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1、.WD.河南城建学院化学化工系?化工原理?课程设计指导教师：学生姓名：班级学号：201年月一、?化工原理?课程设计目的、任务1. 培养学生查阅资料选用公式和搜索数据的能力2. 培养学生在填料吸收塔、精馏塔设计时，既考虑技术上的先进性和可行性，又考虑经济上的合理性并注意操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想。3. 培养学生能迅速准确的对填料塔进展工艺设计计算的能力4. 培养学生能用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力二、设计任务碳酸丙烯脂PC脱出CO2气体填料吸收塔设计三、设计条件1、混合气变换气处理量： 45000 Nm3/h2、进塔混合气体成分： 原始数据表均为体积%，下同)3、进
2、塔吸收剂碳酸丙烯酯PC入塔浓度，自定；4、气液两相的入塔均选定为：305、出塔净化气中CO2浓度0.6%6、操作压力：1.6MPa原始数据表进塔混合气体成分/体积%混合气处理量(Nm3/h)CO2 30, CO 1.3, H2 46.2, N2 22.545000四、根基数据1.碳酸丙烯酯PC的物理性质正常沸点，蒸汽压133.32-1Pa粘度，mPas分子量20430382050102.090.10.242.761.62温度，015254055kg/m3122412071198118411692.比热计算式 3.CO2在碳酸丙烯酯PC中的溶解度温度t，2526.737.84050亨利系数E10
3、1.3-1kPa81.1381.7101.7103.5120.84.CO2在碳酸丙烯酯PC中的溶解热可近似按下式计算以表示5.其他物性数据可查化工原理附录五、?化工原理?课程设计主要内容1、工艺及设备设计1设计方案和工艺流程的说明2填料吸收塔的工艺计算；吸收剂用量求取：最小吸收剂用量，吸收剂用量；操作线方程；填料塔径求取：选择填料，液泛速度，空塔气速，塔径及圆整，最小润湿速度求取及润湿速度的选取，塔径的校正；传质单元高度的求取；传质单元数的求取；填料层高度；单位填料层压降的求取；吸收塔高度计算；液体分布；再分布及分布器的选型；填料吸收塔的工艺流程图；3填料吸收塔设备设计 填料吸收塔附属构造的选
4、型与设计； 全塔高度：包括上、下封头，裙座高度。 2、制图 包括工艺流程图、设备图。 3、编写设计说明书六、?化工原理?课程设计说明书的要求 本课程的设计任务要求学生做设计说明书一份、图纸两张。各局部的具体要求如下： 1、设计说明书内容与顺序 1标题页：用粗体字写明设计题目； 2设计任务书； 3绪论：设计任务的意义、设计结果简述； 4装置流程图及其说明；5装置的工艺计算：物料余热量衡算，主要设备尺寸计算；6主要设备的材料选择；7完毕语：对本设计的总结、收获、改进和建议等；8文献一览。说明书必须书写工整、图文清晰。所有公式必须写明编号，符号必须注明意义和单位。2、设计图纸要求：1流程图 本设计要
5、求画“生产装置工艺流程图一张，图纸大小为A3。本图应表示出装置或单元设备中所有的设备和机器，以线条和箭头表示物料流向，并以引线表示物料的流量、温度和组成等。设备以细实线画出外形并简单表示内部构造特征，大致说明各设备的相对位置。设备的位号、名称注在相应设备图形的上方或下方，或以引线引出设备编号，在专栏中注明个设备的位号、名称等。管道以粗实线表示，物料流向以箭头表示流向习惯为从左向右。辅助物料如冷却水、加热蒸汽等的管线以较细的线条表示。2设备图本设计要求画主要设备详图一张，图纸大小为A2。表示其构造形式、尺寸表示设备特性的尺寸，如圆筒形设备的直径等、技术特性等。设备图 基本内容有： 视图：一般用主
6、正视图、剖面图或俯视图表示主要设备构造形状； 尺寸：图上应注明设备直径、高度以及表示设备总体大小和规格的尺寸； 技术特性表：列出设备操作压力、温度、物料名称、设备特性等； 标题栏：说明设备名称、图号、比例、设计单位、设计人、审校人等。图纸要求：投影正确、布置合理、线型标准、字迹工整。一、?化工原理?课程设计目的、任务1. 培养学生查阅资料选用公式和搜索数据的能力2. 培养学生在填料吸收塔、精馏塔设计时，既考虑技术上的先进性和可行性，又考虑经济上的合理性并注意操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想。3. 培养学生能迅速准确的对填料塔进展工艺设计计算的能力4. 培养学生能用简洁的文字清晰的图表来
7、表达自己设计思想的能力二、设计任务碳酸丙烯脂PC脱出CO2气体填料吸收塔设计三、设计条件1、混合气变换气处理量： 45000 Nm3/h2、进塔混合气体成分： 原始数据表均为体积%，下同)3、进塔吸收剂碳酸丙烯酯PC入塔浓度，自定；4、气液两相的入塔均选定为：305、出塔净化气中CO2浓度0.6%6、操作压力：1.6MPa原始数据表进塔混合气体成分/体积%混合气处理量(Nm3/h)CO2 30, CO 1.3, H2 46.2, N2 22.545000四、根基数据1.碳酸丙烯酯PC的物理性质正常沸点，蒸汽压133.32-1Pa粘度，mPas分子量20430382050102.090.10.2
