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1、废有机氯化物中盐酸的回收装置设计目 录摘要1Abstract2第一章绪论3第二章工艺流程及装置设计方案52.1设计的目的52.2任务及操作条件62.3吸收剂的选择62.4填料的类型与选择62.4.1填料性能评价62.4.2装填类型选择72.4.3填料材质的选择92.4.4填料规格的选择102.5吸收装置流程的确定10第三章填料塔结构尺寸计算过程133.1基础物料计算133.1.1液相物性数据133.1.2气相物性数据133.1.3物料衡算133.1.4吸收剂的用量L143.1.5塔底吸收液浓度X1143.2工艺尺寸计算143.2.1塔径计算143.2.2填料层高度计算163.2.3塔附属高度1
2、93.2.4填料层压降计算193.2.5填料塔接管尺寸计算20第四章填料塔附属设备的选型与校验224.1液体分布装置224.1.1液体分布器的选型224.1.2分布点密度计算234.2液体再分布装置234.3填料支撑装置244.4吊柱254.5填料压紧装置264.6气体的入塔分布264.7除沫器的选择264.8人孔274.8.1人孔的设置274.8.2人孔的标准284.9裙座294.9.1裙座的相关尺寸计算294.10风机的选型304.11泵的选型31结论32设计结果一览表33主要符号说明34参考文献35致36 / 摘 要氯化氢是化工生产中极为重要的生产原料,但是其强烈的刺激性气味对于人体健康
3、和大气环境都会造成破坏和污染,因此应对排放到空气中的氯化氢予以回收利用。填料塔洗涤吸收净化工艺不单应用在化工领域 ,在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。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。工程实践表明 ,合理的系统工艺和塔体设计 ,是保证净化效果的前提。本文简述以聚丙烯阶梯为填料的填料塔应用
4、于水吸收氯化氢过程的工艺设计以及工程问题。设计出填料塔塔高16m、塔径900mm等塔体具体参数与具体工艺流程。最终实现对氯化氢气体的回收。关键词:填料塔 聚丙烯 吸收 盐酸 散装填料 阶梯环AbstractThough hydrogen chloride is extremely important raw materials in chemical production, its strong pungent smell will cause damage to human health and pollution to the atmospheric environment. Hence,
5、 hydrogen chloride emitted into the air should be recycled. And the packed towers purification process of washing and absorption is not only used in chemical industry, it can also play a vital role in industrial waste gas purification in low concentrations. Packed tower is simple in structure and th
6、e fluid pressuredrop through the packinglayer is relatively small which isapt for the production of corrosion-resistant material, so it is particularly suitable for handling a small amount of corrosive materials which meanwhile demands low pressure drop. Liquid from the top of the tower is sprayed a
7、t the top of the fillerby liquid distributor and then it drops membranous at the surface of the filler. Meanwhile the gas is sent from the gas port at the bottom of the tower, and then it flows through the gap of the filler and contacts the counter-current liquid in the filler layer to achieve mass
8、transfer. The gas-liquid two-phase formation continuously changes along the height of the tower, so packed tower is a continuous contact of the gas-liquid mass transfer equipment.Engineering practice shows that a reasonable system process and towerdesign is a prerequisite to ensure effective purific
