0.5 =83.19 kmol /h =1414.23kg /h 混合气中空气量=166.38-83.19 =83.19kmol /h =2412.51kg /h (2).混合气进出塔的(物质的量)组成1y =0.052y =0.05*0.01=0.0005(3).混合气进出塔(物质的量比)组成 Y 1=111y y -=0.0526Y 2=221y y -=0.0005 1.4 平衡曲线方程查表知:20℃时,氨在水中的亨利系数E=277.3Kpa; m =E P = 277.3101.3= 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Y 1=0.0526时,X 1*=0.0192,计算最小吸收剂用量,min S L12,min 12*S BY Y L V X X -=-=166.38×0.95×0192.00005.0-0526.0=428.91kmol /h取安全系数为1.5,则Ls =1.5×428.91=643.36kmol /h = 11580.44kg/h 依物料衡算式 塔底吸收液浓度1X1X = 158.06×44.115800005.0-0526.0= 0.000711.5 塔径计算塔底气液负荷大,依塔底条件(混合气20℃),101.325kPa (1).采用Eckert 通用关联图法(图1)计算泛点气速F u 错误!未找到引用源。
水吸收_低浓度二氧化硫_填料吸收塔_设计
水吸收低浓度SO2填料吸收塔设计第一部分设计任务、依据和要求一、设计任务及操作条件1、混合气体(空气中含SO2气体的混合气体)处理量为90 kmol/h2、混合气体组成:SO2含量为7.6%(摩尔百分比),空气为:92.4%(mol/%)3、要求出塔净化气含SO2为:0.145%(mol/%),H2O为:1.172 kmol/h4、吸收剂为水,不含SO25、常压,气体入塔温度为25°C,水入塔温度为20°C。
二、设计内容1、设计方案的确定2、填料吸收塔的塔径、填料层高度及填料层压强的计算。
3、填料塔附属结构的选型与设计。
4、填料塔工艺条件图。
三、H2O- SO2 在常压20 °C下的平衡数据x y x y0.00281 0.0776 0.000423 0.007630.001965 0.0513 0.000281 0.00420.001405 0.0342 0.0001405 0.001580.000845 0.0185 0.0000564 0.000660.000564 0.0112四、 气体与液体的物理性质数据气体的物理性质:气体粘度()0.0652/G u kg m h =⋅气体扩散系数20.0393/G D m s =气体密度31.383/G kg m ρ=液体的物理性质:液体粘度 3.6/()L u kg m h =⋅液体扩散系数625.310/L D m s -=⨯液体密度 3998.2/L kg m ρ=液体表面张力 4273/92.7110/L dyn cm kg h σ==⨯五、 设计要求1、设计计算说明书一份2、填料塔图(2号图)一张第二部分 SO2净化技术和设备一、SO2的来源、性质及其危害:1、二氧化硫的来源二氧化硫的来源很广泛,几乎所有企业都要产生二氧化硫,最主要途径是含硫化石燃料的燃烧。
大约一吨煤中含有5-50kg硫,一吨石油中含有5-30kg硫。
水吸收二氧化硫填料塔设计
课程设计课程名称:化工原理课程设计设计题目:水吸收二氧化硫烟气的填料塔设计学院:环境科学与工程学院专业:再生资源科学与技术年级: XXX级学生姓名: XXX 指导教师: XXX 日期: 2013.6.24-2013.7.5课程设计任务书一、设计任务及操作条件烟气的填料塔设计设计题目:水吸收SO2操作条件:(1)混合烟气处理量为1000m3/h(30℃,100KN/m2);,其余可视为空气;(2)进塔气体组成:9%(体积比)SO2(3)回收其中所含SO的95%;2(4)吸收塔操作温度为30℃,压力位100KN/m2;(5)液气比为最小液气比的1.2倍;(6)空塔气速取泛点气速的0.65倍;(7)填料:自选;二、设计内容1.设计方案的选择及流程的确定;2.塔的物料衡算和热量衡算;3.塔的主要工艺尺寸确定:(1)塔高的确定;(2)塔径的确定;(3)全塔压降的验算;4.辅助设备的选型与计算;5.绘制工艺流程图;6.绘制填料塔设备图;7.编写设计说明书。
