水吸收氨气填料塔设计.doc

化工原理课程设计 课程名称: _ 化工原理 设计题目: __水吸收空气中氨填料塔的工艺设计____ 院 系: ___化学与生物工程学院__________ 学生姓名: _____王永奇__________ 学 号: ____200907117________ 专业班级: __化学工程与工艺093_ 指导教师: ______张玉洁_________ 化工原理课程设计任务书 设计题目：水吸收空气中的氨填料塔的工艺设计 设计条件 1.生产能力：每小时处理混合气体4500Nm/h； 2.设备型式：填料塔 3.操作压力：101.3KPa 4.操作温度：298K 5.进塔混合气中含氨8%（体积比） 6.氨的回收率为99% 7.每年按330天计，每天24小时连续生产 8.建厂地址：兰州地区 9.要求每米填料的压降都不大于103Pa 设计步骤及要求 1. 确定设计方案 （1）流程的选择 （2）初选填料类型 （3）吸收剂的选择 2.查阅物料的物性数据 （1）溶液的密度、粘度、表面张力、氨在水中的扩散系数 （2）气相密度、粘度、表面张力、氨在空气中的扩散系数 （3）氨在水中溶解的相平衡数据 3.物料衡算 （1）确定塔顶、塔底的气液流量和组成 （2）确定泛点气速和塔径 （3）校核D/d8～10 （4）液体喷淋密度校核：实际的喷淋密度要大于最小的喷淋密度。 4.填料层高度计算 5.填料层压降校核 如果不符合上述要求重新进行以上计算 6.填料塔附件的选择 （1）液体分布装置 （2）液体在分布装置 （3）填料支撑装置 （4）气体的入塔分布 7.计算结果列表（见下表） 设计成果 设计说明书（A4） 内容包括封面、任务书、目录、正文、参考文献、附录 格式必须严格按照兰州交通大学毕业设计的格式打印。 精馏塔工艺条件图（2号图纸）（手绘） 时间安排 （1）第十九周---第二十二周 （2）第二十二周的星期五（7月20日）下午两点本人亲自到指定地点交设计成果，最迟不得晚于星期五的十八点钟。 设计考核 设计是否独立完成； 设计说明书的编写是否规范 工艺计算与图纸正确与否以及是否符合规范 答辩 参考资料 1.《化工原理课程设计》 贾绍义 柴成敬 天津科学技术出版社 2.《现代填料塔技术》 王树盈 中国石化出版社 3.化工原理 夏清 天津科学技术出版社 填料吸收塔设计一览表 参数 符号 单位 计算结果 操作条件 平均压力 平均温度 平均流率 气相 液相 氨的浓度 塔顶 塔底 物性参数 平均密度 气相 液相 平均粘度 平均表面张力 主要工艺结构尺寸 填料的类型 填料的规格 空塔气速 泛点气速 塔径 填料层高度 气膜传质系数 液膜传质系数 总传质系数 压降 操作液气比 最小喷淋密度 实际喷淋密度 1.设计方案简介 用水吸收氨气为提高传质效率，选用逆流吸收流程。对于水吸收氨气的过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料散装填料。在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用聚丙烯阶梯环填料。[1][2] 2．工艺计算 2.1基础物性数据 2.1.1液相物性数据 对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。[1][3]由手册查得，25℃时水的有关物性数据如下： 密度为 粘度为 表面张力为 氨气在水中的扩散系数为 2.1.2 气相物性数据 混合气体的平均摩尔质量为 混合气体的平均密度为 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册得25℃空气的粘度为 查手册得氨气在空气中的扩散系数为 2.1.3相平衡数据 由手册查得，常压下25℃时氨气在水中的亨利系数为[1] 相平衡常数为 溶解度系数为 2.2 物料衡算 进塔气相摩尔比为 出塔气相摩尔比为 进塔惰性气相流量为 该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，即 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为 取操作液气比为 2.3 填料塔的工艺尺寸的计算 2.3.1 采用Eckert通用关联图计算泛点气速 气相质量流量为 液相质量流量可近似