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1、 .wd.课程设计任务书一、设计题目：水吸收氨气过程填料吸收塔的设计；试设计一座填料吸收塔，采用清水吸收混于空气中的氨气。混合气体的处理量为2600m3/h，其中含氨为7%体积分数，混合气体的进料温度为25。要求：氨气的回收率到达98%。20氨在水中的溶解度系数为H0.725kmol/m3.kPa二、工艺操作条件：1操作平均压力 常压2操作温度 : t=203吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定4选用填料类型及规格自选。三、设计内容1设计方案确实定和说明2吸收塔的物料衡算； 3吸收塔的工艺尺寸计算； 4填料层压降的计算； 5液体分布器简要设计； 6绘制液体分布器施工图7吸收塔接收尺寸计算； 8设
2、计参数一览表；9绘制生产工艺流程图A4号图纸； 10绘制吸收塔设计条件图A4号图纸； 11对设计过程的评述和有关问题的讨论。目 录1. 设计方案简介 11.1设计方案确实定11.2填料的选择12. 工艺计算 12.1 根基物性数据12.1.1液相物性的数据 12.1.2气相物性的数据12.1.3气液相平衡数据 12.1.4 物料衡算 12.2 填料塔的工艺尺寸的计算22.2.1 塔径的计算 22.2.2 填料层高度计算 32.2.3 填料层压降计算 62.2.4 液体分布器简要设计73. 辅助设备的计算及选型 8 3.1 填料支承设备 83.2填料压紧装置 83.3液体再分布装置84. 设计一
3、览表 95. 后记96. 参考文献97. 主要符号说明108. 附图工艺流程简图、主体设备设计条件图1. 设计方案简介1.1设计方案确实定该填料塔中，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，在填料的作用下进展吸收。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。1.2填料的选择金属环矩鞍选用50401.0的金属环矩鞍填料，其主要参数如下：比外表积at：74.9 空隙率：0.96湿填料因子：填料常数 A:0.06225 K：1.752. 工艺计算2.1 根基物性数据2.1.1液相物性的数据2.1.2气相物性的数据混合气体平均密度：=427
4、680()空气黏度：2.1.3气液相平衡数据273K，101.3Kpa.氨气在空气中扩散系数：2.1.4 物料衡算20，101.3Kpa下氨气在水中的溶解度系数 进塔气相摩尔比：出塔气相摩尔比： 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成：混合气体流量 ： kmol/h进塔惰性气体流量: 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：取操作液气比为最小液气比的1.5倍，可得吸收剂用量为：根据全塔物料衡算式:V(Y1-Y2)=L(X1-X2)液气比 ： 2.2 填料塔的工艺尺寸的计算2.2.1 塔径的计算采用贝恩-霍夫泛点关联式:即取泛点率为0.6，即圆整后取 泛点率校核：在
5、允许的范围内填料规格校核： 液体喷淋密度校核：取最小润湿速率为：所以 经以上校核可知，填料塔直径选用合理。2.2.2 填料层高度计算查表知， 0，101.3 下，在空气中的扩散系数由，那么293，101.3下，在空气中的扩散系数为液相扩散系数液体质量通量为气体质量通量为脱吸因数为气相总传质单元数为：气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算：查表知，所以，气膜吸收系数由下式计算：液膜吸收系数由下式计算：查表得：那么由 得，那么 由 由 设计取填料层高度为：查表：对于环矩鞍填料，计算得填料高度为6000mm，故不需分段。2.2.3 填料层压降计算采用Eckert通用关联图计算填料层压降横坐标为：
