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榆 林 学 院 毕业设计（论文）开题报告 题 目 水吸收氨过程填料吸收塔的设计 学生姓名 夏保平 学 号 0706210156 院 (系) 化学与化工学院 专 业 化学工程与工艺 指导教师 刘 侠 报告日期 2011 年 3 月 19 日 毕业设计（论文）题目 水吸收氨过程填料吸收塔的设计 题目来源（请在有关项目下作√记号） 科研 实践 教学 学生自拟 √ 题目类别（请在有关项目下作√记号） 设计 论文 其它 √ 毕业设计（论文）起止时间 2011年3月1日起至2011年 5月 20日（共12周） 一、论文题目：水吸收氨过程填料吸收塔的设计 二、论文研究的目的、意义及依据： 1. 课题研究的目的及意义 2. 课题研究的依据 1.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，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。一个完整的吸收分离过程，包括吸收和解吸两个部分。 2.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。填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。填料塔洗涤吸收净化工艺不单应用在化工领域 ,在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。与板式塔相比新型的填料塔性能具有如下特点：（1）生产能力大；（2）分离效率高；（3）压降小；（4）操作弹性大；（5）持液量小。因此，通过所要求参数所设计的填料塔的吸收，使得塔顶排放气体中含NH低于最高允许排放浓度，达到安全标准！ 三、国内外研究现状： 填料塔是一种应用广泛的气液传质设备，它具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制作等优点[2]，是石油、化工、化纤、轻工、制药及原子能等工业中广泛应用的气液接触传质设备之一。过去,由于其存在着放大效应和壁流效应, 使其应用仅仅局限于小塔上。近年来, 人们进行了大量的研究, 取得了突破性进展, 目前应用的规整填料最大直径可达14～20m, 突破了仅限于小塔的传统观念, 并在现代化工生产中得到更为普遍的应用。目前的研究主要集中在填料、液体分布器和气体分布器等方面。在填料方面。另外, 国内外必威体育精装版的研究表明, 在液液萃取、液气比很大的吸收和高压精馏情况下, 应用散堆填料的操作性能优于规整填料和塔盘。因此在合成氨的气体净化、石油化工和焦化等领域, 散堆填料得到广泛的应用。此外, 反应蒸馏、硫化干燥和超重力分离等领域也在使用散堆填料。例如阶梯短环填(Cascade Mini Ring, CMR)是美国Glitsch公司兼并英国传质公司后大力推广的一种散堆填料, 与其前身阶梯环相比,其高径比从原来的015降到013。这种看似简单的几何特性却是CMR性能优越的关键。大量试验表明, CMR 的性能确实明显优于鲍尔环和筛板塔, 其压降约为拉西环的30% , 传质系数比拉西环大约提高50%。因此, CMR的应用很广泛, 已在近千座工业塔中得到广泛应用。近年来, 我国还引进和吸收了许多高效、先进的散堆填料。如金属矩鞍环( IMTP) 、改进型金属鲍尔环(Hy - PAK) 、金属阶梯环、塑料矩鞍环、共轭环、θ型网填料等, 也较接近理想填料, 比规整填料具有更好的自清理能力, 不易堵塞。散堆填料的研究方向主要集中在以下几个方面: ①散堆填料的自规整化, 如QH型扁环填料与鲍尔环比较, 其重心降低很多, 在塔内装填时, 纵向取向几率要大得多, 因此填料表面的液膜更加均匀, 压降也大幅度地降低, 传质效率提高30% ～50%; ②开发适用于新塔型的散堆填料, 如用于硫化填料塔、旋转填料塔等; ③填料功能复合化, 如Koch - Glitsch公司发明了一种内部填充催化剂的鞍形填料用于反应蒸馏[ 12 ] , 该填料兼有气液传质和催化反应两种特性, 且制造成本低廉; ④对填料表面加以改进以提高传质效率。 四、本文研究的内容： (一) 设计任务：用水吸收空气中混有的氨气 (二)设计条件及操作条件 1. 气体混合物成分：空气和氨 2. 空气中氨的含量: 5.0% （体积含量即为摩尔含量） 3. 混合气体流量9000m3/h 4. 操作温度293K 5. 混合气体压力101.3KPa 6. 回收率99 % 7. 采用清水为吸收剂 8. 填料类型：采用聚丙烯阶梯环填料 (三) 确定设计方案 1．装置流程的确定； 2．吸收剂的选择； 3．填料的类型与选择； 4．基础物性