8、42.761.62温度，015254055kg/m3122412071198118411692.比热计算式 3.CO2在碳酸丙烯酯PC中的溶解度温度t，2526.737.84050亨利系数E101.3-1kPa81.1381.7101.7103.5120.84.CO2在碳酸丙烯酯PC中的溶解热可近似按下式计算以表示5.其他物性数据可查化工原理附录五、?化工原理?课程设计主要内容 1、工艺及设备设计1设计方案和工艺流程的说明2填料吸收塔的工艺计算；吸收剂用量求取：最小吸收剂用量，吸收剂用量；操作线方程；填料塔径求取：选择填料，液泛速度，空塔气速，塔径及圆整，最小润湿速度求取及润湿速度的选取，塔径
9、的校正；传质单元高度的求取；传质单元数的求取；填料层高度；单位填料层压降的求取；吸收塔高度计算；液体分布；再分布及分布器的选型；填料吸收塔的工艺流程图；3填料吸收塔设备设计 填料吸收塔附属构造的选型与设计； 全塔高度：包括上、下封头，裙座高度。 2、制图 包括工艺流程图、设备图。 3、编写设计说明书六、?化工原理?课程设计说明书的要求 本课程的设计任务要求学生做设计说明书一份、图纸两张。各局部的具体要求如下： 1、设计说明书内容与顺序 1标题页：用粗体字写明设计题目； 2设计任务书； 3绪论：设计任务的意义、设计结果简述； 4装置流程图及其说明；5装置的工艺计算：物料余热量衡算，主要设备尺寸计
10、算；6主要设备的材料选择；7完毕语：对本设计的总结、收获、改进和建议等；8文献一览。说明书必须书写工整、图文清晰。所有公式必须写明编号，符号必须注明意义和单位。2、设计图纸要求：1流程图 本设计要求画“生产装置工艺流程图一张，图纸大小为A3。本图应表示出装置或单元设备中所有的设备和机器，以线条和箭头表示物料流向，并以引线表示物料的流量、温度和组成等。设备以细实线画出外形并简单表示内部构造特征，大致说明各设备的相对位置。设备的位号、名称注在相应设备图形的上方或下方，或以引线引出设备编号，在专栏中注明个设备的位号、名称等。管道以粗实线表示，物料流向以箭头表示流向习惯为从左向右。辅助物料如冷却水、加
11、热蒸汽等的管线以较细的线条表示。2设备图本设计要求画主要设备详图一张，图纸大小为A2。表示其构造形式、尺寸表示设备特性的尺寸，如圆筒形设备的直径等、技术特性等。设备图 基本内容有： 视图：一般用主正视图、剖面图或俯视图表示主要设备构造形状； 尺寸：图上应注明设备直径、高度以及表示设备总体大小和规格的尺寸； 技术特性表：列出设备操作压力、温度、物料名称、设备特性等； 标题栏：说明设备名称、图号、比例、设计单位、设计人、审校人等。图纸要求：投影正确、布置合理、线型标准、字迹工整。目录一、设计依据：1二、根基数据21.CO2在碳酸丙烯酯PC中的溶解度22.PC密度与温度的关系33.PC蒸汽压的影响4
12、4.PC的粘度45.工艺流程确定4三、物料衡算51.各组分在PC中的溶解量52.雾沫夹带量Nm3/m3PC53.溶液带出的气量Nm3/m3PC64.出脱碳塔进化气量：65.计算PC循环量：66.验算吸收液中CO2残量为0.15 Nm3/m3PC时净化气中CO2的含量77.出塔气体的组成：78.计算数据总表7四、热量恒算91.混合气体的定压比热容92.液体的比热容93.CO2的溶解热104.出塔溶液的温度105.最终的衡算结果汇总11五、设备的工艺与构造尺寸的设计计算121求取塔径132.核算操作气速133. 核算径比134.校核喷淋密度13六、填料层高度的计算14七、填料层的压降23八、附属设
13、备及主要附件的选型23九、设计概要表25十、设计评价及总结26参考文献26一、设计依据：无论是以固体原料或以烃类原料制氨，经CO变换后得粗原料气中均含有一定数量的CO2；某些用于制取合成氨原料气的含烃气体如天然气焦炉气等本身就含有较多的CO2为了将原料气加工成纯洁的H2和N2，必须将这些CO2从粗原料气中除去。此外，CO2还是生产尿素,纯碱,碳铵等产品的原料,而且还可以将其加工成干冰用于其他部门。因此，从粗原料气中别离并回CO2收尤为重要。工业上把脱除的过程称为“脱碳。目前工业脱碳的方法很多，其中碳酸丙烯酯PC脱碳在中小合成氨厂被广泛采用，现针对碳丙脱碳塔进展物热衡算，为碳丙脱碳塔的工艺构造设计作准备。吸收是利用各组分溶解度的不同而别离气体混合物的操作。混合气体与适当的液体接触，气体中的一个或几个组分便溶解于液体中而形成溶液，于是原组分的一别离。对与此题中的易溶气体是CO2 。二、根基数据依题意,变换气处理量：V = 45000 Nm3/h变换气组成及分压如下表所示：进塔变换气CO2COH2N2合计体积百分数,%301.346.222.5100组分分压，MPa0.4800.0210.7390.3601.600组分分压，kgf/cm24.8980.2147.5503.67016.331. CO2在碳酸丙烯酯PC中的溶解度温度t，2526.737.
