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1、内蒙古科技大学课程设计内蒙古科技大学本科生课程设计说明书题 目：丙酮填料吸收塔学生姓名：黄也学 号：1266115209专 业：化学工程与工艺班 级：化工 12-2指导教师：赫文秀 教授内蒙古科技大学课程设计- 2 -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
2、计算，可以得出填料塔和填料及附属设备的各种设计参数。由于此分离技术较成熟分离效率也很高所以在工程应用上特别广。关键词：纯水；丙酮；填料；填料塔；填料层高度内蒙古科技大学课程设计- 3 -目 录第一章 概述与设计方案的确定 - 1 -1.1 概述 - 1 -1.2 填料塔简述 - 2 -1.3 设计方案的确定 - 2 -1.3.1 装置流程的确定 - 2 -1.3.2 填料的选择 - 3 -1.3.3 吸收剂的选择 - 6 -第二章 设计计算 - 7 -2.1 基础物性数据 - 7 -2.1.1 液相物性数据 - 7 -2.1.2 气相物性数据 - 7 -2.1.3 气液相平衡数据 - 8 -2
3、.2 物料衡算 - 8 -2.3 填料塔的工艺尺寸的计算 - 9 -2.3.1 塔直的计算 - 9 -2.3.2 填料层高度计算 - 12 -2.3.3 填料塔总压降计算 - 17 -第三章 填料塔的附属设备选型 - 20 -3.1 液体分布器的选择 - 20 -3.1.1 液体分布器简要概述 - 20 -3.1.2 液体分布器的选型 - 20 -3.1.3 分布点密度的计算 - 20 -3.2 吸收塔的主要接管尺寸的计算 - 21 -3.2.1 气相管径 - 22 -3.2.2 液相管径 - 22 -3.3 辅助设备的选型 - 23 -3.3.1 填料支承设备 - 23 -内蒙古科技大学课程
4、设计- 4 -3.3.2 填料压紧装置 - 23 -3.3.3 除沫装置 - 24 -3.3.4 离心泵的选择 - 24 -3.4 塔高的确定 - 24 -3.4.1 塔附属高度的计算 - 24 -3.4.2 塔底液体保持管高度 - 24 -3.4.3 塔的高度 - 25 -参考文献 - 26 -结束语 - 27 -内蒙古科技大学课程设计- 5 -第一章 概述与设计方案的确定1.1 概述化工生产过程中所处理的原料、中间产物、粗产品等几乎都是混合物，而且大部分都是均相物系。为了进一步加工和使用这些混合物，就需要把其中的某一组分或几个组分分离开来，从而得到较为纯净或者几乎纯态的物质。对于均相物系必
5、须要造成一个两项物系，利用两物系中各组分之间某物性的差异而使其中某个组分从一相转到另一相，以达到分离的目的。分离气体混合物，气体中的一个或者几个组分溶解于液体中，不能溶解的组分仍保留在气相中，于是的混合物得到了分离。这种利用各组分在溶液中溶解度的差异使气体中不同组分分离的操作称为吸收。在化学工业中，经常需将气体混合物中的各个组分加以分离，其目的是：1. 回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品；2. 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物，以免污染大气。实际过程往往同时兼有净化与回收双重目的。气体混合物的分离，总是根据混合物中各组分间某种物理
6、性质和化学性质的差异而进行的。根据不同性质上的差异，可以开发不同的分离方法。吸收操作仅为其中之一，它根据混合物各组分某种溶剂中溶解度的不同而达到分离的目的。用于吸收的设备类型很多，如常见的填料塔、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，填料塔是企业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。内蒙古科技大学课程设计- 6 -1.2 填料塔简述塔设备在化工、石油化工、生物化工、医药、食品等生产过程中广泛应用的汽液传质设备。其作用实现气液相或液液相之间的充分接触，从而达到相际
7、间进行传质及传热的过程。根据塔内气液接触部件的结构形式，可将塔设备分为两大类：板式塔和填料塔。板式塔内沿塔高度装有若干层塔板，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔釜，并在各块板面上形成流动的液层，气体靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气液两相在塔内进行逐级接触，两相组成沿塔高呈阶梯式变化。填料塔则在塔体内装填填料，液体由上而下流动中在填料上分布汇合，气体则在填料缝隙中向上流动。填料为气液传质提供了较大的气液接触面积。填料塔的基本特点是结构简单，压力降小，传质效率高，便于采用耐腐蚀材料制造等，对于热敏性及容易发泡的物料，更显出其优越性。过去，填料塔多推荐用于0.60.7m 以下的塔径。近年来，随着高效新型填料和其他高性能塔内件的开发，以及人们对填料流体力学、放大效应及传质机理的深入研究，使填料塔技术得到了迅速发展。1.3 设计方案的确定1.3.1 装置流程的确定气液两相在塔内流动，一般有两种方式，分别是逆流和并流。通常采用逆流操作，气体自塔低通入，液体从塔顶洒下，因此溶液从塔底流出前与刚进入塔的气相接触，可使溶液的浓度尽量提高，经吸收后的气体从塔顶排除前与刚入塔的液体接触，又