摘要: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,各组分在液体中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表面具有良好的湍流状况,关键词:吸收单元操作解析目录第1章绪论 (1)1.1吸收技术概况 (1)1.2吸收在工业生产中的应用 (2)1.3 吸收设备的发展 (2)第2章设计方案 (4)2.1吸收剂的选择 (4)2.2 吸收流程的选择 (5)2.2.1 气体吸收过程分类 (5)2.2.2 吸收装置的流程 (5)2.3吸收塔设备及填料的选择 (6)2.3.1 吸收塔设备 (6)2.3.2 填料的选择 (7)2.4吸收剂再生方法的选择 (7)2.5操作参数的选择 (8)2.5.1操作温度的确定 (8)2.5.2操作压力的确定 (8)第3章吸收塔工艺条件的计算 (10)3.1基础物性数据 (10)3.1.1液相物性数据 (10)3.1.2气相物性数据 (10)3.1.3气液两相平衡时的数据 (10)3.2物料衡算 (11)3.3填料塔的工艺尺寸计算 (11)3.3.1塔径的计算 (11)3.3.2泛点率校核和填料规格 (12)3.3.3液体喷淋密度校核 (13)3.4填料层高度计算 (13)3.4.1传质单元数的计算 (13)3.4.2传质单元高度的计算 (13)3.4.3填料层高度的计算 (14)3.5填料塔附属高度的计算 (14)3.6液体分布器的简要设计 (15)3.6.1液体分布器的选型 (15)3.6.2分布点密度及布液孔数的计算 (16)3.6.3塔底液体保持管高度的计算 (17)3.7其它附属塔内件的选择 (17)3.7.1 填料支撑板 (17)3.7.2 填料压紧装置与床层限制板 (17)3.7.3气体进出口装置与排液装置 (18)3.8流体力学参数计算 (18)3.8.1填料层压力降的计算 (18)3.8.2吸收塔主要接管的尺寸计算 (19)3.8.3离心泵的计算与选择 (20)第4章工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 (23)4.1填料塔工艺尺寸计算结果表 (23)4.2流体力学参数计算结果汇总 (24)4.3附属设备计算结果汇总 (24)D聚丙烯塑料阶梯环填料主要性能参数汇总 (25)4.4所用38N4.5主要符号说明 (25)第5章设计方案讨论 (27)第6章心得体会 (28)附录 (29)参考文献 (32)第1章绪论1.1吸收技术概况利用混合气体中各组分在同一种溶剂(吸收剂)中溶解度的不同分离气体混合物的单元操作称为吸收。
水吸收SO2过程填料吸收塔的设计
一设计任务书(一)设计题目水吸收SO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2炉送出的混合气体(先冷却)中的SO2,其余为惰性组分,采用清水进行吸收。
(二)操作条件(1)操作压力常压(2)操作温度 25℃(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SO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2程。
因用水作为吸收剂,且SO不作为产品,故采用纯溶剂。
22.2填料的类型与选择对于水吸收SO的过程,操作温度及操作压力较低,工业上通常选用塑料散2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。
1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。
