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1、吉林化工学院课程设计目录目录1摘要3第1章绪绪论511吸吸收技术术概况5512 吸收设设备的发发展61.3吸吸收在工工业生产产中的应应用7第2章设设计方案案72.1吸吸收剂的的选择772.2 吸收流流程的选选择82.2.1 气气体吸收收过程分分类82.2.2吸收收装置的的流程992.3吸吸收塔设设备及填填料的选选择92.3.1 吸吸收塔设设备92.3.2 填填料的选选择1002.4 吸收剂剂再生方方法的选选择1002.5 操作参参数的选选择111第3章吸吸收塔的的工艺计计算1113.1 基础物物性数据据113.1.1 液液相物性性数据1113.1.2 气气相物性性数据1123.1.3气液液相平
2、衡衡数据1123.2物物料衡算算123.3塔塔径计算算133.3.1 塔径的的计算1133.3.2泛点点率校核核：1443.3.4液体体喷淋密密度得校校核：1143.4 填料层层高度的的计算1143.4.1 传传质单元元数的计计算1443.4.2传质质单元高高度的计计算1553.4.3填料料层高度度的计算算163.5 填料塔塔附属高高度的计计算1773.6 液体分分布器计计算1773.6.1液体体分布器器的选型型183.6.2布液液孔数的的计算1183.6.3布液液计算1183.7 其他附附属塔内内件的选选择1883.7.1填料料支承装装置的选选择1883.7.2填料料压紧装装置1993.7.
3、3塔顶顶除雾器器193.8吸吸收塔的的流体力力学参数数计算2203.81 吸收收塔的压压力降2203.8.2 吸吸收塔的的泛点率率213.8.3 气气体动能能因子2213.9 附属设设备的计计算与选选择2113.9.1 离离心泵的的选择与与计算2213.9.2吸收收塔主要要接管尺尺寸选择择与计算算22工艺设计计计算结结果汇总总与主要要符号说说明233设计过程程的评述述和有关关问题的的讨论226主要参考考文献227结束语228吸收操作作系统的的工艺流流程图229吸收操作作系统的的设备条条件图330摘要气体吸收收过程是是利用气气体混合合物中，各各组分在在液体中中溶解度度或化学学反应活活性的差差异，
4、在在气液两两相接触触时发生生传质，实实现气液液混合物物的分离离。一般般说来，完完整的吸吸收过程程应包括括吸收和和解吸两两部分。在在化工生生产过程程中，原原料气的的净化，气气体产品品的精制制，治理理有害气气体，保保护环境境等方面面都广泛泛应用到到气体吸吸收过程程。填料料塔由于于其通量量大，阻阻力小，压压降低，操操作弹性性大，塔塔内持液液量小，填填料易用用耐腐蚀蚀材料制制造，结结构简单单，分离离效率高高等优点点， 使使得其在在某些处处理量大大要求压压降小的的分离过过程中得得到了广广泛的应应用并作作为主要要设备之之一，越越来越受受到青睐睐。本设计任任务是用用20清水洗洗收录其其中的。对对于气体体的吸
5、收收应该采采用气液液传质设设备填料料塔，因因为它具具有较高高的比表表面积。用用水吸收收属中等等溶解度度的吸收收过程，为为提高传传质效率率，选用用逆流吸吸收流程程。在此此吸收过过程中，操操作温度度及操作作压力较较低，选选用塑料料散装填填料。因因塑料阶阶梯环的的综合性性能较好好，所以以选用DDN8聚聚丙烯阶阶梯环填填料。梁梁型支承承板的性性能优良良，有利利于气液液传质，因因此选用用梁型支支承板。因因该吸收收塔液相相负荷较较大，而而气相负负荷相对对较低，故故选用槽槽式液体体分布器器。关键词:吸收-填料料塔-逆流 第1章 绪论论11吸吸收技术术概况利用混合合气体中中各组分分在同一一种溶剂剂（吸收收剂）