9、ation. This paper describes process design and engineering problems of the application of packed tower, filled by chloridepolypropylene ladder, in the process of water absorbing hydrogen. And it aims to design the height , column diameter and other specific parameters of the tower body and the speci
10、fic process eventual to realize the recycle of the hydrogen chloride gas.Key words: packed tower ;polypropylene absorption ;hydrochloric acid ;bulk packing第一章 绪 论在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门,塔设备属于使用量大应用面广的重要单元设备。塔设备广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中。所以塔设备的研究一直是国外学者普遍关注的重要课题。在化学工业中,经常需要将气体混合物中的各个组分加以分离,其主要目的是回收气体
11、混合物中的有用物质,以制取产品,或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,以免污染空气。吸收操作是气体混合物分离方法之一,它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的1。塔设备按其结构形式基本上可分为两类；板式塔和填料塔。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。以前在工业生产中,当处理量大时多用板式塔,处理量小时采用填料塔。近年来由于填料塔结构的改进,新型的、高负荷填料的开发,既提高了塔的通
12、过能力和分离效能又保持了压降小、性能稳定等特点。因此,填料塔已经被推广到大型气、液操作中,在某些场合还代替了传统的板式塔。如今,直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。随着对填料塔的研究和开发,性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中2。 综合考察各分离吸收设备中以填料塔为代表,填料塔技术用于各类工业物系的分离,虽然设计的重点在塔体及塔件等核心部分,但与之相配套的外部工艺和换热系统应视具体的工程特殊性作相应的改进。例如在DMF回收装置的扩产改造项目中,要求利用原常压塔塔顶蒸汽,工艺上可以在常压塔及新增减压塔之间采用双效蒸馏技术,达到降低能耗、提高产量的双重效果,在硝基氯苯分离项目中；改原
13、多塔精馏、两端结晶工艺为单塔精馏、端结晶流程,并对富间硝基氯苯母液进行精馏分离,获得99%以上的间硝基氯苯,既提高产品质量,又取得了降低能耗的技术效果3。过程的优缺点：分离技术就是指在没有化学反应的情况下分离出混合物中特定组分的操作。这种操作包括蒸馏,吸收,解吸,萃取,结晶,吸附,过滤,蒸发,干燥,离子交换和膜分离等。利用分离技术可为社会提供大量的能源,化工产品和环保设备,对国民经济起着重要的作用4。为了使填料塔的设计获得满足分离要求的最佳设计参数和最优操作工况,准确地计算出全塔各处的组分浓度分布、温度分布、汽液流率分布等,常采用高效填料塔成套分离技术。而且,20世纪80年代以来,以高效填料及
14、塔件为主要技术代表的新型填料塔成套分离工程技术在国受到普遍重视。由于其具有高效、低阻、大通量等优点,广泛应用于化工、石化、炼油部门的物系分离5。设计采用填料塔进行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,从而使吸收过程易于进行,而且,填料塔还具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制造等优点,从而可以使吸收操作过程节省大量人力和物力。利用混合气体中各组分在同一种液体中溶解度差异而实现组分分离的过程称为气体吸收。气体吸收是一种重要的分离操作,它在化工生产中主要用来达到以下几种目的：分离混合气体以获得一定的组分。除去有害组分以净化气体。制备某种气体的溶液。一个完整
15、的吸收分离过程,包括吸收和解吸两个部分。典型过程有单塔和多塔、逆流和并流、加压和减压等6。第二章 工艺流程及装置设计方案2.1设计的目的盐酸是化工生产中极为重要的生产原料,但是其强烈的刺激性气味对于人体健康和大气环境都会造成破坏和污染,高浓度的氯气会引起人慢性中毒,产生鼻炎、支气管炎、肺气肿等,有的还会过敏,出现皮炎、湿疹等。氯挥发性极强,空气中的水蒸汽即可与之反应生成盐酸雾及次氯酸,而于所到之处腐蚀物品、危害人体和动植物。当浓度大于1000pm时甚至有生命危险。长期接触氯化氢,对人对物都是不好的。具体见表2-1。表2-1盐酸的危害综上所述,我们得出如下结论：吸收空气中的氨,防止氯化氢超标具有重要意义。因此,为了避免化学工业产生的大量的含有氯化氢的工业尾气直接排入大气而造成空气污染,需要采用一定方法对于工业尾气中的氯化氢进行吸收,本次毕业设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔吸收的方法来净化含有氯化氢的工业尾气,使其达到排放标准,如表2-2表2-2 空气中盐酸的排放标准2.2任务及操作条件