由手册查得,25℃时水的有关物性数据如下:3 =997.1 kg/m密度为ρL粘度为μ=0.0008937 Pa·s=3.2173kg/(m·h) L2=71.97 dyn/cm=932731 kg/hσ表面张力为L-92-62/h m/s=6.206×1.724×SO在水中的扩散系数为 D=1010m L20.5?T)M(18?r101.859D??计算,查《化学工程基础》)Wilke-Chang(依0.6?V3.1.2 气相物性数据设进塔混合气体温度为25℃,混合气体的平均摩尔质量为=ΣyM=0.1×M64.06+0.9×29=32.506g/mol iVmi混合气体的平均密度为23)=1.3287kg/ m2.506/(8.314×298.15ρ=PM/RT=101.325×3Vm混合气体的粘度可近似取为空气的粘度,查手册得25℃空气的粘度为-5Pa?s=0.066kg/(m?h) 10μ=1.83 ×V查手册得SO在空气中的扩散系数为2-522/s=0.051 m h1.422×10m/D=V PT-5时Pa1.750)(D?D SO在空气中的扩273K时,1.013×10计算,其中(依20TP0-52散系数为1.22×10m/s,查《化学工程基础》)3.1.3 气液相平衡数据由手册查得,常压下25℃时SO在水中的亨利系数为23×10 kPaE=4.13相平衡常数为3/101.3=40.7610m=E/P=4.13×溶解度系数为3m3kmol/kPaH=18.02=0.0134ρ/EM=997.2/4.13×10×3.1.4 物料衡算(l). 进塔混合气中各组分的量近似取塔平均操作压强为101.3kPa,故:混合气量=2200×[273.15/(273.15+25)]×1/4=89.98kmol/h混合气SO中量=89.98×0.1=8.998 kmol/h2=8.998×64.06=596.211k g/h设混合气中惰性气体为空气,则混合气中空气量=89.98-8.998=80.982kmol/h =80.982×29=2348.478kg/h(2).混合气进出塔的摩尔组成y?0.118.998(1?0.97)??y0.00332280.982?8.998(1?0.97) 3 (3)混合气进出塔摩尔比组成进塔气相摩尔比为y0.11???0.11Y11?y1?0.11出塔气相摩尔比为?)?0.11(1?0.97)?Y(1??0.0033Y A21(4)出塔混合气量出塔混合气量=80.982+8.998×0.03=83.6814kmol/h=2348.478+596.211×0.03=2366.36433kg/h(5)吸收剂(水)的用量L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Y?YL12?)(min YV?X12m对于纯溶剂吸收过程,进塔液相组成为X=0 2L0.11?0.003339.54??()min V0.11/40.76?0取操作液气比为LL)1.3(?min VVL51.40?1.3?39.54?V L=51.4×80.982=4162.4748kmol/h (6)塔底吸收液组成X 1V(Y?Y)?L(X?X)221180.982?(0.11?0.0033)??X0.0020814162.4748(7)操作线方程4162.4748LLY0.0033?XX(X?Y?)??依操作线方程2280.982VV 0.0033?51.4Y?X 43.2填料塔的工艺尺寸的计算3.2.1塔径的计算采用Eckert通用关联图计算泛点气速。
吸收塔的设计示例
一、吸收的基本理论 (2)1、吸收的定义 (2)2、吸收过程对吸收剂的要求 (2)3、影响吸收效果的主要因素 (3)二、吸收设备 (4)1、吸收过程对吸收设备的一般要求 (4)2、填料塔的组成及各个部分的作用 (4)3、吸收塔中填料的作用种类及选型 (4)三、吸收过程中的气液流动方向 (5)四、基础性数据的计算 (6)1、液相物性数据 (6)2﹑气相物性数据 (6)3﹑气液相平衡数据 (6)五、吸收塔的物料衡算 (7)六、吸收塔的工艺尺寸的计算 (8)1、塔径计算 (8)2、填料层高度的计算 (9)七、填料层压降计算 (12)八、液体分布器简要设计 (12)2、分布点密度计算 (12)3、布液计算 (14)九、吸收剂输送泵的选型 (15)1、填料塔高度的计算 (15)2、泵的扬程计算 (15)3、泵的选择 (15)十、设计数据汇总 (16)十一、毕业设计心得体会 (17)我国化工产品种类繁多已达45000个品种。
生产企业多为中小型,加之采用高消耗低效益粗放型生产模式对环境构成了压力。