6、查表得：纵坐标为：查图，得填料层压降为：2.2.4 液体分布器简要设计2.2.4.1 液体分布器简的类型该吸收塔液相负荷较大，而气相负荷相对较低，应选用槽式液体分布器。槽式液体分布器2.2.4.2 分布密度的计算为了使液体初始分布均匀，原那么上应增加单位面积上的喷淋点数。但是，由于构造的限制，不可能将喷淋点设计得很多。根据Eckert建议，当时。那么总布液孔数为： 取补液孔数为：48点布液计算：由 取，那么 取有计算得，设计布液点数为48点，直径为4mm3. 辅助设备的计算及选型3.1 填料支承设备填料支承构造用于支承塔内填料及其所持有的气体和液体的重量之装置。对填料的 基本要求是：有足够的强
7、度以支承填料的重量;提供足够的自由截面以使气液两相流体顺利通过，防止在此产生液泛；有利于液体的再分布；耐腐蚀，易制造，易装卸等。常用填料支承板有栅板式和气体喷射式。这里选用分块梁式支承板。驼峰支撑3.2 填料压紧装置为保持操作中填料床层为一高度恒定的固定床，从而保持均匀一致的空隙构造。使操作正常，稳定，在填料安装后在其上方要安装填料压紧装置。这样可以防止在高压降，瞬时负荷波动等情况下填料床层发生松动和跳动。填料床层限位器适用于除脆性易碎材质填料以外的填料如金属、塑料填料。本次设计的填料是金属环矩鞍，所以选择填料床层限位器。驼峰支撑3.3 液体再分布装置在离填料顶面一定距离处，喷淋的液体便开场向
8、塔壁偏流，然后沿塔壁下流，塔中心处填料的不到好的润湿，形成所谓的“干锥体的不正常现象，减少了气液两相的有效接触面积。因此每隔一定的距离设置液体再分布装置，以抑制此现象。由于填料塔层高度为6米，所以不需要液体再分布器4. 设计一览表吸收塔类型金属环矩鞍吸收填料塔混合气体处理量m3/h2600塔径Dm0.6填料层高度Zm6气相总传质单元高度m0.5305气相总传质单元数8.790泛点气速m/s4.940泛点率0.6压降pa207.6操作压力kpa101.3操作温度20填料直径mm25孔隙率0.96填料比外表积a(/m3)74.9填料常数A0.06225填料常数K1.755. 后记在课程设计过程中,
9、我加深了对课本知识的认识，也稳固了所学到的知识。此次课程设计按照设计任务书、指导书、技术条件的要求进展。在设计过程中，我通过跟同学之间相互讨论与向教师提问，整体设计 基本满足使用要求，但是在设计指导过程中也发现一些问题，发现自己根基知识不结实，需加强学习，扩大知识面的广度。另外，我通过这次的课程设计，我对从填料塔设计方案到填料塔设计的 基本过程的设计方法、步骤、思路、有一定的了解与认识。6. 参考文献1 大连理工大学等化工容器与设计手册北京：化学工业出版社，1989*2 陈敏恒等化工原理北京：化学工业出版社，20043 匡国柱，史启才等化工单元过程及设备课程设计北京：化学工业出社，20024
10、华南理工大学化工原理教研室著化工过程及设备设计M广州: 华南理工大学出版社,1986.5 贾绍义,柴诚敬. 化工原理课程设计M. 天津:天津大学出版社, 2002.7. 主要符号说明填料层的有效传质比外表积m/m填料层的润滑比外表积m/m吸收因数;无因次填料直径，mm；填料当量直径，mm扩散系数，m/s； 塔径亨利系数，KPa重力加速度，kg/(m.h)溶解度系数，kmol /(m.KPa)气相总传质单元高度，m气膜吸收系数, kmol /(m.s.KPa)气相总传质系数，无因次气膜吸收系数, kmol /(m.s.KPa)气体通用常数，8.314kJ/(kmol.K)解吸因子温度，0C空塔速度，m/s液泛速度，m/s惰性气体流量，kmol/h混合气体体积流量，m3/h混合气体流量，kmol/h是吸收液量 kmol/h填料因子， m-1吸收剂用量kmol/h; kmol/s压降填料因子， m-1液体密度校正系数x溶质组分在液相中的摩尔分率 无因次y溶质组分在液相中的摩尔分率 无因次Z填料层高度 mmin最小的max最大的粘度 Pa.s密度 kg/m3外表张力 N/m孔隙率相平衡常数，无因次8. 附图工艺流程简图、主体设备设计条件图8.1 工艺流程简图8.2 塔设备设计图;