6、中中溶解度度的不同同分离气气体混合合物的单单元操作作称为吸吸收。吸吸收是分分离气体体混合物物最常见见的单元元操作之之一。工业吸收收操作是是在吸收收塔内进进行的。在在吸收操操作中，通通常将混混合气体体中能够够溶解于于溶剂中中的组分分称为溶溶质或吸吸收质，以以A表示示;而不不溶或微微溶的组组分称为为载体或或惰性气气体，以以B表示示；吸收收所用的的溶剂称称为吸收收剂，以以S表示示；经吸吸收后得得到的溶溶液称为为吸收液液;被吸吸收后排排出吸收收塔的气气体称为为吸收尾尾气。吸吸收就是是吸收质质从气相相转入液液相的过过程11。吸收过程程通常在在吸收塔塔中进行行。根据据气、液液两相的的流动方方向，分分为逆流
7、流操作和和并流操操作两类类，工业业生产中中以逆流流操作为为主，吸吸收剂以以塔顶加加入自上上向下流流动，与与从下向向上流动动的气体体接触，吸吸收了吸吸收质的的液体从从塔底排排出，净净化后的的气体从从塔顶排排出。吸吸收塔操操作示意意图如图图片2-1所示示。在工业生生产中，除除以制取取溶液产产品为目目的的吸吸收(如如用水吸吸收HCCl气制制取盐酸酸等)之之外，大大都要将将吸收液液进行解解吸，以以便得到到纯净的的溶质或或使吸收收剂再生生后循环环使用。解解吸也称称为脱吸吸，它是是使溶质质从吸收收液中释释放出来来的过程程，解吸吸通常在在解吸塔塔中进行行。图片片2-22所示为为洗油脱脱除煤气气中粗苯苯的流程
8、程简图。图图中虚线线左侧为为吸收部部分，在在吸收塔塔中，苯苯系化合合物蒸汽汽溶解于于洗油中中，吸收收了粗苯苯的洗油油(又称称富油)由吸收收塔底排排出，被被吸收后后的煤气气由吸收收塔顶排排出。图图中虚线线右侧为为解吸部部分，在在解收塔塔中，粗粗苯由液液相释放放出来，并并为水蒸蒸汽带出出，经冷冷凝分层层后即可可获得粗粗苯产品品，解吸吸出粗苯苯的洗油油(也称称为贫油油)经冷冷却后再再送回吸吸收塔循循环使用用。吸收塔设设备是气气液接触触的传质质设备，一一般可分分为逐级级接触型型和微分分接触型型两类。板板式塔属属于逐级级接触型型的气液液传质设设备，它它是在塔塔体内按按照一定定距离设设置许多多塔盘，气气体
9、以鼓鼓泡或喷喷射的方方式穿过过塔盘上上的液层层。填料料塔属于于微分接接触型气气液传质质设备，它它是在塔塔体内装装有一定定数量的的填料，填填料的作作用是提提供气液液间的传传质面积积。在塔塔内液体体沿填料料表面下下流，形形成一层层薄膜，气气体沿填填料空隙隙上升，在在填料表表面的液液层与气气体的界界面上进进行传质质过程2。12 吸收设设备的发发展 吸吸收操作作主要在在填料塔塔和板式式塔中进进行，几几种常用用的吸收收塔有填填料塔、湍湍球塔、板板式塔等等。其中中填料塔塔的应用用较为广广泛。 填填料塔的的历史较较久，早早在199世纪中中期已开开始用于于生产，到到20世世纪初，人人们以碎碎石、短短管段等等为
10、填料料用来蒸蒸馏原油油，改进进了原来来的釜式式蒸馏技技术，促促进了石石油工业业的发展展。但由由于当时时对填料料两相的的流动研研究很少少，塔的的优越性性未能全全部发挥挥，故不不久就为为泡罩塔塔所取代代。后来来随着石石油、酸酸碱、肥肥料、石石油化工工等工业业的飞速速发展，人人们对填填料塔的的实践和和认识才才进一步步不断加加深，制制造了多多种形式式的填料料；对填填料塔的的压降和和泛点得得出了较较为可靠靠的关联联式，为为设计和和操作提提供了依依据33。填料塔，它由外外壳、填填料、填填料支承承、液体体分布器器、中间间支承和和再分布布器、气气体和液液体进出出口接管管等部件件组成，塔塔外壳多多采用金金属材料