所以近几年来国家提出了清洁生产这个概念。
它的定义是:清洁生产是将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中以期减少对人类和环境的风险。
其目的在于提高资源利用效率减少和避免污染物的产生,保护和改善生态环境保障人体的健康,促进持续发展。
对于企业来说应改善生产管理提高生产效率,减少资源和能源的浪费,限制污染排放。
推行原材料和能源的循环利用,替换和更新导致严重污染的落后的生产流程技术和设备开发清洁产品鼓励绿色消费。
众所周知化工行业是个耗能大户。
由一般组数据显示1994年我国一次能源消费为12.3亿吨标准煤,而化工行业就占1.05亿吨标准煤。
在煤的燃烧和化工生产过程中会产生大量的SO₂气体,目前SO2已成为大气污染中的重要原凶之一。
SO2在常温下为无色气体,密度为1.4337 kg/ m³,熔点-72.4℃、沸点-10℃,在25℃下溶解度为9.4g/ml。
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实用文案填料吸收塔课程设计说明书专业班级姓名班级序号指导老师日期目录前言 (2)水吸收丙酮填料塔设计 (2)一任务及操作条件 (2)二吸收工艺流程的确定 (2)三物料计算 (3)四热量衡算 (4)五气液平衡曲线 (5)六吸收剂(水)的用量Ls (5)七塔底吸收液浓度X1 (6)八操作线 (6)九塔径计算 (6)十填料层高度计算 (9)十一填科层压降计算 (13)十二填料吸收塔的附属设备 (13)十三课程设计总结 (15)十四主要符号说明 (16)十五参考文献 (17)十六附图 (18)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。
水吸收丙酮填料塔设计一任务及操作条件①混合气(空气、丙酮蒸汽)处理量:12493/m h。
②进塔混合气含丙酮2.34%(体积分数);相对湿度:70%;温度:35℃;③进塔吸收剂(清水)的温度25℃;④丙酮回收率:90%;⑤操作压力为常压。
二 吸收工艺流程的确定采用常规逆流操作流程.流程如下。
三 物料计算(l). 进塔混合气中各组分的量近似取塔平均操作压强为101.3kPa ,故: 混合气量= 1249(27327335+)×122.4= 49.42kmol /h混合气中丙酮量=49.42×0.0213 =1.16 kmol /h = 1.16×49.42=67.28kg /h查附录,35℃饱和水蒸气压强为5623.4Pa ,则相对湿度为70%的混合 气中含水蒸气量=4.56237.0103.1017.04.56233⨯⨯⨯-=0.0404 kmol (水气)/ kmol (空气十丙酮)混合气中水蒸气含量=0404.010404.042.49+⨯=1.92kmol /h (《化工单元操作及设备》P18916-23)=1.92×18=34.56kg /h 混合气中空气量=49.42-1.16-1.92=46.34kmol /h=46.34×29=1344kg /h(2).混合气进出塔的(物质的量)成 1y =0.0234,则2y =)9.01(16.192.134.46)9.01(16.1-⨯++-⨯=0.0024(3).混合气进出塔(物质的量比)组成 若将空气与水蒸气视为惰气,则 惰气量=46.34十1.92=48.26kmol /h =1344+34.56=1378.56kg /hY 1=26.4816.1=0.024kmol(丙酮)/kmol(惰气) Y 2=26.48)9.01(16.1-=0.0024kmol(丙酮)/kmol(惰气)(4).出塔混合气量出塔混合气量=48.26+1.16×0.1=48.376kmol/h =1378.56+67.28×0.1=1385.3kg/h 四 热量衡算热量衡算为计算液相温度的变化以判明是否为等温吸收过程。
假设丙酮溶于水放出的热量全被水吸收,且忽略气相温度变化及塔的散热损失(塔的保温良好)。
