水吸收氨填料吸收塔設(shè)計帶圖

1、1.1設(shè)計任務(wù)書01.2吸收工藝流程的確定21.3 物料計算21.4 平衡曲線方程31.5 塔徑計算31.6 填料層高度計算51.7 填料層壓降計算81.8 填料吸收塔的附屬設(shè)備81.9 主要符號說明10計任務(wù)書（1） 題目含氨為5%（體積分?jǐn)?shù)，下同）的混合氣體, 處理量為4000m3/h, 采用清水進(jìn)行吸收, 氨的回收率90%，吸收劑的用量為最小用量的1.5倍. (均為體積分?jǐn)?shù)).,（2）設(shè)計任務(wù)和操作條件:(1)操作壓力 常壓。(2)操作溫度 20(3)年工作300天,每天24小時運(yùn)行.（3） 填料類型 聚丙烯階梯環(huán)填料,規(guī)格自選.（4）設(shè)計內(nèi)容(1)吸收塔的物料衡算(2)填料層壓降的計算

2、(3)液體分布器的簡單設(shè)計(4)吸收塔塔體工藝尺寸的計算(5)繪制分布器施工圖(6)對本設(shè)計進(jìn)行評述（5）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)20下氨在水中的溶解度系數(shù)H為0.725Kmol/( m3. kpa)1.2吸收工藝流程的確定采用常規(guī)逆流操作流程流程如下。1.3 物料計算(l). 進(jìn)塔混合氣中各組分的量取塔平均操作壓強(qiáng)為101.3kPa，故：混合氣量 4000（）× 166.38kmolh混合氣中氨量166.38×0.5 83.19 kmolh 1414.23kgh混合氣中空氣量166.38-83.19 =83.19kmolh2412.51kgh(2)混合氣進(jìn)出塔的（物質(zhì)的量）組成=0.05

3、=0.05*0.01=0.0005（3）混合氣進(jìn)出塔（物質(zhì)的量比）組成Y1=0.0526Y2=0.00051.4 平衡曲線方程 查表知:20時,氨在水中的亨利系數(shù)E=277.3Kpa; m = = = 2.737故操作線方程為:Y=2.737X.吸收劑(水)的用量Ls 由操作線方程知:當(dāng)Y10.0526時,X1*=0.0192,計算最小吸收劑用量=166.38×0.95×428.91kmolh取安全系數(shù)為1.5，則Ls1.5×428.91=643.36kmolh = 11580.44kg/h依物料衡算式塔底吸收液濃度= 158.06×= 0.000711

4、.5 塔徑計算塔底氣液負(fù)荷大，依塔底條件(混合氣20)，101.325kPa（1）.采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖法(圖1)計算泛點氣速有關(guān)數(shù)據(jù)計算塔底混合氣流量VS570.519.2589.7kgh吸收液流量L1451.7kgh進(jìn)塔混合氣密度×1.206kg (混合氣濃度低，可近似視為空氣的密度)吸收液密度998.2kg/吸收液黏度1.005 mPa·s經(jīng)比較，選DN38mm聚丙烯階梯環(huán)。查化工原理教材附錄可得，其填料因子=175，比表面積132.5關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)值 ()1/2=()1/2 =0.086由圖1查得縱坐標(biāo)值為0.15 即0.2=0.15求得液泛氣速=2.64m/

5、s(2)操作氣速 取u0.60.6×2.64 1.58 m/s(3).塔徑= 0.335 m=335mm取塔徑為0.4m(400mm)(4)核算操作氣速U=1.11m/s < (5)核算徑比D/d400/3810.5 > 8，滿足階梯環(huán)的徑比要求。(6)噴淋密度校核取= 0.08/(m·h)最小噴淋密度= 0.08×132.510.6 /(m2·h)因 11.6/(m·h) > 故滿足最小噴淋密度要求。圖1 通用壓降關(guān)聯(lián)圖1.6 填料層高度計算(1)傳質(zhì)單元高度計算本設(shè)計采用恩田式計算填料潤濕面積aw作為傳質(zhì)面積a，依改進(jìn)的恩

