水吸收氨過程填料吸收塔設(shè)計(jì)

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(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)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。混合氣體的處理量為6000M3/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002（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15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H0725KMOL/M3KPA其他物性數(shù)據(jù)可查有關(guān)手冊(cè)。21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(duì)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。22填料的選擇對(duì)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。23基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)整理對(duì)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(cè)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3/298MKGL/601HSPA2/94087KGCDYNNH3在水中的擴(kuò)散系數(shù)HM262929L10734H/360104S/M104D混合氣體的平均摩爾質(zhì)量/89515KOLGM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(cè)得20空氣的粘度為查手冊(cè)得NH3在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為由手冊(cè)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24物料衡算進(jìn)塔氣相摩爾比為05261YY1出塔氣相摩爾比為105982進(jìn)塔惰性氣相流量為KMOL/H3420527346V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21MINX/YVL對(duì)于純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成為0X2750754/02613VLMIN取操作液氣比為3/123480RTPVM/065185HKGSPAVHMDV/0812KPAE4767540316PEM/23MKPAOLMHSLMINVL5112870/L65KOL1423XLY210X125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，MVS氣體體積流量，M3/SU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KG/H251648360WV液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計(jì)算，即9/51L?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)為0234981642550LVX得30G2LVFY得液相為水其液體密度校正系數(shù)，20時(shí)水的粘度1FM81SMPA1M/S8541822930G230U0LVF取/S457VS4由M6120431/6U4VDS圓整塔徑取M05泛點(diǎn)率校核/S261783/470542UF填料規(guī)格校核101306DD液體噴淋密度校核取最小潤(rùn)濕速率為HM/8L3MINW得32T/10AHM/248103U23TMINWINAIN2U7065789/經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用合理。506D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035146750MXY122吸脫因數(shù)為68505163470LVS氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為SYLNN21OG無(wú)因次氣相總傳質(zhì)單元數(shù)氣相總傳質(zhì)單元高度,OGNMHZ431568001526851LN68501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20TL02LTT750LCTWUGAAU4EXPAA查化工原理課程設(shè)計(jì)第177頁(yè)表45得2CKG/H7680DYN/M3液體質(zhì)量流量為/31578029U2L202058210750LW1394867179836385EXP1A350氣膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算RTDU2370KVT31V30TGAA氣體質(zhì)量通量為HKG/M12896582V293148006503270K37GKPAHKOL/4162液膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算M/H708298107631034729866310259GDU03216231L21L32LWLA由查化工原理課程設(shè)計(jì)第179頁(yè)表47得KGA451則KPAHKMOL/519084103265140K3GA27780L50467UF由得和K50U621KKU91KL2FLG41FGAAAA58L/H0327570462PM9O2L341則KAHKL/1266191KH1K3LGAA由54M0678503284PV2YO由得M1540NZG68251設(shè)計(jì)取填料層高度為0MZ查化工原理課程設(shè)計(jì)第180頁(yè)表48得對(duì)于階梯環(huán)填料M6，H158DAX取6501H8則計(jì)算得填料層高度為,故需分兩段126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0234W5LV查化工原理課程設(shè)計(jì)第181頁(yè)圖411得PA/M10ZP填料層壓降為10PAK27液體分布器簡(jiǎn)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(duì)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，D400時(shí)，噴淋點(diǎn)密度為，D750時(shí)，噴淋點(diǎn)密2M/30點(diǎn)度為因該塔液相負(fù)荷較小，設(shè)計(jì)取噴淋點(diǎn)密度為。2M/170點(diǎn)2/30點(diǎn)布液點(diǎn)數(shù)為點(diǎn)點(diǎn)728630658N2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(jí)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N77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(jiǎn)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L9982KG/M20時(shí)清水的黏度1CP20時(shí)清水的表面張力L726DYN/CM混合氣體平均分子量VMM284混合氣體平均密度1181KG/M混合氣體黏度VSPA5108NH3在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)VD0081CM/S20時(shí)NH3在水中的亨利系數(shù)EPA4176相平衡常數(shù)M0754溶解度系數(shù)H0725KMOL/KPAM