查《化工工艺算图》第一册,常用物料物性数据,得丙酮的微分溶解热(丙酮蒸气冷凝热及对水的溶解热之和):d H 均=30230+10467.5=40697.5 kJ /kmol吸收液(依水计)平均比热容L C =75.366 kJ /kmol ·℃,通过下式计算1d n n LH t t C -=+均n n-1(x -x ) 对低组分气体吸收,吸收液浓度很低时,依惰性组分及比摩尔浓度计算较方便,故上式可写为:40697.62575.366L t X =+∆依上式,可在x =0.000~0.009之间,设系列x 值,求出相应x 浓度下吸收液的温度L t ,计算结果列于表1第l ,2列中。
由表中数据可见,浓相浓度x 变化0.001时,温度升高0.54℃,依此求取平衡线。
表1 各液相浓度下的吸收液温度及相平衡数据注:(1)气相浓度1Y 相平衡的液相浓度X 1=0.0049,故取n X =0.009; (2)平衡关系符合亨利定律,与液相平衡的气相浓度可用y*=mX 表示; (3)吸收剂为清水,x =0,X =0; (4)近似计算中也可视为等温吸收。
五 气液平衡曲线当x <0.01,t =15~45℃时,丙酮溶于水其亨利常数E 可用下式计算: 1gE =9.171-[2040/(t 十273)]由前设X 值求出液温L t ℃,依上式计算相应E 值,且m =EP,分别将相应E 值及相平衡常数m 值列于表1中第3、4列。
由y *=mX 求取对应m 及X 时的气相平衡浓度y *,结果列于表1第5列。
根据X —y *数据,绘制X —Y 平衡曲线OE 如附图所示。
六 吸收剂(水)的用量Ls由图1查出,当Y 1=0.024时,X 1*=0.0089,计算最小吸收剂用量,min S L12,min 12*S BY Y L V X X -=-=48.26×0.00890.0024-0.024=117.1 kmol /h (《化工单元操作及设备》P204 16-43a )取安全系数为1.8,则Ls =1.8×117.1=210.8kmol /h =210.8×18=3794kg/h 七 塔底吸收液浓度X 1 依物料衡算式:B V (12Y Y -)=S L (12X X -) 1X =48.26×210.80.0024-0.024=0.0049八 操作线依操作线方程式22S S B B L L Y X Y X V V =+- =26.488.210X+0.0024 Y=4.368X+0.0024由上式求得操作线绘于附图中。
九 塔径计算塔底气液负荷大,依塔底条件(混合气35℃),101.325kPa ,查表1,吸收液27.16℃计图2 通用压降关联图算。
4S V D uπ=u =(0.6~~0.8)F u (《化工单元操作及设备》P206 16-45)(1).采用Eckert 通用关联图法(图2)计算泛点气速F u ①有关数据计算塔底混合气流量V`S =1344+67.28+34.56=1446kg /h吸收液流量L`=3794+1.16×0.9×58=3855kg /h 进塔混合气密度G ρ=4.2229×35273273+=1.15kg /3m (混合气浓度低,可近似视为空气的密度)吸收液密度L ρ=996.7kg/3m 吸收液黏度L μ=0.8543mPa ·s经比较,选DG50mm 塑料鲍尔环(米字筋)。
查《化工原理》教材附录可得,其填料因子φ=1201m -,比表面积A =106.423/m m ②关联图的横坐标值``V L (LG ρρ)1/2=14463855(7.99615.1)1/2=0.090③由图2查得纵坐标值为0.13即L L G2F g μρρμ)(Φ0.2=8543.07.99615.181.91202F ⨯⨯)(μ0.2=0.01372F u =0.13 故液泛气速F u =0137.013.0=3.08m/s(2).操作气速u =0.7F u =0.7×3.08 =2.16 m/s (3).塔径D =16.2785.036001249⨯⨯= 0.453 m=453mm取塔径为0.5m(=500mm) (4).核算操作气速U=25.0785.036001249⨯⨯=1.768m/s< F u(5).核算径比D/d =500/50=10,满足鲍尔环的径比要求。
(6).喷淋密度校核依Morris 等推专,d <75mm 约环形及其它填料的最小润湿速率(MWR)为0.083m /(m ·h),由式(4-12):最小喷淋密度min L =喷(MWR )A =0.08×106.4=8.512 3m /(m 2·h) 因L 喷=25.0785.07.9963855⨯⨯=19.73m /(m ·h)故满足最小喷淋密度要求。
