塔设计计算.docVIP

目录 前 言…………………………………………….…………..…… 一 任务及操作条件………………………………….….………… 二 吸收工艺流程的确定…………………………………………… 三 物料计算………………………………………………………… 四 塔径计算………………………………………………………… 五 填料层高度计算………………………………...……………… 六 填科层压降计算…………………………………………........... 七 填料吸收塔的附属设备……………………….…………..……. 八 课程设计总结………………………………...…………………. 九 主要符号说明……………………………………...…………..... 十 参考文献………………………………………..……………….. 十一 附图…………………………………………………………… ?前 言塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大（2）分离效率高（3）操作弹性大（4）气体阻力小结构简单、设备取材面广等。 塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。板式塔的研究起步较早，具有结构简单、造价较低、适应性强、易于放大。 填料塔由填料、塔内件及筒体构成。填料分规整填料和散装填料两大类。塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、持液量小等优点。一 设计任务书 （1） 题目 水吸收氨的填料吸收塔设计 （2）设计任务和操作条件: (1)生产能力4570㎡/h。 (2)操作温度 20℃ (3)工作日：年工作300天,每天24小时运行. （4）氨的含量4.9% （5）气体混合物成分：空气和氨 (6)混合气体压力：101.3KPa （3） 填料类型 聚丙烯阶梯环填料,规格自选. （4）设计内容 (1)收集基础数据 (2)确定吸收流程 (3)物料衡算，确定塔顶，塔底的气液流量和组成 (4)选择填料，计算塔径，填料层高度，填料的分层，塔高的确定。 (5)流体力学特性的交合：液气速度的求取，喷淋密度的校核，填料层压降p的计算。 (6)液体喷淋装置你，液体再分布器，气体进出口及液体进出口装置，栅板。 （5）典型辅助设备的选型和计算（略） 包括典型辅助设备(换热器及流体输送机械)的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。 （6）制图 （1）绘制带控制点的工艺流程图 （2）绘制主体设备图 可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前使用的环形填料中最为优良的一种。 ( 2.3.4填料规格的选择 本课设处理量不大，所用的塔直径不会太大，可选用50mm 。 选用50mm聚丙烯阶梯环塔填料，其主要性能参数查表2.1得： 比表面积a：114.2 空隙率：0.927 干填料因子： 国内阶梯环特性数据见表。 水： 表面张力为：σL=72.6 dyn/cm=940896 kg/h2 已知20下氨在水中的溶解度系数 亨利系数 相平衡常数 E——亨利系数 H——溶解度系数 Ms——相对摩尔质量 m——相对平衡常数 进塔气相摩尔比为： 出塔气相摩尔比为： 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为：(清水) 混合气体的平均摩尔质量为： 混合气体流量： 惰性气体流量： 最小液气比： 取实际液气比为最小液气比的1.9倍，则可得吸收剂用量为： V——单位时间内通过吸收塔的惰性气体量，kmol/s; L——单位时间内通过吸收塔的溶解剂，kmol/s; Y1、Y2——分别为进塔及出塔气体中溶质组分的摩尔比，koml/koml; X1、X2——分别为进塔及出塔液体中溶质组分的摩尔比，koml/koml; 液气比 经计算该吸收过程为低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。混合气体的黏度可近似取为空气的黏度。 混合气体的密度 采用埃克特泛点关联式计算泛点速度： 气体质量流量： 液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即： 填料总比表面积： 水的黏度 μF——泛点气速，m/s； g——重力加速度，9．81m/s2 at——填料总比表面积，m2／m3 ε——填料层空隙率，m3／m3； ρV,ρL—