11、料，也可可用塑料料制造。填料是填填料塔的的核心，它它提供了了塔内气气液两相相的接触触面，填填料与塔塔的结构构决定了了塔的性性能。填填料必须须具备较较大的比比表面，有有较高的的空隙率率、良好好的润湿湿性、耐耐腐蚀、一一定的机机械强度度、密度度小、价价格低廉廉等。常常用的填填料有拉拉西环、鲍鲍尔环、弧弧鞍形和和矩鞍形形填料，220世纪纪80年年代后开开发的新新型填料料如QHH1型型扁环填填料、八八四内弧弧环、刺刺猬形填填料、金金属板状状填料、规规整板波波纹填料料、格栅栅填料等等，为先先进的填填料塔设设计提供供了基础础。塔填料的的研究与与应用已已获得长长足的发发展，鲍鲍尔环、阶阶梯环、莱莱佛厄派派克
12、环、金金属环矩矩鞍等的的出现标标志着散散装填料料朝高通通量、高高效率、低低阻力方方向发展展有新的的突破。规规整填料料在工业业装置大大型化和和要求高高分离效效率的情情况下，倍倍受重视视，已成成为塔填填料的重重要品种种。其中中金属与与塑料波波纹板造造价适中中，抗污污力强，操操作性能能好，并并易于工工业应用用，可作作为通用用填料使使用；栅栅格填料料对液体体负荷和和允许压压降要求求苛刻的的过程十十分有利利，并具具有自净净机能，即即使应用用在污垢垢系统也也能长期期稳定运运转；脉脉冲填料料独特的的结构使使之在大大流量、大大塔径下下也不会会发生偏偏流，极极易工业业放大，从从发展上上看很有有希望。 近近年来，
13、工工程界对对填料塔塔进行了了大量的的研究工工作，主主要集中中在以下下几个方方面：(1) 开发多种种形式、规规格和材材质的高高效、低低压降、大大流量的的填料；(2) 与不同填填料相匹匹配的塔塔内件结结构；(3) 填料层中中液体的的流动及及分布规规律；(4) 蒸馏过程程的模拟拟。 填填料塔的的基本特特点是结结构简单单，压力力降小，传传质效率率高，便便于采用用耐腐蚀蚀材料制制造等。对对于热敏敏性及容容易发泡泡的物料料，更显显出其优优越性。过过去，填填料塔多多推荐用用于0.600.7mm以下的的塔径。近近年来，随随着高效效新型填填料和其其他性能能内件的的开发，以以及人们们对填料料流体力力学，放放大效应
14、应及传质质机理的的深入研研究，使使填料塔塔技术得得到了迅迅速发展展4。1.3吸吸收在工工业生产产中的应应用气体吸收收在化工工生产中中的应用用大致有有以下几几种。 (1) 制备液体体产品 如用用水吸收收HCLL制备盐盐酸，用用水吸收收甲醛蒸蒸汽制福福尔马林林溶液等等，都是是吸收操操作。(2) 净化气体体或精制制气体 如用用水脱除除合成氨氨原料中中的COO2，用用丙酮脱脱除石油油裂解气气中的乙乙炔等，其其目的是是出去气气体中的的有害成成分，便便于气体体在工序序中能顺顺利进行行。(3) 回收有用用物质 工艺艺尾气中中含有一一些有价价值的物物质，通通过吸收收可以为为这些物物质找到到新的用用途，做做到物
15、尽尽其用。(4) 保护环境境 在在排放到到大气的的工艺尾尾气中可可能含有有对人或或其他生生物有害害的物质质，比如如硫的化化合物、氨氨的化合合物等。这这些有害害物质如如果不除除，将造造成环境境污染。通通过吸收收，可以以在排放放前除去去这些有有害物，做做到达标标排放1。第2章 设计计方案2.1吸吸收剂的的选择 吸收操操作的好好坏在很很大程度度上取决决于吸收收剂的性性质。选选择吸收收剂时在在，主要要考虑以以下几点点：(1) 溶解度度大 吸吸收剂对对溶质组组分的溶溶解度越越大，则则传质推推动力越越大，吸吸收速率率越快，且且吸收剂剂的耗用用量越少少，操作作费用较较低。 (2) 选择性性好 吸吸收剂应应对溶质质组分有有较大的的溶解度度，而对对混合气气体中的的其它组组分溶解解度甚微微，否则则不能实实现有效效的分离离。 (3) 挥发性性好 在吸收收过程中中，吸收收尾气往往往为吸吸收剂蒸蒸汽所饱饱和。故故在操作作温度下下，吸收收剂的蒸蒸汽压要要低，以以
