水吸收氨過程填料吸收塔設(shè)計(jì).docx

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 徐州工程學(xué)院食品（生物）工程學(xué)院食品工程原理課程設(shè)計(jì) 題目：水吸收氨的課程設(shè)計(jì)專 業(yè)： 班 級： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 水吸收氨過程填料吸收塔設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)題目 試設(shè)計(jì)一座填料吸收塔，用于脫出混于空氣中的氨氣?；旌蠚怏w的處理量為6000 m3/h，其中含氨為5%（體積分?jǐn)?shù)），要求塔頂排放氣體中含氨低于0.02%（體積分?jǐn)?shù)）。采用清水進(jìn)行吸收，吸收劑的用量為最小用量的1.5倍。操作條件 操作壓力 常壓 操作溫度 20填料類型 選用聚丙烯階梯環(huán)填料，填料規(guī)格自選工作日 每年300天，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行廠址 廠址為徐州地區(qū)設(shè)計(jì)內(nèi)容 吸收塔的物料衡算 吸收塔的工藝尺寸計(jì)算 填料層壓降的計(jì)算 繪制生產(chǎn)工藝流程圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 20下氨在水中的溶解度系數(shù)為H=0.725kmol/(m3kPa)其他物性數(shù)據(jù)可查有關(guān)手冊。2.1吸收流程的確定 除了少數(shù)情況只需單獨(dú)進(jìn)行吸收外，一般需對吸收后的溶液繼以脫吸，使溶劑再生，循環(huán)使用。因此，除了吸收塔以外，還需與其他設(shè)備一道組成一個(gè)完整的吸收-脫吸流程。2.2填料的選擇 對于水吸收NH3的過程，操作溫度及操作壓力較低，工業(yè)上通常選用塑料散裝填料。在塑料散裝填料中，塑料階梯環(huán)填料的綜合性能較好，故此選用DN50聚丙烯階梯環(huán)填料。2.3基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)整理對于低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由手冊查得，20時(shí)水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：密度：粘度：表面張力：NH3在水中的擴(kuò)散系數(shù)：混合氣體的平均摩爾質(zhì)量：混合氣體的平均密度：混合氣體的粘度可近似取空氣的粘度，查手冊得20空氣的粘度為：查手冊得NH3在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為：由手冊查得：常壓下20時(shí)NH3在水中的亨利系數(shù)：相平衡常數(shù)為：溶解度系數(shù)為：2.4物料衡算進(jìn)塔氣相摩爾比為 ：出塔氣相摩爾比為： 進(jìn)塔惰性氣相流量為：該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比可按下式計(jì)算即對于純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成為：取操作液氣比為：2.5吸收塔的工藝尺寸計(jì)算吸收塔塔徑的計(jì)算：填料塔的直徑D與操作空塔氣速u及氣體體積流量Vs之間存在以下關(guān)系式中：D 塔徑，m; Vs氣體體積流量，m3/s; u 操作空塔氣速，m/s采用?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖計(jì)算泛點(diǎn)氣速氣相質(zhì)量流量為： 液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計(jì)算，即 埃克特通用關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)為： 得得 液相為水其液體密度校正系數(shù)，20時(shí)水的粘度取由圓整塔徑取泛點(diǎn)率校核填料規(guī)格校核10液體噴淋密度校核取最小潤濕速率為得經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用合理。填料層高度計(jì)算：采用傳質(zhì)單元數(shù)法計(jì)算，其基本公式為：吸脫因數(shù)為：氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為： 氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計(jì)算：查化工原理課程設(shè)計(jì)第177頁表45得液體質(zhì)量流量為： 氣膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算氣體質(zhì)量通量為：液膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算由 查化工原理課程設(shè)計(jì)第179頁表47得則由則由由 得設(shè)計(jì)取填料層高度為： 查化工原理課程設(shè)計(jì)第180頁表48得對于階梯環(huán)填料 取計(jì)算得填料層高度為,故需分兩段2.6填料層壓降計(jì)算采用?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖計(jì)算填料層壓降橫坐標(biāo)為： 查化工原理課程設(shè)計(jì)第181頁 圖411得填料層壓降為 2.7液體分布器簡要設(shè)計(jì)液體分布器的選型： 該吸收塔液相負(fù)荷較小，而氣相負(fù)荷相對較低，所以選用篩孔型分布器分布點(diǎn)密度計(jì)算： 按?？颂亟ㄗh值，D=400時(shí)，噴淋點(diǎn)密度為，D=750時(shí)，噴淋點(diǎn)密度為因該塔液相負(fù)荷較小，設(shè)計(jì)取噴淋點(diǎn)密度為。布液點(diǎn)數(shù)為 按分布點(diǎn)幾何均勻與流量均勻的原則，進(jìn)行布點(diǎn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)結(jié)果為：二級槽共設(shè)十一道，在槽側(cè)面開孔，槽寬度為80mm，槽高度為210mm，兩槽中心矩為120mm。分布點(diǎn)采用三角形排列，實(shí)際設(shè)計(jì)布點(diǎn)數(shù)為n=77點(diǎn)。填料支承及壓緊裝置：填料壓緊和限位裝置安裝在填料層頂部，用于阻止填料的流化和松動(dòng)，選用柵板型，它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低；缺點(diǎn)是柵板間的開孔容易被散裝填料擋住，使有效開孔面積減小。1. 設(shè)計(jì)結(jié)果25時(shí)清水的密度998.2kg/m20時(shí)清水的黏度1cp20時(shí)清水的表面張力72.6dyn/cm混合氣體平均分子量28.4混合氣體平均密度1.181kg/m混合氣體黏度NH3在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)0081cm/s20時(shí)NH3在水中的亨利系數(shù)E相平衡常數(shù)m0.754溶解度系數(shù)H0.725kmol/kpam最小液氣比0.752操作液氣比1.128出塔吸收劑中溶質(zhì)的摩爾比0.0465填料塔