唐名扬填料塔设计..docVIP

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唐名扬填料塔设计.

过程工程原理课程设计 题 目 氨气 填料吸收塔设计 姓 名 唐名扬 学 号 3130519072 专业班级 2013级化学工程与工艺 131 班 指导教师 危 凤 分 院 生物与化学工程学院 完成日期 2016 年 4 月 5 日 过程工程原理课程设计任务书 学生姓名__ 学号______专业班级_20级班 1.设计题目:吸收氨过程填料塔的设计 设计一座填料吸收塔,用于脱除气中的。混合气处理量m3/h,其中含氨体积分数,要求塔顶排放气中含氨低于体积分数。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)吸收塔物料衡算; ? (2)吸收塔工艺尺寸计算; ? (3)填料层压降计算; ? (4)液体分布器简要设计; ? (5)吸收塔接管尺寸计算; (6)绘制生产工艺流程图; ? ()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。 1 设计方案简介图1 鲍尔环 聚丙烯阶梯环填料是对鲍尔环的改进,与鲍尔环比,阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少,使得气体绕填料外壁的平均路径缩短,减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度,而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主,这样不但增加了填料间的空隙,同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点,可以促进液膜的表面更新,有利于传质效率的提高。 图2 阶梯环 属鞍形填料的一种,其形状如同马鞍,一般采用瓷质材料制成。弧鞍填料的特点是表面全部敞开,不分内外,液体在表面两侧均匀流动,表面利用率高,流道呈弧形,流动阻力小。其缺点是易发生套叠,致使一部分填料表面被重合,使 传质效率降低。弧鞍填料强度较差,容破碎,工业生产中应用不多。 图3 弧鞍填料 海尔环填料是用聚丙烯注塑成型的一种新型开孔填料,它最早是在国外被开发出来的。后来我国对这种填料进行了研究,并且成功的地开发出国产海尔环填料。聚丙烯海尔环的独特造型,使它不仅具有通量大,压降低,耐腐蚀及抗撞击性能好等优点以外,还具有填料间不会嵌套,壁流效应小和气液分布均匀等优点。这种填料适用于气体吸收、冷却及气体净化等过程。 图4 海尔环填料 对于水吸收氨的过程,操作温度及操作压力较低,工业上通常采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DN38聚丙烯阶梯环填料。阶梯环是对鲍尔环的改进,与鲍尔环相比,阶梯环的高度减少了一半,斌仔一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少,使得气体绕填料外壁的半径路程大为缩短,减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料间的空隙,同时成为了液体沿填料表面流动的汇聚分散点,可以促进膜的表面更新,有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性优于鲍尔环,成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。 1.5初步流程图 图5 氨气吸收塔的初步流程图 水吸收氨气吸收塔初步流程图如上图,利用鼓风机将需要吸收的氨气由图中所示位置鼓如吸收塔内,同时离心泵抽出的清水从塔顶由喷淋的方式喷洒,在吸收塔内以逆流进行气液接触,达到吸收的目的。同时塔顶、塔底取样,测量氨的含量,并在各个入口处测量温度,以便进行衡算分析。 2? 工艺计算基础物性数据 液相物性数据 ×10-3N/m=940896kg/h2 氨在水中的扩散系数DL=2.04×10-9m2/s=7.344×10-6m2/h 2.1.2 气相物性数据? ×17+0.95×29=28.4g/mol 混合气的平均密度 ρv= 混合气体的黏度课近似的取为空气的黏度,查手册得20℃空气的黏度为 μv=1.81×10-5Pa.s=0.065kg/(m×h) 查手册得氨在0℃.101.3kPa空气中的扩散系数为 0.17cm2/s 根据关系式换算出20℃是空气中的扩散系数: Dv==0.189cm2/s=0.06804m2/h 2.1.3 气液相平衡数据? =76.3/101.3=0.7532 溶解度系数 H===0.7268 2.1.4 物料衡算 图6 物料

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