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1、电信工程系毕业设计（论文）学生自拟课题审批表学生姓名班级1届数 专业（专业方向）精细化学品生产技术选题名称填料塔的设计选题理由及准备情况： 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。它是化工企业中最常见的气液传质设备之一。而填料塔内件及工艺流程又是填料塔技术发展的关键。聚丙烯材料填料作为塔填料的重要一类，在化工上应用较为广泛，与其他材质的填料相比，具有质轻、价廉、耐腐蚀、不容易破碎及加工方便等优点，但明显的缺点是表面润湿不足。学生签名： 2014年8 月 1 日指导教师意见： 指导教师签名：年 月 日辅导工具a江苏联合职业技术学院江苏省惠山中等专业学校（办学点）毕业设计（论文）任务
2、书设计课题 填 料 吸 收 塔 的 设 计 系 部 电 信 工 程 系 专 业 精细化学品生产技术 年 级 班 级 姓 名 学 号 指导教师 职 称 2014年 4月 2 3 日辅导工具a毕业设计（论文）任务书 精细化学品生产技术 专业 G1051 教学班课题名称填 料 吸 收 塔 的 设 计毕业论文（设计）起始时间2009年 9 月 1 日 至 2010年 10 月 30 日指导教师职称学生姓名学号任务下达时间2014年8月25日课题内容： 填 料 吸 收 塔 的 设 计课题任务的具体要求：1、流程布置与说明2、工艺过程的计算3、填料的选择4、填料塔工艺尺寸的确定拟定的工作进度（以周为单位）
3、：2014年5月28：学生开始毕业设计，指导老师审核开题报告2014年9月10号：学生对毕业设计进行中期汇报，系部组织老师对毕业设计进行中期检查（周五）2014年10月10号：学生完成毕业论文初稿2014年10月15号：成立系答辩委员会，布置毕业答辩各项工作2014年10月19号：学生完成毕业论文终稿；教师完成对论文的评阅；组织学生进行毕业论文答辩主要参考文献：1、化工原理 王振中主编 化学工业出版社20052、化工单元操作及设备 冷士良主编 化学工业出版社2007 3、化工单元过程课程设计 王明辉主编 化学工业出版社2001 任务下达人（签字）： 日期： 年 月 日任务接受人（签字）： 日期
4、： 年 月 日辅导工具a吸收塔课程设计摘要：氨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，因此，为了避免化学工业产生的大量的含有氨气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氨气进行吸收，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吸收的方法来净化含有氨气的工业尾气，使其达到排放标准。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
5、。引言：填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的汽液传质设备。填料塔于19世纪中期已应用于工业生产，此后，它与板式塔竞相发展，构成了两类不同的汽液传质设备。填料塔属于连续接触式的汽液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。与板式塔相比，填料塔具有以下特点：生产能力大。分离效率高。压力降小。持液量小。操作弹性大。但是，填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效的润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太合适等。因此，在选择塔的类型时，应根据分离物系的具体情况和操作所追求的目标综
6、合考虑上述各因素。填料的种类很多，根据装填方式不同，可分为散装填料和规整填料两大类。散装填料中较为典型的有拉西环填料、鲍尔环填料、阶梯环填料、弧鞍填料、矩鞍填料、金属环矩鞍填料、球形填料。工业上常用的规整填料有格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。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。目录第一章设计任务和条件51.1 设计任务51.2 操作条件5第二章设计方案的确定和流程说明62.1 设计方案的确定62.1.1吸收剂的选择62.1
