填料吸收塔Microsoft Word 文档.doc

化工原理课程设计报告
学校: 西安科技大学
学院: 化学与化工学院
专业: 化学工程与工艺
姓名: 贺好伟
学号: 0815010229
时间: 2010/12/30
指导老师: 郭晓滨
目录
一、化工原理课程设计任务书
1设计题目
2操作条件
3填料类型
4工作原理
5设计条件
6填料塔简介
二、设计方案
1流程图及流程说明
2填料吸收塔的设计方案
三、填料塔工艺尺寸的计算
1设计方案的思考
2核算空塔气速u与泛点率
3液体喷淋密度的计算
4填料层高度计算
四、填料层的压降的计算
五填料塔内件的类型与设计
六、设计一览表
七、主要符号说明
八. 设计小结


(一)设计题目
常温常压下,用20℃的清水吸收空气中混有的氨,已知混合气中含氨10%,(mol,下同),混合气流量为2000,m3/h,,气项总体积吸收系数为200kmol/m3*h,氨的回收率为98%。设计填料吸收塔。
(二) 操作条件
1、  操作压力常压
2、  操作温度 20℃
(三)填料类型
填料规格,本设计我采用塑料阶梯环。
(四)工作原理:
气体混合物的分离,总是根据混合物中各组分间某种物理性质和化学性质的差异而进行的,吸收作为其中的一种,它根据混合物各组分在某种溶剂中溶解度的不同而达到分离的目的。填料塔式一种应用很广泛的气液传质设备,它具有结构简单压降低填料易用耐腐蚀材料制造等优点,操作时液体与气体经过填料时被填料打散,增大比表面积,从而有利于气体与液体之间的传热与传质,使得吸收效率增加
(五)、设计条件
1、气体混合物成分:空气和氨;
2、氨的含量: 10%(体积);
3、混合气体流量:2000m3/h;
4、操作温度:293K;
5、混合气体压力:;
6、回收率: 98%。
(六)、填料塔简介
填料塔是提供气-液、液-液系统相接触的设备。填料塔外壳一般是圆筒形,也可采用方形。材质有木材、轻金属或强化塑料等。填料塔的基本组成单元有:
①:壳体(外壳可以是由金属(钢、合金或有色金属)、塑料、木材,或是以橡胶、塑料、砖为内层或衬里的复合材料制成。虽然通入内层的管口、支承和砖的机械安装尺寸并不是决定设备尺寸的主要因素,但仍需要足够重视;
②:填料(一节或多节,分布器和填料是填料塔性能的核心部分。为了正确选择合适的填料,要了解填料的操作性能,同时还要研究各种形式填料的形状差异对操作性能的影响);
③:填料支承(填料支承可以由留有一定空隙的栅条组成,其作用是防止填料坠落;也可以通过专门的改进设计来引导气体和液体的流动。塔的操作性能的好坏无疑会受填料支承的影响);
④:液体分布器(液体分布的好坏是影响填料塔操作效率的重要因素。液体分布不良会降低填料的有效湿润面积,并促使液体形成沟流);
⑤:中间支承和再分布器(液体通过填料或沿塔壁流下一定的高度需要重新进行分布);
⑥:气液进出口。
塔的结构和装配的各种机械形式会影响到它的设计并反映到塔的操作性能上,应该力求在最低压降的条件下,采用各种办法提高流体之间的接触效率,并设法减少雾沫夹带或壁效应带来的效率损失。与此同时,塔的设计必须符合由生产过程和塔的结构形式所决定的经济性原则。
二设计方案
1流程图及流程说明
该填料塔中,氨气和空气混合后,经由填料塔的下侧进入填料塔中,与从填料塔顶流下的清水逆流接触,在填料的作用下进行吸收。经吸收后的混合气体由塔顶排除,吸收了氨气的水由填料塔的下端流出。(如右图所示)
2填料吸收塔的设计方案
(1).设计方案的思考
用水吸收空气中的氨是属于低浓度吸收。因为氨在水中的溶解度为1∶700(V/V),并且用水吸收氨属于物理吸收过程,所以在常温常压下操作即可达到较满意的效果。为了确保氨的回收率。宜采用气-液逆流的吸收过程,使水和混合气充分接触,以达到回收的要求。为使吸收剂循环使用,可设计解吸塔,分离回收的氨,并循环使用吸收剂。
(2).设计方案的确定
装置流程的确定:吸收装置的流程的有多种多样,如逆流操作、并流操作、吸收剂部分再循环操作、多塔串联操作、串联-并联混合操作等。氨极易溶于水,吸收过程的平衡曲线较陡,流向对吸收的推动力有一定的影响;整个操作过程为等温等压过程,依据题意可知吸收剂的用量比较大。结合以上分析及各种流程的优缺点,本设计选择逆流操作。
操作方式:气相由塔底进入从塔顶排出,液相由塔顶进入从塔底排出。
(3).设计方案的特点
传质平均推动力,传质速率快,分离效率好,吸收剂利用率高。
(4)填料的类型与选择
填料的类型:
填料是填料塔的核心构件,是填料塔中气液