十 填料层高度计算计算填料层高度,即Z =12*Y B OG OGY Ya V dYH N K Y Y =Ω-⎰ (1).传质单元高度OG H 计算OG H =BYa V K Ω,其中Ya K =Ga K P | 111Ga Ga LaK k Hk =+(《化工单元操作及设备》 P209 16-7) 本设计采用(恩田式)计算填料润湿面积a w 作为传质面积a ,依改进的恩田式分别计算L k 及G k ,再合并为La k 和Ga k 。
①列出备关联式中的物性数据气体性质(以塔底35℃,101.325kPa 空气计):G ρ=1.15 kg/3m (前已算出);Gμ=0.01885×310-.Pa s (查附录);G D =1.09×510-2/m s (依翻Gilliland 式估算);液体性质(以塔底27.16℃水为准):L ρ=996.7 kg/3m ;L μ=0.8543×310-Pa ·s ;L D =1.344×910-2/m s (以120.67.4*10L L AD V βμ-=0.5s (m )T式计算)(《化学工程手册》 10-89),式中A V 为溶质在常压沸点下的摩尔体积,s m 为溶剂的分子量,β为溶剂的缔合因子。
L σ=71.6×310-N /m(查化工原理附录)。
气体与液体的质量流速:L G `=25.0785.036003855⨯⨯=5.5/kg 2(m .s )V G `=25.0785.036001446⨯⨯=2.0/kg 2(m .s )50Dg mm 塑料鲍尔环(乱堆)特性:p d =50mm =0.05m;A =106.423/m m ;C σ=40dy/cm=40×10-3 N/m;查《化学工程手册,第12篇,气体吸收》,有关形状系数ψ,ψ=1.45(鲍尔环为开孔环) ②依式⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎩⎨⎧--=2.022'05.02'1.075.02')(45.1exp 1g L G L L G t G ga L L a L c at aw t ρρμσσ=1exp -{-1.45(33106.711040--⨯⨯)0.75(3108543.04.1065.5-⨯⨯)0.1(81.97.9964.1065.522⨯⨯)-0.05(4.106106.717.9965.532⨯⨯⨯-)0.2}=1exp -{-1.45(0.646)(1.51)(1.49)(0.33)} =1exp -(-0.695)=0.501 故w a =.wa A A=0.501×106.4=53.323/m m ③依式K L =0.0051(L t G a L μ`)2/3(LL L D ρμ)1/\3(L L g ρμ)1/3(a t d p )0.4 =0.0051(3108543.03.535.5-⨯⨯)2/3(9310334.17.996108543.0--⨯⨯⨯)1/3(7.99681.9108543.03⨯⨯-)1/3(5.32)0.4=0.0051×24.4×0.0396×0.02033×1.95=1.95×10-4 m/s ④依式k G= 5.23(G t G a V μ`)0.7(G G G D ρμ)1\3(RTD a G t )(a t d p ) = 5.23(510885.14.1060.2-⨯⨯)0.7(551009.115.110885.1--⨯⨯⨯)1/3(308314.81009.14.1065⨯⨯⨯-)(5.32)=5.23(125.6)(1.146)(4.529×10-7)(5.32) =1.814×10-3kmol/(m 2·S ·kPa)故L L w k a k a ==1.61×410-×53.3=1.04×10-2 (m/s)G G w k a k a ==1.814×10-3×53.3=9.67×10-22/(..)kmol m s kPa(2)计算Y K aY K a =G K aP ,而111Ga Ga La K k Hk =+,H=L SEM ρ((《化工单元操作及设备》 P189 16-21a )。