7、.2 设计方案的流程说明7第三章吸收塔的物料衡算83.1 基础物性数据8第四章吸收塔的工艺尺寸计算104.1 填料塔的工艺尺寸的计算104.1.1塔径的计算10 4.1.2填料层高度计算11 4.1.3填料层压降计算13 4.1.4吸收塔接管口径的计算14第五章辅助设备计算选型165.1液体分布器的选择185.2设计一览表17第六章对本设计的评价18附录19参考文献21致谢22辅导工具a第一章 设计任务和条件1.1设计任务 1.设计方案简介：工程概况试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为3.8万Nm3/h，其中含氨为5.2%（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0
8、.025%（体积分数）1.2操作条件（1）混合气（空气+ 氨）处理量：100000m3/h；（2）混合气的温度：30（3）进塔混合气中氨的体积分数：0.02%；（4）进塔吸收剂（清水）温度：20；（5）操作压力：常压。（6）操作温度:20。（7）工作日:每年300天，每天24小时连续运转。（8）厂址:江苏 辅导工具a第二章 设计方案的确定和流程说明2.1设计方案的确定2.1.1吸收剂的选择吸收过程是依靠气体溶质在吸收剂中的溶解来实现的，因此吸收剂性能的优劣，是决定吸收操作效果的关键之一，选择吸收剂时应着重考虑以下几个方面：溶解度：吸收剂对溶质组分的溶解度要大。以提高吸收速率并减少吸收剂的需用量
9、。选择性：吸收剂对溶质组分要有良好地吸收能力，而对混合气体中的其他组分不吸收或吸收甚微，否则不能直接实现有效的分离。挥发度要低：操作温度下吸收剂的蒸汽压要低，以减少吸收和再生过程中吸收剂的挥发损失。粘度：吸收剂在操作温度下的粘度越低。其在塔内的流动性越好，有助于传质速率和传热速率的提高。其他：所选用的吸收剂应尽可能满足无毒性、无腐蚀性、不易燃易爆、不发泡、冰点低、价廉易得以及化学性质稳定等要求。因为设计要求用水做吸收剂，故采用纯溶剂。 辅导工具a2.1.2设计方案的流程说明 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，在填料的作用下进行吸收。经吸
10、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。（如下图所示）辅导工具a第三章 吸收塔的物料衡算3.1基础物性数据试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为3.8万Nm3/h，其中含氨为5.2%（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0.025%（体积分数）空气和水的物性常数如下：空气：。H=0.725kmol/(m3.kPa)混合气体的平均摩尔质量为：混合气体流量：混合气体流量：最小液气比：取实际液气比为最小液气比的1.5倍，则可得吸收剂用量为：辅导工具a液气比：辅导工具a第四章 填料塔的工艺尺寸 采用散装填料，并使用综合性能较好的金属环矩鞍填料，而且工业
11、应用普遍，实践性能好。对于本吸收，由于吸收量大，估计所需的塔径较大，塔高也较高，环矩鞍无论在直径比上，还是填料分段高度上都有很好的选择性。4.1填料塔的工艺尺寸的计算4.1.1塔径的计算混合气体的密度：采用贝恩-霍根泛点关联式计算泛点速度：UF=6.89m/s取泛点率为0.6，即u=0.6*6.89=4.134m/s圆整塔径，取D=1.9m选用金属换矩鞍散装填料辅导工具a4.1.2填料层高度计算参照化学工程手册，选择公称直径为76mm的金属环矩鞍。主要特性如下：比表面积a=57.6*m3 空隙率=97%干填料因子=63m1填料层的计算查表知（注2），0，101.3kpa下，NH3在空气中的扩散系数D。=0.17cm2/s液相扩散系数DL=1.80*10m2/s液体质量通量为11487.2kg/（m2.h）气体质量通量为17115.58kg/（m2.h）脱吸因数为S=0.6702所以气相总传质单元数为：气相总传质单元高度采用修正恩田关联式计算：查表5-13（注1）知，所以，气膜吸收系数由下式计算：查手册可知（注2）：氨气在空气中的扩散系DV=0.06804m2/h混合气体的黏度可近似取为空气的黏度:Uv=0.065kg/(m.h)辅导工具a液膜吸收系数由下式计算：查表得：则=0.6020.5得到所以Z=1.25*12.686
