水吸收氨填料吸收塔設(shè)計帶圖

設(shè)計任務(wù)書 0吸取工藝流程確實定 0TOC\o“1-1“\h\z\u\l“_TOC_250006“物料計算 1\l“_TOC_250005“平衡曲線方程 2\l“_TOC_250004“塔徑計算 2\l“_TOC_250003“填料層高度計算 4\l“_TOC_250002“填料層壓降計算 7\l“_TOC_250001“填料吸取塔的附屬設(shè)備 7\l“_TOC_250000“主要符號說明 8計任務(wù)書題目5%的混合氣體,500m3/h,0.02%,承受清水進展吸取,吸取劑1.5倍.(均為體積分數(shù)).,設(shè)計任務(wù)和操作條件:操作壓力常壓。操作溫度20℃30024填料類型 聚丙烯階梯環(huán)填料,規(guī)格自選.設(shè)計內(nèi)容吸取塔的物料衡算(2)填料層壓降的計算液體分布器的簡潔設(shè)計吸取塔塔體工藝尺寸的計算(5)繪制分布器施工圖(6)對本設(shè)計進展評述根底數(shù)據(jù)20℃0.725Kmol/(m3.kpa)吸取工藝流程確實定承受常規(guī)逆流操作流程．流程如下。物料計算(l).進塔混合氣中各組分的量取塔平均操作壓強為101.3kPa，故：混合氣量＝500〔27327320

〕×122.4

＝20.80kmol／h混合氣中氨量Vb

＝20.80×0.543＝1.129kmol／h＝19.2kg／h混合氣中空氣量＝20.80-1.12919.671kmol／h＝570.5kg／h〔物質(zhì)的量〕組成1y=50.77/17951.25/291

=0.0543y 0;2〔．混合氣進出塔〔物質(zhì)的量比〕組成yY= 1 =0.057411y11YY(1- )=0.05740.02=0.0002296(0.02%計)2 1 A 5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=E

277.3

=2.737P 101.3:Y=2.737X.)Ls1 由操作線方程知:當(dāng)Y＝0.0574時,X*=0.021,1 S,minL

YY1

=19.671×0.0574-2.29610-4＝53.77kmol／hS,min

BX*X1 2

0.0211.5，則Ls＝1.5×53.77＝80.65kmol／h=1451.7kg/h依物料衡算式塔底吸取液濃度X1X=19.671×0.0574-2.29610-41 80.65

=0.014塔徑計算(20℃)，101.325kPa〔1〕.Eckert通用關(guān)聯(lián)圖法(1)計算泛點氣速uF錯誤！未找到引用源。有關(guān)數(shù)據(jù)計算V`＝570.5＋19.2＝589.7kg／hS29 273進塔混合氣密度＝G

× ＝1.206kgm3 (混合氣濃度低，可近似視為27320)吸取液密度＝998.2kg/m3L吸取液黏度＝1.005mPa·sL2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=175m1，比外表積at

＝132.5m2/m3錯誤！未找到引用源。關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)值L`

1451.7 1.206( G)1/2= ( )1/2=0.086LV` L

589.7 998.2錯誤！未找到引用源。由圖1查得縱坐標(biāo)值為0.15F2 即 〔G〕Lg L

0.2=0.15求得液泛氣速u =2.64m/sF操作氣速取u＝0.6u ＝0.6×2.64＝1.58m/sF塔徑V 500D S u4

=0.335m=335mm36000.7851.58(4)．核算操作氣速U= 50036000.7850.42

=1.11m/s<uF(5)．核算徑比D/d＝400/38＝10.58，滿足階梯環(huán)的徑比要求。(6)．噴淋密度校核取(Lw

)min

=0.08m3/(m·h)L

噴min

=0.08×132.5＝10.6 m3/(m2·h)L因 噴＝

1451.7998.20.7850.42

＝11.6m3/(m·h)>

L噴min故滿足最小噴淋密度要求。3圖1 通用壓降關(guān)聯(lián)圖填料層高度計算(1)．傳質(zhì)單元高度H 計算OG本設(shè)計承受恩田式計算填料潤濕面積aw作為傳質(zhì)面積a，依改進的恩田式分別計算k及kL

