化工课程设计林梦迪氨吸收塔张艳辉..docVIP

过程工程原理课程设计 题 目处理量为3.5万Nm3/h的氨空混合物 吸收塔设计 姓 名 林梦迪 　　 学 号 3100501072 　　 专业班级 化学工程与工艺101班 　　 指导教师 张 艳 辉 　　 学 院 生物与化学工程分院 　　 完成日期 2013年 4月9 日 过程原理课程设计任务书1.设计题目：吸收氨过程填料塔的设计 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万m3/h，其中含氨为%（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0.0%（体积分数）。 2．操作条件 ? （1）操作压力? 常压 ?? （2）操作温度? ?20℃ ．工作日 ?每天24小时连续运行。 ．厂址 ?地区 ．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）吸收塔接管尺寸的计算； ? （6）绘制生产工艺流程图； ? （7）绘制吸收塔设计图； ? （9）对设计过程的评述和有关问题的讨论。 ．设计基础数据 20℃下氨在水中的溶解度系数为H=0.725kmol/(m3.kPa)。目??? 录 设计方案简介 ? 工艺计算 基础物性数据 液相物性的数据 ?????????????????????????????? 气相物性数据? 2.1.3 气液相平衡数据?物料衡算2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 塔径的计算 2.2.填料层高度计算 填料层压降计算 辅助设备的计算及选型 设计一览表 对本设计的评述? 参考文献 主要符号说明 附图（带控制点的工艺流程简图、主体设备设计图） 国内阶梯环特性数据见表 2物性数据 2.1.1 液相物性的数据 水： 密度 =998.2 kg/m3 粘度 =0.001 Pa·s=3.6 kg/(m·h) 表面张力 =73 dyn/cm=940 896 kg/h2 NH3在水中的扩散系数为=0.04×17+0.96×29=28.52 g/mol 混合气体的平均密度 =101.3*28.52/(273+20)/8.314=1.186kg/m3 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查书[2]得20℃空气的粘度为: 查书[2]得NH3在空气中的扩散系数为 2.1.3 气液相平衡数据? 查表知，20℃下氨在水中的溶解度系数：H=0.725kmol/(m3·kPa) 亨利系数：=76.38KPa 相平衡常数： 2.1.4 物料衡算 进塔气相摩尔比 =0.042 出塔气相摩尔比 Y2==0.0002 进塔惰性气相流量 G=1397.61 吸收过程属于低浓度吸收，最小液气比可按下式计算 对于纯溶剂的吸收过程，进塔液相组成为： X2=0 取液气操作比为1.5 =1.125 L=G1.125=1397.611.125=1572.31kmol/h 塔底吸收液组成： X= 2.2填料塔的工艺尺寸的计算 2.2.1 塔径的计算 *注（条件所给为0℃下的体积流量，需转化为20℃下的流量，即3.5万化为32610m3/h） 采用Eckert通用关联图计算泛点气速 气相的质量流量 =32610×1.186=38675kg/h 液相的质量流量（可以近似用纯水的流量计算） =1572.31×18.02=28333kg/h 采用埃克特泛点关联式计算泛点速度： 即：其中，空隙率和比表面积值在表1.1中均可查得。且粘度已知。 K取值可由表2.1[2] 2.1不同类型填料的A、K值 A K 规整填料类型 A K 塑料鲍尔环 0.0942 1.75 金属阶梯环 0.106 1.75 金属鲍尔环 0.1 1.75 瓷矩鞍 0.176 1.75 塑料阶梯环 0.204 1.75 金属环矩鞍 0.06225 1.75 取泛点率为0.8，即 则 圆整后取 D=2.0m。 泛点率校核： （对于散装填料，其泛点率的经验值为） 填料规格校核： 在允许范围内 液体喷淋密度校核：根据一些经验值，d＜75mm 散装填料的最小润湿速率(MWR)可取最小润湿速率 所以 经以上校核可知，填料塔直径选用合理。 2.2.2填料层高度的计算 液体质量通量为 气体质量通量为 脱吸因数为： 气相总传质单元数为： 气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算： 不同材质的бc值见表2