本科毕业设计__化工原理课程设计清水吸收变换气的填料塔装置设计.docVIP

化工原理课程设计 指导教师：张先龙 目录 一、摘要 2 二、合成氨工艺 2 三、填料吸收塔设计资料总结 3 3.1、填料塔简介 3 3.1.1、概念 4 3.1.2、填料塔的结构 4 3.1.3、填料塔的特性 5 3.1.4、填料塔的工作原理 5 3.2、填料塔的流程操作 6 3.2.1、逆流操作 6 3.2.2、并流操作 6 3.2.3、单塔或多塔串联操作 7 3.3、填料类型及特点 7 3.4、填料塔的辅助构件（塔内件） 10 3.4.1、液体分布器 10 3.4.2、液体再分布器 12 3.4.3、填料支承装置 12 3.4.4、除沫器 13 3.4.5、填料压板与床层限制板 13 3.4.6、气体的进出口装置与排液装置 13 四、填料塔工艺尺寸的计算 14 4.1、基础物性数据 14 4.1.1、液相物性数据 14 4.1.2、气相物性数据 14 4.2、气液平衡曲线 17 4.3、最小液气比及吸收剂用量计算 17 4.4、塔径计算 18 4.5、填料层高度计算 20 4.5.1、传质单元数 20 4.5.2、传质单元高度 20 4.5.3、液相传质系数 22 五、压降 23 5.1、填料层压降 23 六、辅助设备及选型 24 6.1、分布点密度计算 24 6.2、液体喷淋装置 25 6.3、液体再分布器 25 6.4、填料支承装置 26 6.5、塔顶除沫器 26 6.6、吸收塔接管尺寸计算 27 6.7、离心泵的选型 28 七、材料选择及塔总高计算 29 7.1、吸收塔体选择 29 7.1.1、吸收塔材料 29 7.1.2、壁厚的计算 29 7.2、封头的选择 30 7.2.1、封头的选型 30 7.2.2、封头材料 31 7.2.3、封头壁厚的计算 31 7.3、塔支座的选择与焊接 32 7.4、塔总高计算 32 八、工艺流程及塔设备的PID图 33 九、设计一览表 34 十、收获、感悟及总结 35 十二、参考文献 37  课程设计任务书 设计题目：清水吸收变换气的填料塔装置设计 设计任务及条件： （1）生产能力：进入系统的变换气为:1260(标准状况) （2）变换气的组成（体积）： 组分 进塔气体，（Vol%） 27.4 2.5 47.8 22.3 （3）塔顶出口净化气体中二氧化碳＜1%（体积） （4）吸收温度为30℃，连续操作 （5）操作压力 设计内容 （1）流程的确定与论证； （2）吸收塔技术指标与操作指标确定，包括：塔径、填料层的高度、填料层的压力降等： （3）工艺计算、结构设计； （4）辅助设备的选型； 设计成果 （1）设计说明书一份 （2）工艺流程图的 （3）填料吸收塔的装配图 一、摘要 本次我们课程设计的任务是处理变换气量1260m3/h的填料吸收塔的设计。首先，我们确定所设计的吸收塔在特定化工工艺中的作用，并对整个工艺进行分析总结，其次熟悉填料塔的结构和功能，填料的类型和选择，填料塔设计的方法和技术要求，并查阅了在填料塔设计中经常出现的问题，尽量在设计中避免这些问题。最后，根据生产任务和操作条件，进行物料衡算，确定填料吸收塔的工艺尺寸以及一些辅助设备的选型。经验算校核后，我们选择逆流吸收为操作方式，并选用塑料阶梯环做填料，填料塔工艺尺寸为，塔径0.9米，填料层高度为7.53米，塔高9.41米。经过设计和计算，选用的辅助设备为溢流盘式分布器、槽式再分布器、丝网除沫器等。 关键词：变换气、清水、吸收塔、校核优化 二、合成氨工艺 氨是最为重要的基础化工产品之一,其产量居各种化工产品的首位，主要用于农业,合成氨是氮肥工业的基础,氨本身是重要的氮素肥料,其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种铵盐肥料。以天然气为原料合成氨在工业上大致分为三个部分，原料气的脱碳转化、净化和合成。此次我们设计就是将合成氨过程中的变换气进行净化的填料吸收塔的设计。 吸收变换气二氧化碳的前一工段，粗合成气由脱硫后的原料天然气中的碳氢化合物进入转化炉中的一段，在一段部分转化，接着进入二段转化炉中进一步转化。转化气再进入变换系统，一氧化碳与蒸汽反应生成氢和二氧化碳，我们要做的就是将净化变换气中的二氧化碳。 变换气组成，一般天然气为原料为H2：54.5%、CH4：1.91% 、CO：2.87% 、CO2：12.38%、H2O：28.24%、 N2：0.09%，还有其它如未反应完全的C2H6、C3H8、O2等等。变换气进一步将水冷却并排掉，再进一步分离可以得到纯的H2,CO,CO2，下一步的关联产品主要有合成氨，甲醇，氨加工