6、田式分別計算及，再合并為和。列出備關(guān)聯(lián)式中的物性數(shù)據(jù)氣體性質(zhì)(以塔底20，101.325kPa空氣計)：1.206 kg/ (前已算出)；0.0181× (查附錄)；198×液體性質(zhì)998.2 kg/；1.005×Pa·s；=1.344×,72.6×Nm(查化工原理附錄)。氣體與液體的質(zhì)量流速：LG=3.21VG=1.30DN38mm聚丙烯階梯環(huán)(亂堆)特性：38mm; 132.5;=33×10-3 N/m; 有關(guān)形狀系數(shù)，=1.45（階梯環(huán)為開孔環(huán)）依式=-1.45（）0.75（）0.1（）-0.05（）0.2=0.683

7、故=0.683×132.5=90.5依式KL=0.0095()2/3()-1/2()1/3=0.0095()2/3()-1/2()1/3=1.17×10-2 m/s依式kG= 0.237()0.7()13()= 0.237 ()0.7()1/3()=8.1×10-6kmol/(m2·S·kPa)故=8.1××90.5×=1.1×10-3 (m/s)=1.17×10-2×90.5×=1.23m/s(2)計算 ，而，H=0.725kmol/() =求得: =1.09×1

8、0-3=1.09×10-3×101.3=0.11 (3)計算=0.40m(4)傳質(zhì)單元數(shù)計算=-m×0.014=0.019=2.296×10-4=0.010NOG=5.573所以:z=×NOG=0.4×5.573=2.23m取安全系數(shù)1.2， 則完成本設(shè)計任務(wù)需DN38mm聚丙烯階梯環(huán)的填料層高度z12×2.23=2.28m。1.7 填料層壓降計算之前計算得:空塔氣速u=1.11m/s 橫坐標(biāo)值:0.086縱坐標(biāo)值: ×()×(1.005) 0.2=0.027查圖1得 P/z=19×9.81=1

9、86.4Pa/m 填料全塔填料層壓降 =2.28×186.4=425Pa1.8 填料吸收塔的附屬設(shè)備1、填料支承板分為兩類：氣液逆流通過平板型支承板，板上有篩孔或柵板式;氣體噴射型，分為圓柱升氣管式的氣體噴射型支承板和梁式氣體噴射型支承板。2、填料壓板和床層限制板在填料頂部設(shè)置壓板和床層限制板。有柵條式和絲網(wǎng)式。3、氣體進(jìn)出口裝置和排液裝置填料塔的氣體進(jìn)口既要防止液體倒灌，更要有利于氣體的均勻分布。對500mm直徑以下的小塔，可使進(jìn)氣管伸到塔中心位置，管端切成45度向下斜口或切成向下切口，使氣流折轉(zhuǎn)向上。對1.5m以下直徑的塔，管的末端可制 成下彎的錐形擴(kuò)大器。氣體出口既要保證氣流暢通，又要盡量除去夾帶的液  沫。最簡單的裝置是除沫擋板（折板），或填料式、絲網(wǎng)式除霧器。液體出口裝置既要使塔底液體順利排出，又能防止塔內(nèi)與塔外氣體串通，常壓吸收塔可采用液封裝置。本設(shè)計任務(wù)液相負(fù)荷不大，可選用排管式液體分布器；且填料層不高，可不設(shè)液體再分布器。 排管式液體分布器簡單設(shè)計如下:取孔徑=5mm,孔徑系數(shù)=0.6;取開孔上方液位高度H=1/6D=0.067m ; 由公式得開孔數(shù) n=34.23/0.012=2950;1.9 主要符號說明E亨利系數(shù)， 氣體的粘度， 平衡常數(shù) 水的密度和液體的密度之比 重力加速度， 分別為氣體和液體的密度，分別