，再合并為k 和k 。La Ga①列出備關(guān)聯(lián)式中的物性數(shù)據(jù)4空氣計)G

＝1.206kg/m3 )＝G0.0181×103Pa.s (查附錄)DG

＝1．98×105m2/s液體性質(zhì)L

＝998.2kg/m3；L

＝1.005×103Pa·s；DL

=1.344×109m2/s,＝72.6×103N／m(查化工原理附錄)。LLG`=

1451.7

=3.21kg/ m2.s〕36000.7850.42VG`=

589.736000.7850.4

2=1.30kg/ m2.s〕DN38mm聚丙烯階梯環(huán)(亂堆)特性：d ＝38mm; a＝132.5m2/m3; =33×10-3p t CN/m;有關(guān)外形系數(shù)，=1.45〔階梯環(huán)為開孔環(huán)〕錯誤！未找到引用源。依式a c

L”

L a L a0.75 G

G”2

G”2 w1exp1.45( ) 0.1 t0.05 t0.2 t a t

a t L L

L

tL=1exp{-1.45〔

33103

3.21〕0.75〔

〕0.1〔

3.212132.5

〕-0.0572.6103

132.51.005103

998.229.813.212〔998.272.6103

〕0.2}=10.317=0.683故a =aw.a

=0.683×132.5=90.5m2/m3w a t錯誤！未找到引用源。依式L`G gL`KL=0.0095(a w G

)2/3(LDL LD

)-1/2( LL

)1/35=0.0095( 3.2190.50.0181103

1.0051031.0059.81)2/31.0059.81998.2998.21.334109=1.17×10-2m/s錯誤！未找到引用源。依式V` aDkG=0.237( G )0.7( G )1\3( t G)a D RTt G G G=0.237(

1.30

)0.7(

0.0181103 132.51.98105)1/3( )132.50.0181103

1.2061.98105

8.314293=8.1×10-6kmol/(m2·S·kPa)故kakG

a1.1=8.1×106×90.5×1.451.1=1.1×10-3(m/s)wkakL

a0.4=1.17×10-2×90.5×1.450.4=1.23m/swKaY

1 1 1，而

，H=0.725kmol/(m3.kpa)Y G aKG

ak aHkG L1 = 1GKa 1.1103G

＋ 11.230.725求得: KGa=1.09×10-3kmol/(m3.S.kPa)Ka＝KY

aP=1.09×10-3×101.3=0.11kmol/(m3.S)HOGV

19.671/3600H =OG

B =Ya 0.110.7850.42Y

=0.40m傳質(zhì)單元數(shù)N 計算OGY=Y1 1

-mX1

=0.0574-2.737×0.014=0.0196Y=Y2 2

mX2

=2.296×10-4Y =m

Y Y1Y2=0.010ln(1)Y2NOG=

Y Y1 2=5.573所以:z=H

Ym×N =0.4×5.573=2.23mOG OG1.2DN38mmz＝1．2×2.23=2.28m。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:0.0860.21.12175 20縱坐標(biāo)值: ×( )×(1.005)=0.0270.29.81 998.2

P/z=19×9.81=186.4Pa/m填料全塔填料層壓降P=2.28×186.4=425Pa填料吸取塔的附屬設(shè)備1、填料支承板;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、氣體進出口裝置和排液裝置500mm直徑以下的小塔，可使進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。最簡潔的裝置是除沫擋板〔折板〕，或填料式、絲網(wǎng)式除霧器。7液體出口裝置既要使塔底液體順當(dāng)排出，又能防止塔內(nèi)與塔外氣體串通，常壓吸取塔可承受液封裝置。本設(shè)計任務(wù)液相負荷不大，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潔設(shè)計如下:取孔徑d=5mm,孔徑系數(shù)=0.6;取開孔上方液位高度H=1/6D=0.067m;0由公式L

d2n 2g(H )得s 4 0 gL開孔數(shù)n=34.23/0.012=2950;主要符號說明GE—亨利系數(shù)，Kpa —氣體的粘度，Pa/sGm —平衡常數(shù) —水的密度和液體的密度之比G g —重力加速度，m2/s ,—分別為氣體和液體的密度，kg/mG W,WG

kg/sYKa—氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol/Y

m3s

D2