吸收精煉再生氣中氨填料吸收塔的工藝設(shè)計(jì)

.化工原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目:吸收精煉再生氣中氨填料吸收塔的工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名: _ 學(xué) 號(hào): _ 專業(yè)班級(jí): _ _ 指導(dǎo)教師: _ 填料塔課程設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)條件操作方式：連續(xù)操作生產(chǎn)能力：處理再生氣量為2000nm/h操作溫度：30C操作壓力：常壓混合氣組成：CO：89.9% NH3:10.1%（體積分率）吸收劑：清水出塔尾氣濃度：NH30,03%（體積分率）出塔氨水濃度：含NH3量不大于2%（質(zhì)量分率）設(shè)計(jì)要求流程布置與說明工藝過程的計(jì)算填料的選擇填料塔工藝尺寸的確定附屬裝置的確定設(shè)計(jì)成果設(shè)計(jì)說明書一份設(shè)計(jì)圖紙：系統(tǒng)的工藝流程圖，、填料塔工藝條件圖設(shè)計(jì)步驟及要求 1.確定設(shè)計(jì)方案 （1）流程的選擇 （2）初選填料類型 （3）吸收劑的選擇 2.查閱物料的物性數(shù)據(jù) （1）溶液的密度、粘度、表面張力、氨在水中的擴(kuò)散系數(shù) （2）氣相密度、粘度、表面張力、氨在空氣中的擴(kuò)散系數(shù) （3）氨在水中溶解的相平衡數(shù)據(jù) 3.物料衡算 （1）確定塔頂、塔底的氣液流量和組成 （2）確定泛點(diǎn)氣速和塔徑 （3）校核D/d810 （4）液體噴淋密度校核：實(shí)際的噴淋密度要大于最小的噴淋密度。 4.填料層高度計(jì)算 5.填料層壓降校核 如果不符合上述要求重新進(jìn)行以上計(jì)算1.設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介用水吸收氨氣為提高傳質(zhì)效率，選用逆流吸收流程。對(duì)于水吸收氨氣的過程，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，故此選用聚丙烯階梯環(huán)填料。122工藝計(jì)算2.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)2.1.1液相物性數(shù)據(jù)對(duì)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(cè)查得，25時(shí)水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：2.1.2 氣相物性數(shù)據(jù)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為混合氣體的平均密度為 混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度，查手冊(cè)得30空氣的粘度為查手冊(cè)得氨氣在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為2.1.3相平衡數(shù)據(jù)由手冊(cè)查得，常壓下30時(shí)氨氣在水中的亨利系數(shù)為相平衡常數(shù)為溶解度系數(shù)為2.2 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(duì)于純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成為 取操作液氣比為 2.3 填料塔的工藝尺寸的計(jì)算2.3.1 采用Eckert通用關(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Eckert通用關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)為查圖得查表得取 由 圓整塔徑，取 。泛點(diǎn)率校核：（在允許的范圍之內(nèi)）填料規(guī)格校核：液體噴淋密度校核：取最小潤濕速率為查得經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用D=800mm合理。2.3.2填料層高度計(jì)算脫吸因數(shù)為氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計(jì)算：查表得液體質(zhì)量通量為 氣漠吸收系數(shù)由下式計(jì)算：氣體質(zhì)量通量為 液漠吸收系數(shù)由下式計(jì)算： 由 ，查表得 : 則 由 ，得 則 由 由 設(shè)計(jì)取填料層高度為查表，對(duì)于階梯環(huán)填料，取則 計(jì)算得填料層高度為8000 mm，故需分段，分為兩段，每段4000mm。2.3.3填料層壓降計(jì)算采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算填料層壓降。橫坐標(biāo)為查表得，縱坐標(biāo)為 查圖得填料層壓降為2.4 液體分布器簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)2.4.1液體分布器的選型該吸收塔塔徑較小D=500mm，而多孔直管式噴淋器適用于600mm以下的塔，因此在本次設(shè)計(jì)中我采用多孔直管式噴淋器作為液體的噴淋裝置。2.4.2分布點(diǎn)密度計(jì)算按Eckert建議值，D=500mm時(shí)，噴淋點(diǎn)密度為285點(diǎn)，因此設(shè)計(jì)取噴淋點(diǎn)為285點(diǎn)。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：分布為11道環(huán)圓孔，每道孔分布5個(gè)孔，實(shí)際設(shè)計(jì)布點(diǎn)數(shù)為n=55點(diǎn)，如圖所示。 直管式液體分布器的分液點(diǎn)示意圖2.4.3布液計(jì)算由 取 設(shè)計(jì)取 。3. 輔助設(shè)備的計(jì)算及選型3.1填料支承裝置 支承板是用以支承填料和塔內(nèi)持液的部件。常用的填料支承板有柵板型、孔管型、駝峰型等。對(duì)于散裝填料，通常選用孔管型、駝峰型支承板。設(shè)計(jì)中，為防止在填料支承裝置處壓降過大甚至發(fā)生液泛，要求填料支承裝置的自由截面積應(yīng)大于75%。 在本次設(shè)計(jì)中，我選用的是孔管型支承裝置。 3.2填料壓緊裝置 為防止在上升氣流的作用下填料床層發(fā)生松動(dòng)或跳動(dòng)，需在填料層上方設(shè)置填料壓緊裝置。填料壓緊裝置有壓緊柵板、壓緊網(wǎng)板、金屬壓緊器等不同類型。對(duì)于散裝填料，可選用壓緊網(wǎng)板，也可選用壓緊柵板。設(shè)計(jì)中，為防止在填料壓緊裝置處壓降過大甚至發(fā)生液泛，要求填料壓緊裝置的自由截面積應(yīng)大于70%。 在本次設(shè)計(jì)中，我選用的是壓緊柵板。4.結(jié)論 通過這次設(shè)計(jì)，讓我學(xué)習(xí)到了很多以前沒有接觸過的知識(shí)。能夠?qū)W習(xí)到不同方面的知識(shí)。通過這次設(shè)計(jì)，不僅能提高自己的動(dòng)手能力和思維能力，同時(shí)也能夠提高相關(guān)知識(shí)的運(yùn)用能力。5.附錄5.1主要符號(hào)說明符號(hào) 意義及單位 符號(hào) 意義及單位 填料的有效比表面積， 填料的總比表面積， 填料的潤濕比表面積，3 填料直徑， 塔徑， 液體擴(kuò)散系數(shù)， 氣體擴(kuò)散系數(shù)，s 亨利系數(shù)， 填料層分段高度， 溶解度系數(shù)， 氣相總傳質(zhì)單元高度， 氣相總傳質(zhì)單元數(shù) 氣膜吸收系數(shù) 液膜吸收系數(shù)， 穩(wěn)定系數(shù)，無因次 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量 液體體積流量， 相平衡常數(shù)，無因次 篩孔數(shù)目（分布點(diǎn)數(shù)目） 操作壓力， 壓力降， 空塔氣速， 泛點(diǎn)氣速， 液體噴淋密度， 液體質(zhì)量通量，） 氣體質(zhì)量通量， 最小液體噴淋密度， 液體質(zhì)量流量， 氣體質(zhì)量流量， 液相摩爾分?jǐn)?shù)， 液相摩爾比 氣相摩