水吸收氨填料吸收塔设计_NNO.docxVIP

内蒙古科技大学本科生课程设计说明书题 目：水吸收氨气的填料吸收塔设计学生姓名：学 号：专 业：化学工程与工艺班 级：10-化工-3-班指导老师：赫文秀绪 论为了避免化学工业产生的大量的含有氨气的工业尾气直接排入大气而造成空气污染，需要采用一定方法对于工业尾气中的氨气进行吸收，本次课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔吸收的方法来净化含有氨气的工业尾气，使其达到排放标准。设计采用填料塔进行吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液传质面积而且填料表面具有良好的湍流状况，从而使吸收过程易于进行，而且，填料塔还具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制造等优点，从而可以使吸收操作过程节省大量人力和物力。 利用混合气体中各组分在同一种液体(溶剂)中溶解度差异而实现组分分离的过程称为气体吸收是一种重要的分离操作，它在化工生产中主要用来达到以下几种目的。(1) 分离混合气体以获得一定的组分。(2) 除去有害组分以净化气体。(3) 制备某种气体的溶液。本次课程设计最主要的目的是使我们对化工原理有一定的感性和理性认识；对水吸收氨等方面的相关知识做进一步的理解；培养和锻炼我们的思维实践能力，使我们的理论知识与实践充分地结合，能自主分析问题和解决问题。目 录1 设计方案的确定11.1 流程选择及说明11.2 吸收剂的选择22 填料的选择42.1填料性能评价42.2装填类型的选择42.2.1 规整填料52.2.2 散装填料53 工艺计算93.1 气液平衡93.1.1 非等温吸收的热量衡算93.1.2 平衡关系的确定103.2 物料衡算123.2.1 吸收剂用量133.3 操作线的计算143.3.1 操作线温度的计算143.3.2 操作线方程的确定143.4 塔径计算153.4.1 泛点率校核：173.4.2 液体喷淋密度校核173.5 填料层高度的计算183.5.1 传质系数的计算203.5.2 填料层压降计算224 填料吸收塔附件设计及选型254.1 液体分布装置254.2 填料支撑装置264.3 辅助设备的选型274.3.1 管径的计算274.3.2 泵的选型285 设计一览表30参考文献31课程设计心得321 设计方案的确定1.1 流程选择及说明 吸收装置的流程主要有以下几种：(1) 逆流操作 气相自塔底进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排出，此即逆流操作。逆流操作的特点是传质平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。工业生产中多用逆流操作。 (2) 并流操作 气、液两相均从塔顶流向，此即并流操作。并流操作的特点是，系统不受液流限制，可提高操作气速，以提高生产能力。并流操作通常用于以下情况：当吸收过程的平衡曲线较平坦时，流向对推动力影响不大；易溶气体的吸收或处理的气体不需吸收很完全；吸收剂用量特别大，逆流操作易引起液泛。 (3) 吸收剂部分再循环操作 在逆流操作系统中，用泵将吸收塔排除液体的一部分冷却后与补充的新鲜吸收剂一同送回塔内，即为部分再循环操作。通常用于以下操作：当吸收剂用量较小，为提高塔的液体喷淋密度;对于非等温吸收过程，为控制塔内的温升，需取出一部分热量。该流程特别适宜于相平衡常数m值很小的情况，通过吸收液的部分再循环，提高吸收剂的使用效率。应当指出，吸收剂部分再循环操作较逆流操作的平均推动力要低，且需设置循环泵，操作费用增加。 (4) 多塔串联操作 若设计的填料层高度过大，或由于所处理物料等原因需经常清理填料，为便于维修，可把填料层分装在几个串联的塔内，每个吸收塔通过的吸收剂和气体量都相等，即为多塔串联操作。此种操作因塔内需留较大空间，输液、喷淋、支撑板等辅助装置增加，使设备投资加大。 (5) 串联-并联混合操作 若吸收过程处理的液量很大，如果用通常的流程，则液体在塔内的喷淋密度过大，操作气速势必很小（否则易引起塔的液泛），塔的生产能力很低。实际生产中可采用气相作串联、液相作并联的混合流程；若吸收过程处理的液量不大而气相流量很大时，可采用液相作串联、气相作并联的混合流程。 几种常见的吸收过程如下图所示：并流 (b)逆流图2-1 吸收流程 用水吸收属高溶解度的吸收过程，为提高传质效率和分离效率，所以，本设计 选用逆流吸收流程。该填料塔中，氨气和空气混合气体，经由填料塔的下侧进入填料塔中，与从填料塔顶流下的水逆流接触，在填料的作用下进行吸收。1.2 吸收剂的选择 吸收过程是依靠气体溶质在吸收剂中的溶解来实现的，因此，吸收剂性能的优劣，是决定吸收操作效果的关键之一，选择吸收剂时应着重考虑以下几方面。 (1) 溶解度 吸收剂对溶质组分的溶解度要大，以提高吸收速率并减少吸收剂的用量。 (2) 选择性 吸收剂对溶质组分要有良好的吸收能力，而对混合气体中其他组分不吸收或吸收甚微，否则不能直接实现有效分离。 (3) 挥发