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1、. 化 工 原 理 课 程 设 计题目 水吸收氨气过程填料塔吸收设计 学 院 化学化工学院 专业班级 化学工程与工艺2012级 学生姓名 学生学号 指导教师 2015年1月 20 日 课程设计任务书2014年化工原理课程设计任务书（2）一、 设计题目：水吸收氨过程填料吸收塔的设计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4000、4500、5000、5500、6000、6500、7000、7500、8000、8500、9000、9500、10000 、11000、120003/h（每个学生选择一种处理量；学号：11-25号），其中含氨为5%（体积分数），要求塔顶排放气体
2、中含氨低于0.02%（体积分数）。采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。二、 操作条件（1）操作压力 常压 （2）操作温度 20三、 填料类型选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。四、 工作日每年300天，每天24小时连续运行。 五、 厂址厂址为衡阳地区。 六、 设计内容（1）吸收塔的物料衡算； （2）吸收塔的工艺尺寸计算； （3）填料层压降的计算； （4）液体分布器简要设计； （5）吸收塔接管尺寸计算； （6）绘制吸收塔设计条件图； （7）对设计过程的评述和有关问题的讨论。（七） 设计基础数据20下氨在水中的溶解度系数为H=0.725kmol/( m3.kPa)。要求：1.参照化
3、工原理课程设计教材计算；2.手工绘图，A1图纸；3.打印稿，并交电子稿；4.要列出参考文献指导教师：贺楚华：13974768336 ； QQ邮箱：学号:19号 选择混合气体处理流量8000 m3/h目 录第一章 填料塔主体设计方案的确定-6 1.1装置流程的确定-6 1.2吸收剂的选择-6 第二章 填料的类型与选择-6 2.1填料的类型-6 2.2填料的选择-7第三章填料吸收塔的工艺计算-7 3.1基础物性数据-7 3.1.1液相物性数据 -7 3.1.2气相物性数据-7 3.1.3气液相平衡数据-8 3.2 物料衡算-8 3.3填料塔的工艺尺寸计算-9 3.3.1塔径的计算-9 3.3.2填
4、料规格校核-11 3.4填料层高度的计算及分段-11 3.4.1填料层高度的计算-11 3.4.2填料层的分段-14第四章 塔辅助设备的计算及选型-15 4.1 填料层压降的计算-15 4.2 液体分布器的计算-16 4.2.1液体分布器的选型-16 4.2.2分布点密度计算-16 4.2.3布液计算-16 4.2.4液体再分布装置-17 4.3吸收塔的主要接管尺寸的计算-17 4.5吸收塔的压力降-19第五章设计一览表-19 表1吸收塔的吸收剂用量计算总表-19 表2塔设备计算总表-20 表3填料计算总表-21 第六章 对设计过程的评述和有关问题的讨论-22参考文献-23 主要符号说明1.英
5、文字母 填料层的有效传质比表面积（m/m）填料层的润滑比表面积m/m吸收因数 D塔径;LS液体喷淋密度;DL、DV扩散系数，m/s； 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，mMS混合气体摩尔质量气相传质单元数相平衡常数总压，KPaL液相质量流量，kg/hS气相质量流量,kg/h分压，KPa气体通用常数，kJ/(kmol.K)解吸因子温度，0C空塔速度，m/suF液泛速度，m/sV惰性气体流量，kmol/s混合气体体积流量，m3/s;kL液膜吸收系数 ，kmol/(m2.s.kmol/m3)kG气膜吸收系数，kmol/(m2.s)K
6、G气相总吸收系数，kmol/(m2.s.kpa)KL液相总吸收系数kmol/(m.s)L吸收剂用量kmol/h; kmol/s密度kg/ m2.下标液相的 气相的x溶质组分在液相中的摩尔分率 X溶质组分在气相中的摩尔比 y溶质组分在液相中的摩尔分率 Y溶质组分在气相中的摩尔比 Z填料层高度 第一章 填料塔主体设计方案的确定1.1装置流程的确定本次设计采用逆流操作：气相自塔低进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排出，即逆流操作。逆流操作的特点是：传质平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。工业生产中多采用逆流操作。1.2吸收剂的选择 吸收剂又叫溶剂，吸收过程是依靠气体在吸收剂中的溶
7、解来实现的，因此，选择良好的吸收剂是吸收过程的重要一环选择吸收剂的基本要求:1. 吸收剂应具有较大溶解度，以提高吸收速率减少吸收剂用量，降低输送与再生的能耗。2. 选择性好，吸收剂对混合气体的溶质要有良好的吸收能力，而对其它组分不吸收或吸收甚微。以提高吸收速率，减小吸收剂用量。 3. 操作温度下吸收剂的蒸汽压要低，以为离开吸收设备的气体往往被吸收剂所饱和，吸收剂的挥发度愈大，则在吸收和再生过程中吸收剂损失愈大。4. 粘度要低，以利于传质与输送；有利于气液接触，提高吸收速率。5. 具有较好的化学稳定性及热稳定性，以减少吸收剂的降解和变质，尤其在使用化学吸收剂时。6. 其它，所选用的吸收剂还应满足
8、无毒性，无腐蚀性，不易燃易爆，不发泡，冰点低，廉价易得以及化学性质稳定等要求。按要求用清水作为吸收剂，其廉价易得，物理化学性能稳定，选择性好，且NH3不作为产品，故采用纯溶剂。第二章 填料的类型与选择2.1填料的类型 塔填料（简称为填料）是填料塔的核心构件，它提供了气、液两相相接触传质与传热的表面，其性能优劣是决定填料塔操作性能的主要因素。填料的比表面积越大，气液分布也就越均匀，传质效率也越高，它与塔内件一起决定了填料塔的性质。根据填装方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类。塑料阶梯环特性数据材质外径d，mm外径高厚dH比表面积at，m2/m3空隙率，m3/m3个数n，个/m3堆积密度p，kg/m3干填料因子at/3，m-1填料因子，m-1塑料253850762517.51.43819150301.576373228132.5114.289.950.900.910.9270.92981500272009980342097.857.576.868.4313175.6143.111217611689722.2填料的选择 根据要求选择的填料为散装填料中的塑料聚丙烯DN50阶梯环，所选用的填料主要参数如下： 公称直径：50mm 孔隙率:0.927e
